低阶煤表面含氧官能团对煤泥浮选的影响

低阶煤浮选效果差是亟需解决的难题。为了推动低阶煤高效利用,以两种低阶煤和两类捕收剂为研究对象,借助SEM-EDS、FTIR、XPS等测试,分析低阶煤表面的特性,研究不同捕收剂的性质及其与低阶煤表面的作用,通过煤泥浮选试验进行验证。结果表明,低阶煤表面粗糙,裂隙发达,含有丰富的氧元素,并且氧元素主要以官能团的形式赋存在低阶煤表面。此外,粗糙度越高,含氧官能团越多,越不利于浮选。捕收剂自身的分子结构和化学组成很大程度上决定了煤泥浮选效果,不饱和脂肪酸含量丰富的捕收剂更容易与低阶煤表面的含氧官能团形成弱氢键作用,从而改善低阶煤表面的疏水性,浮选效果更好。为提高低阶煤泥的浮选效果,应该针对性地开发与煤泥表面性质相适配的浮选药剂。     

难浮煤表面性质及亲水性研究

低阶煤、氧化煤等煤泥浮选提质困难,很大程度上影响了选煤厂生产效率的提高。为探明低阶煤、氧化煤的难浮特性,从煤的宏观物质组成到微观的表面形貌和化学基团,系统分析了难浮煤表面性质;结合接触角和诱导时间测试,阐明难浮煤的亲水特性。结果表明,难浮煤表面粗糙,含有大量孔隙和裂隙,高灰微细矿物易吸附在煤粒表面,恶化浮选过程;难浮煤表面含有大量的亲水性官能团,不利于煤颗粒上浮;接触角测量和表面自由能计算结果表明,难浮煤表面极性成分多,煤-水相互作用较强;诱导时间测试结果进一步说明了难浮煤颗粒-气泡诱导时间长,其表面具有很强的亲水性,浮选提质难。     

煤泥浮选过程强化之三——低阶/氧化煤浮选界面强化篇

低阶/氧化煤由于其表面孔隙发达、含氧官能团多,导致浮选捕收剂消耗量极大、效率低下,而界面强化是提高其分选效率的重要途径。从低阶/氧化煤表面含氧官能团与捕收剂的相互作用出发,开发一种新型的极性复配捕收剂,探索了极性复配捕收剂和孔隙机械压缩对低阶/氧化煤浮选界面强化的影响,并进行了浮选动力学试验验证;借助机械热压机对难浮煤进行处理,采用XPS光电子能谱、压汞仪及比表面积测试仪(BET)和红外光谱仪检测热压前后褐煤表面性质的变化,并运用Van Oss-Chaudhury-Good理论计算了煤样的表面自由能,探明了机械热压对褐煤表面物理化学结构的影响。机械热压过程对褐煤表面疏水性改善及浮选界面强化具有一定的借鉴意义。     

低阶/氧化煤浮选强化技术研究进展

针对低阶/氧化煤因其大的孔隙度和高的表面含氧官能团,浮选分离时药剂消耗大、效率低的问题,通过整理分析国内外学者相关的探索研究,为寻找提高寻找提高低阶/氧化煤可浮性的可行性方法提供了理论借鉴。     

低阶煤泥浮选的研究

用现代浮选理论对低阶煤难浮问题进行了探讨，通过对次烟煤和风化煤表面性质的分析，提出改善低阶煤的浮选效果的措施，这些措施主要包括低阶煤的表面改性和浮选机性能的改进。实验室试验和工业应用的结果表明，这些措施大大地改善了低阶煤的浮选效果，浮精产率提高16％～33％，浮精灰分降低0．3％～0．7％；对于风化煤泥浮选，其浮选完善指标达51％。     

细粒氧化煤表面性质表征与浮选预处理技术研究进展

氧化作用使煤粒表面含氧官能团数量增加,疏水性变差,浮选回收效果降低,而我国氧化煤资源量大,对其分选与利用进行研究具有重要意义。氧化层阻碍了药剂分子和气泡与煤泥疏水部分的有效接触,是细粒氧化煤可浮性降低的主要原因,浮选前对氧化层进行疏水化预处理,成为改善其浮性的主要手段和研究热点。文章对国内外氧化煤表面含氧官能团辨别和定量表征方法进行了总结,对表面疏水化预处理改性技术展开综述。分析表明,红外光谱、拉曼光谱和X射线电子能谱等材料表面分析方法,能够得到含氧官能团不同层面的信息,已经被相关学者广泛应用;研磨、高强度高浓度调浆和超声处理等合适的预处理技术能够实现细粒氧化煤的表面疏水改性。但是,不同的测定和预处理方法均有自身的局限性,研究和工程人员需要根据物料性质、研究目的和可行性等多方面进行选择以及综合运用。     

