废弃焦粉及半焦的脱灰活化研究

焦粉、半焦是冶金、化工、电石等生产企业将工业焦炭破碎时产生的一种副产物,灰分高,比表面积和孔容都比较小,为了提高其性能,需要进行脱灰、活化。试验采用不同浓度HNO3、KOH对其进行脱灰试验,然后进行高温水蒸气活化,并利用FTIR红外光谱测试其表面官能团的变化,利用N2等温吸附对样品处理前后的BET比表面积、孔径、孔容进行测定,得出最佳脱灰工艺条件为:用浓度为20%的KOH处理后,再用硝酸处理脱灰率最高,样品灰分可降至8%左右,硝酸处理后样品表面酸性官能团明显增加。焦粉经高温水蒸气活化后,孔径以中孔为主,微孔含量很少,比表面积达到了80 m2/g,比原料焦粉提高了近5倍。     

酸/碱对褐煤中矿物质脱除效果分析

利用酸试剂和碱试剂针对鄂尔多斯褐煤进行了脱灰实验研究,结果表明:单独酸处理在1.0 mol/L、固液比1:15(g:m L)、95℃、反应时间1 h下脱灰率即可达到56%,采用碱酸联合处理的方法,即先用碱在1.0 mol/L、240℃下反应2 h后进行酸处理,脱灰率达到85%,灰分降低至1%以下,并对酸/碱处理后煤的灰分进行XRD表征,分析了酸处理过程、碱处理过程和碱酸联合处理过程中的矿物成分的转化,解释了酸/碱在脱灰过程中的作用机理,为煤炭进一步脱灰改质作理论铺垫。     

煤泥半焦浮选提质试验研究

针对煤泥半焦灰分高、粒度细的特点,采用浮选法对其进行提质降灰处理,考察了浮选药剂制度和精选段数对半焦提质降灰效果的影响。试验结果表明:活化剂曲拉通X-100对煤泥半焦的浮选提质降灰作用效果显著;单纯增加精选段数不能有效降低精矿灰分;最佳工艺条件是煤油用量为1 200 g/t、X-100用量为200 g/t、起泡剂仲辛醇为100 g/t、矿浆浓度为60 g/L,在此条件下经一次粗选,可获得产率为75.62%、灰分为21.08%、可燃体回收率为82.40%的半焦精矿产品,同时其灰分降低了6.34%,提高了煤泥半焦的综合利用价值。     

复杂高硫煤碱处理化学脱硫及机理初探

为降低高硫煤中的硫分,利用碱对高硫煤进行化学脱硫,考察了碱的种类、NaOH质量浓度、反应温度、反应时间、预处理温度、煤样粒度等对脱硫效果的影响,并对脱硫机理作了初步分析。利用正交试验考察了预处理温度、NaOH质量浓度、原煤粒度对脱硫效果的影响程度,确定较佳的因素水平并进行优化。在常压、预处理温度为200℃、NaOH质量浓度为15 g/m L,原煤粒度小于0. 074 mm的条件下,硫分可从原煤的6. 91%降至精煤的2. 43%,脱硫率可达64. 83%,灰分可降至11. 72%。     

半焦浮选试验效果及DOP捕收机理研究

为提高半焦品质,拓宽半焦应用领域,以陕北长焰煤通过固体热载体技术制得的半焦为试验原料,在对样品的工业、元素和粒度分布、表面形貌与氮吸附、矿物质种类与嵌布等理化特性进行分析的基础上,对其进行了浮选脱灰试验研究;先后探讨了常规煤油捕收剂、仲辛醇起泡剂以及调节矿浆pH值对精焦产率和灰分的影响,同时选取邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为捕收剂进行了半焦浮选效果对比试验。结果表明,经低温热解得到的半焦水分、挥发分大部分析出,固定碳更加富集;表面孔隙结构发达,比表面积大,对浮选作业产生不利影响;采用常规浮选药剂时,在矿浆pH为6.2,Zeta电位-1.44 mV时,分选得到的精焦产率为53.79%,灰分为5.66%。在单因素最佳条件不变的情况下,采用DOP作捕收剂进行浮选试验,在用量800 g/t时得到的最终精焦产率为58.62%,灰分最低由原样的9.57%降至5.07%。通过傅里叶红外光谱分析发现DOP在半焦表面与有机质同时发生物理和化学吸附,同时生成种类多样的苯环、烃基以及芳香核等疏水性官能团,提高了浮选效果。     

