在选煤生产中,精煤产品水分偏高会对运输及后续使用造成不良影响,浮选精煤由于粒度较细,水分脱除较困难,其水分成为了影响精煤产品最终水分的主要因素。在诸多强化浮选精煤脱水的方法中,掺入粗颗粒改善脱水设备入料粒度组成较为经济有效,但此技术目前仅停留在现场实践阶段,相关的理论研究较少。为了探究粒度组成对浮选精煤脱水的影响机制,为现场掺粗提供理论支撑,本研究首先在过滤理论的基础上,分析了滤饼内部液体的流动状态及正压过滤过程;其次根据级配理论,通过对级配类型的选择与优化,进行了不同粒度级配条件下的正压过滤试验,分别测定了各组试验的滤饼水分和过滤速率;最后从滤饼粒度组成、孔隙率和平均比阻三个方面研究了过滤过程中滤饼结构的变化,并分析了滤饼水分、过滤速率与滤饼结构之间的联系。研究结论主要有以下几个方面:(1)在浮选精煤中加入粗颗粒可以有效改善脱水效果,且对于单一粒级精煤,粒度越细,过滤周期越长,滤饼水分也越高,粒度对过滤速率和滤饼水分均有较大的影响;(2)利用不同粒度颗粒的沉降特性差异,使粗颗粒先到达过滤介质表面,形成具有上细下粗结构特点的滤饼,可以有效减少细颗粒对过滤介质滤孔的堵塞,有利于过滤过程的进行;(3)在过滤过程中,由于受到多个因素的影响,形成的滤饼大多为非饱和滤饼,通过分析,推导出了滤饼水分的表达式:不同级配条件下,滤饼孔隙率、滤饼厚度和孔隙尺寸等结构参数均会发生变化,且粗颗粒粒度较大、含量较多时,压缩空气容易击穿滤饼,导致滤饼水分残留,所以滤饼水分变化规律不同;(4)过滤速率在任一级配条件下,均随着过滤过程的进行逐渐降低,与过滤时间呈幂函数关系,其变化规律可用式u a tb-=×表示,其中系数a与物料粒度呈正相关,过滤速率的变化是滤饼平均比阻、滤饼粒度组成和孔隙结构等因素共同作用的结果,一般情况下,过滤速率与滤饼平均比阻成反比例关系,但是在部分级配中,过滤速率更多地受到细颗粒钻隙和滤饼穿透、气体外泄等作用的影响。在实际生产中,可以通过试验确定适当的掺粗粒度和含量以达到降低滤饼水分、提高过滤速率的目的。