复配捕收剂对龙王沟长焰煤的浮选强化试验研究

采用传统捕收剂对龙王沟长焰煤煤泥进行浮选,药剂用量大、分选效果差,为了解决此问题,探究了表面活性剂与传统捕收剂复配对此低阶煤浮选的强化效果。结果显示:非离子型表面活性剂Span80可以增加煤泥表面疏水官能团数量,遮蔽部分含氧官能团,十二烷与其复配后捕收剂用量大幅减少,精煤产率显著提高,当该药剂用量为6kg/t时,精煤产率和浮选完善度达到最大,分别为80.76%和37.03%,最大可燃体回收率由柴油的54.41%提高至复配药剂的92.01%,经典一级动力学模型拟合结果显示浮选速率常数从柴油的0.85s~(-1)变为复合药剂的1.49s~(-1)。说明在龙王沟长焰煤浮选体系中,非离子型表面活性剂Span80与捕收剂复配有效改善了煤泥表面的疏水性,增加了药剂的选择性和捕收性,强化了低阶煤的浮选提质效果。     

低阶煤浮选的试验研究

低阶煤由于表面含氧官能团多,传统的浮选药剂浮选效果差,因此,低阶煤的浮选比较困难.文章介绍了目前国内外低阶煤浮选的研究现状,并通过对低阶煤煤样性质的详细分析,提出了在低阶煤浮选时,在矿浆中添加阳离子表面活性剂十二胺来提高低阶煤浮选效果的措施.浮选试验结果表明,十二胺能显著地提高低阶煤的浮选效率.     

用烷醇酰胺浮选回收红柳煤的研究

针对细粒低阶煤亲水性强、常规捕收剂浮选回收难等问题,采用极性烷醇酰胺6501(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺)为捕收剂,研究了其对红柳低阶煤的浮选性能,并就其作用机理,采用接触角、表面能、润湿热和XPS进行了分析。结果表明,随着捕收剂用量的增加,精煤产率先增加后降低,而精煤灰分持续增加,适当的捕收剂用量可以有效的回收低阶煤。经捕收剂处理后,煤与水的接触角随着药剂用量的增加先增大后减小,极性成分占比先降低后升高。适当的捕收剂用量可以显著降低煤-水润湿热,进而提高煤表面疏水性,而随着药量的增加,药剂的烷烃链分子之间通过疏水作用力相互吸引,致使极性头基朝外或者形成胶束,降低了煤颗粒表面的疏水性。XPS表明,烷醇酰胺6501的极性头基与煤表面的含氧基团作用,烷烃链遮蔽煤表面的含氧官能团,从而提高了煤泥的疏水性。     

表面酸洗对低阶煤分级浮选的影响

我国低阶煤煤炭资源储量大,但由于其表面含氧官能 团丰富、孔隙发达及表面粗糙度大,其浮选工艺一直未实现 工业应用。为提高低阶煤煤泥可浮性,对低灰粒级煤样进行 盐酸酸洗处理后进行浮选试验。结果表明,在2mol/L酸洗 浓度下,500~250μm、250~125μm 和125~74μm 粒度级 的浮 选 精 煤 产 率 达 到 最 大,分 别 为 97.87%、98.95% 和 97.22%;随后随酸 洗 浓 度 继 续 增 加,浮 选 精 煤 产 率 降 到 最 低,分别为93.51%、90.70%和89.43%。而-74μm 粒度级 的浮选精煤产率由94.10%持续降低到48.18%。结合 Zeta 电位测试和扫描电镜(SEM)分析结果可知:较低的酸洗浓 度(2mol/L)能有效脱除负电性强的含氧官能团,从而改善 低阶煤表面的可浮性;而较高酸洗浓度(4~10mol/L)使得低 阶煤表面孔隙明显增多,浮选过程中,新增加的孔隙会被水 分子填充并形成水化膜,从而降低了煤表面的疏水性,进而 使浮选精煤产率降低。     