石英粉漂白试验研究

利用酸处理方法对石英粉进行漂白,分别以盐酸、硫酸、氢氟酸单独使用或两种、三种酸组合使用进行了试验,其中以三种酸组合时漂白效果最好:当石英粉用量10 g,盐酸固定量为10 ml、硫酸加入量为5 ml、氢氟酸加入量为5 ml时的漂白效果最好,漂白后的石英粉蓝光白度由61.26%提高到72.78%.     

ZS乳化药剂对褐煤半焦浮选结果的影响及机理分析

为提高褐煤半焦的浮选效果,基于对褐煤半焦的工业分析、元素分析和红外光谱分析,以及褐煤半焦表面的孔径分布测定,采用ZS乳化药剂作为捕收剂对褐煤半焦进行浮选试验,并对比了常规药剂0号柴油、煤油、ZS药剂的浮选效果。试验结果表明:褐煤半焦经浮选后可实现一定程度的降灰,但常规药剂浮选褐煤半焦时药剂消耗较大,在浮选精煤灰分相近时,使用ZS乳化药剂可以节省79%的药剂用量,使药剂消耗降至1 kg/t以下,同时提高了精煤产率和浮选完善指标,最后对ZS乳化药剂的捕收机理进行了初步探讨。     

神华煤直接液化残渣半焦表征特性分析

煤炭直接液化残渣的合理与有效利用,可提高液化过程的资源利用率及经济性,残渣半焦的表征特性对其后续利用有着显著的影响。以神华煤直接液化残渣半焦为研究对象并与其脱灰残渣半焦进行对比分析,采用能谱扫描电镜、X射线衍射仪及物化吸附分析仪等试验手段,考察神华煤直接液化残渣半焦及其脱灰残渣半焦的表征特征。结果表明:残渣半焦的主要组成部分为片层状结构和颗粒状结构,在片层状结构中分布有微米级圆形和椭圆形孔道及空隙,颗粒状结构较多,主要附着在片层状结构的外表面且成团聚状。脱灰残渣半焦的主要组成部分为片层状结构、颗粒状结构和植物细胞状结构,在植物细胞状结构中分布有微米级圆形和椭圆形孔道及空隙,颗粒状结构较少且成离散状。残渣半焦中主要含有碳、氧、铁、硫和硅,脱灰残渣半焦中主要含有碳和氧元素。残渣半焦和脱灰残渣半焦均含有芳香碳微晶和脂肪碳微晶,脱灰残渣半焦的芳香碳微晶层片定向程度更好,残渣半焦样品的尖峰确定为CaS、SiO_2、Fe2O_3。残渣半焦的比表面和孔容显著大于脱灰残渣半焦,脱灰残渣半焦较残渣半焦有更多的微孔,但脱灰残渣半焦的中孔显著少于残渣半焦,说明在脱灰过程中产生微孔。     

煤泥半焦浮选提质实验研究

针对煤泥低温热解制备的半焦产品灰分较高、粒度较细的特点,采用浮选法对其进行提质降灰处理。确定浮选试验最佳药剂用量为煤油1200 g/t、曲拉通X-100 200 g/t、仲辛醇100 g/t,最终获得了灰分为21.08%、产率75.67%、可燃体回收率82.93%的精煤产品。通过SEM和EDS检测,发现低密度、灰分高的表面带有细小的脉石矿物组分和复杂表面结构的煤泥半焦颗粒,在浮选过程中随-1.0 g/cm3密度级半焦混入泡沫产品在浮选精煤中得到富集,这是导致浮选精煤灰分较高的主要原因之一。     

