神府煤煤巖組分浮選工藝及動力學研究.pdf

1、神府煤惰質(zhì)組分含量普遍較高,對此類煤的氣化和液化造成不利影響。通過浮選方法將煤巖組分分離,分選出富鏡質(zhì)組,富鏡質(zhì)組用于液化和氣化,富惰質(zhì)組分用于制備碳素材料,可以實現(xiàn)神府煤的綜合高效利用。
　　本文通過孔結(jié)構(gòu)測試、FTIR、煤巖組分分析、煤表界面性能測試等手段,對神府煤及其煤巖組分的性質(zhì)進行了深入研究,發(fā)現(xiàn)不同煤巖組分在孔結(jié)構(gòu)、表面官能團、潤濕性、表面電位及可磨性等方面存在較大差異,為后續(xù)煤巖組分分選奠定了理論基礎(chǔ)。為實現(xiàn)不同煤巖

2、組分的充分解離,本文利用微波預處理對煤巖組分選擇性破碎進行了研究,微波引入后能顯著提高不同煤巖組分的解離,輻射后的富鏡質(zhì)組含量較原煤提高了31.83%。SEM分析表明微波促進絲炭的裂紋的發(fā)育。
　　基于煤巖組分潤濕性以及表面電性差異性,本文完成了神府煤煤巖組分浮選槽(1.0L)的浮選分離實驗研究。對神府煤進行煤巖組分浮選分離工藝單因素分析,綜合各個單因素的最佳實驗結(jié)果,礦漿濃度為45g/L,煤油用量為0.2mL/L,正丁醇用量為0

3、.01mL/L,轉(zhuǎn)速為1800r/min時,浮物產(chǎn)率為54.71%,浮物中鏡質(zhì)組含量為最大值62.00%,綜合效率為27.88%。捕收藥劑在不同pH下出現(xiàn)不同的浮物產(chǎn)率與富鏡質(zhì)組含量,煤油作為捕收劑效果最好,在pH=13.0時其浮物產(chǎn)率為57.63%,浮物中鏡質(zhì)組含量達到54.21%。綜合效率為23.58%。采用酸化、堿化、氧化等方法對神府煤進行預處理后發(fā)現(xiàn),氫氟酸酸化預處理后神府煤的浮選分離效果較好,此時浮物產(chǎn)率為66.27%,浮物中

4、鏡質(zhì)組含量為37.25%,綜合效率為12.61%。
　　本文進一步完成了神府煤煤巖組分浮選柱(0.5L)浮選研究,經(jīng)過單因素和正交實驗確定浮選柱浮選的最佳工藝為捕收劑(煤油)用量為0.4mL/0.5L,起泡劑(仲辛醇)用量為0.04mL/0.5L,礦漿濃度為45g/L,充氣量為80L/h,此時浮物產(chǎn)率為88.96%,浮物灰分為2.64%,綜合效率為52.44%。篩選不同藥劑發(fā)現(xiàn)陽離子捕收劑(十六烷基三甲基溴化銨)對神府煤巖組分的浮

5、選分離效果較好,在最佳工藝條件下浮物產(chǎn)率為89.63%,浮物中鏡質(zhì)組含量為52.31%。綜合效率為34.48%。采用過硫酸銨與硅烷偶聯(lián)劑對神府煤進行改性預處理,發(fā)現(xiàn)硅烷偶聯(lián)劑可以提高浮物中鏡質(zhì)組的含量。
　　采用了經(jīng)典一級動力學模型[ε=82.01×(1-exp(-0.74t))]與二級動力學模型[ε=112.902×0.53t/(100+112.90×0.53t)]對浮選實驗結(jié)果進行了動力學擬合計算,結(jié)果表明一級浮選模型可較好地