低阶煤浮选研究现状及分析

低阶煤在我国的储量较大、煤质差。随着石化能源的日益减少,加强低阶煤的开发利用,如实现低阶细粒煤的有效分选,扩大利用途径和提高利用效率,对解决能源危机意义深远。针对低阶煤泥分选难题,阐述了低阶煤的分子结构,表面性质与可浮性,浮选方法及理论的研究现状,得知低阶煤变质程度低,表面含有大量的含氧官能团,疏水性差,浮选困难,目前主要从浮选前预处理、新型浮选药剂、电化学和吸附特性等方面研究来改善浮选效果,取得了一定的进展,要真正实现工业化的生产还需要深入地研究。     

新型药剂对昔阳难浮煤泥浮选效果的改善及其机理研究

摘针对昔阳难浮煤泥,采用新型药剂和煤油分别对其进行实验室浮选试验。试验结果表明,当新型药剂用量为1800 g/t时,精煤产率可达到53.85%。采用红外光谱对昔阳煤样、煤油和新型药剂中的化学基团进行表征,结果表明昔阳煤样中含有大量的含氧官能团以及Si类矿物和高岭土等氧化矿物,煤样灰分高且受到氧化,煤泥可浮性差,采用煤油等传统烃类油难以实现高效浮选回收;新型药剂相比煤油含有大量的-OH和-C-O-C-等含氧类基团,这些含氧基团可与煤样表面的含氧基团发生弱氢键键合作用,从而增加新型药剂在煤样表面的吸附作用。采用接触角测定仪对原煤、煤油作用后和新型药剂作用后的煤样进行接触角测定,结果表明煤样与新型药剂接触后,接触角增加,疏水性和可浮性得到显著改善。     

低阶煤中含氧官能团含量对浮选吸附概率的影响规律

为了提高低阶煤的疏水性和可浮性,实现低阶煤的高效浮选提质,本研究用3种不同类别的表面活性剂(CTAB、SDS和Span-80)对平朔长焰煤和胜利褐煤煤样进行改性处理,采用离子交换法测定改性前后煤样中含氧官能团的含量,测定了各煤样在气泡上的吸附概率,并对表面活性剂改性低阶煤的规律和机理进行了分析,认为含氧官能团含量是影响煤的疏水性和可浮性的重要因素,通过表面活性剂改性可以对低阶煤表面的含氧官能团产生有效的掩蔽作用,提高低阶煤的疏水性,促进其在气泡上的吸附;氢键对表面活性剂在低阶煤表面的吸附起最主要的作用,表面活性剂极性端官能团的种类及其与煤中含氧官能团之间的氢键作用强弱对表面活性剂的改性效果起决定性作用。     

正十二酸对朔州低阶煤泥浮选的促进作用研究

低阶煤表面含氧官能团多、疏水性差,常规烃类油捕收剂很难吸附到低阶煤表面,导致浮选效果差。以正十二酸和柴油按照一定比例配制复配药剂,以其作为捕收剂,对朔州某选煤厂低阶煤进行浮选试验,并探究了复配药剂的作用机理。研究结果表明,正十二酸和柴油复配,可改善柴油在矿浆中的分散性、提高煤泥颗粒的疏水性,对低阶煤浮选有显著的促进作用。复配药剂中正十二酸质量分数为25%时,精煤产率从柴油单独作用时的22.80%增加到61.66%,可燃体回收率和浮选完善度大幅度增加,浮选效果明显改善。     

调浆对低阶煤浮选的影响及其机理研究

为了研究调浆对低阶煤浮选的作用，以低阶煤为原料，研究了调浆转速和时间对低阶煤浮选的影响。通过傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱分析和接触角测定仪分析了调浆前后煤泥表面性质的变化。结果表明，调浆显著提高了低阶煤的浮选效果，随着调浆转速和时间的增加，精煤产率和可燃体回收率逐渐增加。当柴油用量为7 kg/t、调浆转速为2400 r/min、调浆时间为1 min时，精煤可燃体回收率和浮选完善指标达到最大值。煤样表面的接触角随着调浆转速的增加逐渐增加，但调浆转速过高时，煤样表面接触角略有降低。与调浆前的煤样相比，调浆后煤样表面的碳含量增加，C—C/C—H官能团含量增加，C—O官能团含量降低，煤样表面疏水性增加。强搅拌调浆有利于减少低阶煤表面含氧官能团，提高非极性油的分散程度，增加捕收剂与煤颗粒的碰撞概率，但搅拌转速过高时，高强度的剪切作用可能会使吸附在煤颗粒表面的药剂脱附，降低调浆和浮选效果。     