基于絮凝强化浮选的无烟煤深度脱灰技术研究

煤的附加值随灰分的降低而升高,然而煤炭深度脱灰技术尚未得到工业应用。以无烟煤为研究对象,使用絮凝强化浮选法对其进行深度脱灰。根据粒径、XRD和接触角等试验结果探讨了絮凝机理,采用单一变量法探究矿浆浓度、捕收剂用量、起泡剂用量和絮凝剂用量对浮选效果的影响。结果表明:当矿浆浓度为80 g/L、捕收剂用量为2 kg/t,起泡剂用量为l kg/t、分散剂用量为2 kg/t和聚氧化乙烯用量为5 g/t时,浮选效果最佳;与传统浮选方法相比,絮凝强化浮选法可获得较高的精煤可燃体回收率和较低的精煤灰分﹐原煤的灰分由10.15%降低至1.98%,提高了浮选效率。研究结果可为煤炭高附加值利用提供一定参考。     

煤泥半焦浮选提质试验研究

针对煤泥低温热解制备的半焦产品灰分较高、粒度较细的特点,采用浮选法对其进行提质降灰处理。确定浮选试验最佳药剂用量为煤油1 200g/t、曲拉通X-100 200g/t、仲辛醇100g/t,最终获得了灰分为21.08%、产率75.67%、可燃体回收率82.93%的精煤产品。通过SEM和EDS检测,发现低密度、灰分高的表面带有细小的脉石矿物组分和复杂表面结构的煤泥半焦颗粒,在浮选过程中随-1.0g/cm3密度级半焦混入泡沫产品在浮选精煤中得到富集,这是导致浮选精煤灰分较高的主要原因之一。     

晋城无烟煤与杨树木屑共热解特性研究

以晋城无烟煤和杨树木屑为实验原料,在热重分析仪中进行热解试验,探究了3种升温速率下,晋城无烟煤脱灰处理及生物质掺混比对热解过程的影响。试验结果表明,在3种升温速率条件下,原料单独热解失重变化曲线具有相同的变化趋势。在相同的升温速率条件下,脱灰后晋城无烟煤热解开始温度较低,表明煤中矿物质对晋城无烟煤脱挥发分过程有一定影响。脱灰和未脱灰的晋城无烟煤分别与生物质掺混,随着木屑掺混比的提高,脱挥发分阶段失重率相应提高,热解生成的半焦含量降低。试验结果表明,无烟煤和杨树木屑混合半焦共热解过程中的协同作用不明显。     

高岭石在煤泥浮选中的夹带研究

为研究煤泥浮选过程中脉石矿物的夹带规律,进行了粗粒及细粒煤泥与高岭石掺配的浮选速度试验,并研究了粗粒及细粒级煤泥浮选中起泡剂用量、入料灰分、入浮质量浓度对高岭石夹带率及精煤灰分的影响。试验结果表明:煤泥浮选过程中,浮选精煤灰分表现出先减小后增大趋势,粗粒浮选精矿质量浓度高,脉石矿物的夹带程度不及细粒严重;起泡剂用量与入料灰分对粗粒及细粒夹带率影响较小,浮选质量浓度对其影响较大。浮选质量浓度由80 g/L降至40 g/L时,细粒夹带率由0.49降至0.25,精煤灰分由5.25%降至3.26%;粗粒夹带率由0.49降至0.41,精煤灰分由3.76%降至3.27%。     

盐冻循环作用下煤矸石混凝土耐久性研究

为研究盐冻循环作用下煤矸石混凝土耐久性能,通过盐冻循环试验,分析其质量、动弹性模量及抗压强度等裂化特性。结果表明：在氯盐溶液质量分数小于25%时,质量损失率与盐冻循环数呈正相关,随氯盐质量分数上升,其质量损失率逐渐降低,NaCl质量分数大于等于25%时,其质量损失率与循环数呈负相关;不同质量分数NaCl溶液中其动弹性模量损失率与盐冻循环数呈正相关,显著性表现为12%NaCl溶液＞3%NaCl溶液＞纯水＞6%NaCl溶液＞25%NaCl溶液;在相同盐冻循环条件下,其强度损失率与氯盐质量分数呈负相关,其显著性表现为25%氯盐＜12%氯盐＜6%氯盐＜3%氯盐。     

