基于试验和分子模拟的页岩油用于浮选褐煤的可行性研究

为探究页岩油对褐煤浮选的可行性,利用气相色谱质谱测试、煤泥浮选试验、X射线光电子能谱和分子模拟方法,分别测试了页岩油的化学成分,考察了褐煤浮选行为和页岩油、煤油预处理对煤粒表面官能团的影响,探究了分子尺度的煤-油-水体系结构特征。结果表明:烷烃、烯烃是页岩油的主要化学成分,烷烃多以碳数12—22的形式存在;页岩油可通过覆盖褐煤表面的亲水性含氧官能团,提高C—C/C—H的相对含量;无论采用何种浓度,页岩油对褐煤的浮选效果始终显著强于煤油。分析认为,页岩油的吸附覆盖了褐煤表面部分孔隙,可降低褐煤表面粗糙度,抑制水分子在煤表面的布展,因此页岩油可作为褐煤浮选的高效捕收剂。     

蒙东后侏罗纪褐煤煤岩组分表面形态及官能团分析

应用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱研究蒙东后侏罗纪褐煤腐植组和惰质组的表面形态及主要官能团。结果表明,腐植组颗粒表面整体较为均匀,周围有许多离散的粉末,主要为黏土矿物。惰质组表面粗糙不平,部分具有植物纤维状结构,主要含有黏土矿物和硅酸盐矿物。腐植组和惰质组C原子的四种存在状态大致相同,然而相对含量存在较大差异。腐植组中C-C/C-H的含量比惰质组低,而酚碳或醚碳(C-O)的含量比惰质组要高得多,说明蒙东后侏罗纪褐煤腐植组的芳香度比惰质组的高。惰质组中羧基(O=C-O)和羰基 (C=O)含量都高于腐植组。两种显微组分中氧的赋存状态主要以是酚羟基氧和醚氧键氧的形式存在,无机氧和吸附氧的含量均较少。惰质组中硫含量较少可忽略不计,脂肪族硫是腐植组中硫的主要存在形态,噻吩型硫含量极少。以上研究结果有助于充分认识蒙东后侏罗纪褐煤显微组分结构和性质差异,为煤岩显微组分浮选分离提供依据。