低阶煤浮选颗粒间黏附作用研究

由于低阶煤表面被丰富的含氧官能团覆盖且内外表面 孔隙发达,因此其浮选过程药剂消耗量大.为了探究低阶煤 浮选过程中不同类型矿物颗粒罩盖对其浮选行为的影响,通 过激光粒度和电动电位测试手段对４种矿物颗粒及浮选精 煤表面电位进行了分析.浮选试验过程中选取了石英、高岭 石、蒙脱石及伊利石４种矿物.试验研究结果表明,矿物在 低混入比例下,蒙脱石晶格上的正电荷在低阶煤表面产生罩 盖,从而改善低阶煤浮选效果;而在中高混入比例下,４种矿 物严重抑制了低阶煤的浮选精煤产率;在高混入比例下,石 英砂对低阶煤浮选的抑制最为严重,主要是由于石英砂在浮 选过程中的机械夹带量最大.矿物颗粒在低阶煤表面的罩 盖行为对其浮选效果产生不利的影响     

煤泥浮选过程强化之二——低阶/氧化煤难浮机理探讨篇

为探明低阶/氧化煤的难浮机理,对典型低阶/氧化煤样品进行了粒度、密度、红外、XPS等分析,借助Washburn动态法对煤表面自由能进行了计算,使用界面极性相互作用理论对煤-水、煤-药剂及煤-水-烃油药剂相互作用能进行了计算,并借助AFM对烃油药剂分子与难浮煤表面相互作用力进行测试,在微纳尺度下验证了热力学计算结果。结果表明,低阶/氧化煤表面的极性基团是制约其难浮的关键因素,捕收剂中的极性基团可与低阶/氧化煤表面形成引力作用,强化药剂分子与煤表面分子的相互作用,是改善低阶/氧化煤浮选过程的有效途径之一。     

超声波强化低阶煤浮选研究现状及展望

低阶煤表面孔隙发达、含氧官能团含量高,导致常规浮选效果不理想.超声波作为一种常用的煤泥浮选强化手段,已开展了较多相关研究工作.首先介绍了超声波空化理论(空化阈值、瞬态和稳态空化)和声辐射力(初级和次级);然后,从颗粒破碎、表面清洗和物性改变、药剂乳化和分散、微纳米泡效应、浮选气泡大小和泡沫层的变化4个方面对超声波强化低...     

药剂C-1对氧化煤浮选的促进机理研究

针对氧化煤浮选效率低难以回收利用的问题,研制了一种新型捕收剂C-1。首先,将表面活性剂(酯类表面活性剂、Span80)和单馏程非极性烃类油按不同比例混合,通过浮选试验结果确定最佳质量比为5%。然后,将C-1应用于氧化煤浮选试验,对比其与传统药剂的浮选效果,得到最佳药剂使用量,利用红外光谱和润湿热测量等手段研究了C-1对氧化煤浮选的促进机理。结果表明,C-1通过化学吸附与氧化煤表面的含氧官能团结合,提高煤粒表面疏水性,使煤粒与气泡结合更稳定,从而提高精煤产率、可燃体回收率及浮选完善指标。当C-1用量1200g/t,仲辛醇用量150g/t时,精煤产率为 64.51%,精煤灰分最低为 11.96%,浮选完善指标为 37.87%,此时氧化煤的浮选效果最佳。     

新型B-H捕收剂浮选难浮煤泥的试验研究

针对孝义市难选煤泥表面官能团多、可浮性差、产率低和浮选药剂消耗量大等问题，研发了新型捕收剂B-H,并采用两因素多水平浮选试验分别探究了传统捕收剂柴油、新型捕收剂B-H与起泡剂仲辛醇的最佳药剂用量，并对最佳药剂用量做了煤泥可浮性试验。结果表明：当浮选精煤灰分15%左右时，B-H捕收剂最佳药剂用量为700 g/t、仲辛醇用量为250 g/t,浮选精煤产率为80.42%;柴油捕收剂最佳药剂用量为1100 g/t、仲辛醇用量为250 g/t,浮选精煤产率为50.76%。新型捕收剂B-H相比较常规捕收剂柴油，精煤产率提高了30%左右，浮选完善度提高了18%左右，提升了煤泥可浮性，满足生产要求。