低阶煤的油泡浮选研究进展

针对低阶煤表面亲水性强、可浮性差及浮选过程中捕收剂消耗量高等问题,国内外研究者研究了低阶煤的汕泡浮选。本文对低阶煤-油泡浮选试验、矿化理论及分选装置进行了归纳总结。低阶煤的油泡浮选试验表明,油泡表面的强疏水性可以提高低阶煤浮选回收率,降低捕收剂消耗量。诱导时间测试结果表明,低阶煤颗粒-油泡间的诱导时间要远短于低阶煤颗粒-气泡间的诱导时间。目前研究颗粒-气/油泡间水化膜薄化理论的模型主要有Stefan-Reynolds模型、Taylor方程、Stokes-Reynolds-Young-Laplace模型以及Stokes-Reynolds模型。油泡的制备方法主要有高温气化法和常温零调浆法。     

低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间研究

为表征低阶煤颗粒-气/油泡间矿化过程的差异,通过Sutherland理论下固体颗粒进入泡沫产品的总概率(E)和浮选速率常数(k)之间关系,并结合低阶煤颗粒-气/油泡的浮选速率试验,求得了低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间。浮选实验研究表明,在相同的捕收剂消耗量下低阶煤-油泡浮选产率均高于低阶煤-气泡浮选产率。诱导时间测试表明,低阶煤颗粒-油泡间的诱导时间(35 ms)要明显低于低阶煤颗粒-气泡间的诱导时间(93 ms)。上述实验结果表明,油泡表面的疏水性要强于传统浮选气泡表面的疏水性。然而,进一步利用Sutherland理论中固体颗粒进入泡沫产品的总概率和浮选速率常数之间的数学关系,并结合低阶煤颗粒-气/油泡的浮选速率试验求得的低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间分别为9.67和8.46 ms,其与诱导时间测试仪分别测量的诱导时间差异很大。这主要是由于在实际浮选过程中气/油泡的上升速度分别为23.26和22.68 cm/s,其远高于2015EZ型诱导时间仪测试过程中气/油泡碰撞速度(2.0 cm/s)。因此,诱导时间理论计算表明气泡-颗粒间的碰撞速度对颗粒-气泡间的诱导时间影响很大。上述研究结果表明油泡浮选效果优于传统浮选的内在原因在于低阶煤颗粒-油泡间的诱导时间小于低阶煤颗粒-气泡间的诱导时间。     

煤岩显微组分对活性炭表面性质的协同效应机理

为探究煤岩显微组分对活性炭表面性质的协同效应机理,按密度分选富集煤岩显微组分,采用KOH活化法制备活性炭,测试了原煤和前驱体煤岩显微组分的性质,分析了活性炭的氮气吸附量、孔结构特征、官能团和润湿性。结果表明:按密度分选可以有效富集煤岩显微组分,煤中活性组分与惰性组分之间的协同效应对活性炭的表面性质有重要影响;中间密度级前驱体的活惰比(活性组分与惰性组分的体积分数比)适中,既有充足的活性组分造孔,又有足够的惰性组分形成骨架,用其制备的活性炭孔结构最发达,比表面积和总孔体积最大(分别为1 264.47 m~2/g和0.700 0 cm~3/g),中孔率最高(35.71%),氮气吸附量最大;随着前驱体活惰比减小,活性炭的含氧官能团少量减少,而矿物质含量迅速增加,使得KOH电解液对活性炭的润湿性增强。     

湿法炼锌酸浸渣常规干燥实验研究

本文以湿法炼锌酸性浸出渣为研究对象,实验研究干燥温度、物料量、干燥时间对酸浸渣相对脱水率的影响,综合考虑干燥工艺的时效性、经济效益以及工艺效率,控制物料量为50g、干燥温度为90℃、干燥时间为80min时,酸浸渣相对脱水率可达到98.32%。实验研究对促进酸浸渣中有价金属的资源综合利用、改善环境等具有重要的指导意义。     

基于密度泛函理论的水对黄铁矿和煤表面润湿性机理研究

浮选建立在矿物表面润湿性差异之上,为了研究水对黄铁矿和煤表面的润湿机理,构建了黄铁矿和理想化的煤表面模型,并采用密度泛函理论（DFT）分析了水分子和氧分子在黄铁矿和理想化的煤表面上的吸附。结果表明:黄铁矿表面的电子性质活跃,表面Fe与S原子均有未成键的悬挂键,使得黄铁矿表面对水具有较强的吸附活性;水分子在黄铁矿表面各吸附位的吸附能均为负值,底部对硫穴位为水分子吸附的最稳定构型（吸附能为?87.42 kJ/mol）;氧分子在黄铁矿表面吸附时会发生解离,但其对已吸附的水分子影响较小。理想化的煤表面原子的配位数与体相相同,且表面对电子的束缚较强,使得理想化的煤表面吸附活性较弱;水分子在各吸附位的吸附能均为正值,说明水分子难以吸附在理想化的煤表面上;氧分子在理想化的煤表面上吸附时未发生解离,且将已吸附的水分子排离表面。因此,黄铁矿表面具有较强的亲水性,而理想化的煤表面具有较强的疏水性。      

贵州煤制活性炭工艺及其活化过程动力学

设计煤制活性炭的工艺流程,以探索贵州典型煤种制活性炭的可行性。以贵州无烟煤、烟煤及二者混合物为原料,经除灰、炭化后以水蒸汽为活化剂进行活化制活性炭,考察了活化温度、活化时间、水蒸汽流量及水蒸汽压力对活性炭亚甲蓝吸附值的影响,发现所制备活性炭的亚甲蓝吸附值随各因素的变化均存在极大值点,从而确定了适宜的活化条件,无烟煤、烟煤、混合煤所制活性炭的最大亚甲蓝吸附值分别为209、159、223 mg·g~(-1),比表面积分别为1 121.37、908.58、1 342.88 m~2·g~(-1),优于其他活性炭。实验结果也表明:贵州煤制活性炭存在协同效应,混合煤基活性炭具有最好的亚甲蓝吸附性能,且制备条件比单一煤基活性炭更加缓和。基于吸附理论建立了活化过程动力学,回归得到活化过程的速率参数;扫描电子显微镜(SEM)显示,混合煤基活性炭比单一煤基活性炭更加疏松,孔隙更加发达。     

改性膨润土的吸附性能研究

用NaOH改性、微波改性、焙烧改性膨润土,以亚甲基蓝溶液模拟污染物对原土和改性膨润土的吸附性能进行考查.实验结果表明,膨润土经改性后,其吸附性能与原土相比有明显改善.经NaOH改性、微波改性、400℃下焙烧2 h改性后的膨润土对25 mg/L的亚甲基蓝溶液的脱除率分别为75.64％、74.36％、68.17％.