稀缺炼焦中煤深度脱灰技术研究

研究了将氢氟酸脱灰工艺与中煤浮选相结合的方式,探索了氢氟酸在不同的反应条件下对中煤灰成分的脱除效果,寻找中煤脱灰的最佳反应条件,即双柳中煤粒径为3～0 mm、反应温度为60℃、液固比为6∶1、反应时间为1.5 h、氢氟酸浓度为20%时,稀缺炼焦中煤灰分能快速从40%下降到10%,以期实现稀缺炼焦中煤的提质回收利用。同时,通过对中煤和脱灰后的煤样进行对比分析后发现,用氢氟酸处理后的中煤,煤样中的各个灰成分等比例下降,证明氢氟酸与煤中的灰成分反应生成了可溶性物质,达到了炼焦中煤深度脱灰的效果。     

煤基活性炭的制备和吸附性能研究

为了解煤基活性炭的吸附性能,在采用KOH溶液对低灰无烟煤进行碱浸的基础上,利用管式炉对其进行活化处理,再采用质量分数为5%的盐酸溶液和去离子水对其进行清洗;利用XRD、SEM、BET等技术手段对煤基活性炭的物相、孔结构和形貌进行分析,并通过亚甲基蓝溶液吸附试验探究煤基活性炭的吸附机理。试验结果表明:随着碱碳比和KOH溶液浓度的增加,煤基活性炭的孔体积和吸附率增加;在碱碳比为2∶1、KOH溶液浓度为0. 20 g/m L、活化温度为750℃的条件下,煤基活性炭的总孔体积达到1 356 m~2/g,微孔比例达到65. 563%,平均孔径约为2 nm;煤基活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附,符合伪二级动力吸附过程和Freundlich等温吸附模型。     

过氧化氢氧化增白磷石膏的工艺研究

以工业固体废弃物磷石膏为研究对象,采用先酸处理后氧化的方式对磷石膏进行增白,考察酸的质量分数、过氧化氢质量分数、固液比(质量比)、处理时间对磷石膏白度的影响。结果表明,在室温下,先用硫酸处理,再用过氧化氢对磷石膏进行氧化增白,当磷石膏与硫酸的固液比(质量比)为1∶4,硫酸质量分数为20%,酸处理时间为2.0 h,磷石膏与过氧化氢固液比为1∶6,H₂O₂质量分数为20%,氧化处理时间为1.5 h时,磷石膏白度可从33.7%提高到64.3%,增白效果明显,满足用于生产建材行业石膏粉的白度要求。     

高灰煤微生物预处理反浮选脱灰试验的研究

以王坪高灰煤为研究对象,考察了微生物接菌量、预处理时间及pH值对其微生物预处理反浮选脱灰效果,对微生物反浮选机理进行了初步探讨,并将微生物预处理反浮选试验与常规反浮选试验的浮选效果进行了对比。结果表明,经微生物预处理后反浮选试验取得明显效果,微生物接菌量8mL,预处理4d,矿浆pH值为7时,精煤产率可达到76.78%,且精煤灰分为27.12%,较原煤灰分降低13.73%,微生物预处理反浮选方法对精煤和矿物质具有较强的选择性。常规反浮选试验中,十二胺用量1000g/t,糊精用量600g/t时,分选效果最佳,精煤产率达88.15%,但精煤灰分高达38.66%,脱灰效果较差,常规浮选药剂对精煤和矿物质的选择性较差。     

半焦摇床分选脱灰的影响因素

为了解决煤炭热解产物高效清洁利用的问题,应用6-S摇床对半焦进行脱灰试验,探究了摇床分选对半焦脱灰的影响因素,在试验过程中通过调节摇床床面倾角、冲程以及冲次,获得了不同参数下的半焦产率以及脱灰率。试验结果表明,摇床在分选细粒半焦时,床面的倾角处于5°~8°的范围为宜,同时,小冲程和大冲次能够保证较好的分选效果,增大冲程或者减小冲次都对分选不利。当倾角为8°、冲程为9 mm以及冲次为460次/min时,通过正交试验可以得到最优分选条件。     

制浆用原料煤浮选脱灰技术研究

对制备精细水煤浆用原料煤超细粉碎后进行了浮选脱灰技术研究,在药剂用量试验和添加抑制剂试验探索的基础上,利用浮选机采用1次粗选5次精选流程,最终得到产率32.55%,灰分2.71%的浮选精煤用于制备精细水煤浆,其他产品可用于制备普通水煤浆。利用浮选柱进行了初步试验探索,试验表明,该设备是进行精细水煤浆原料煤深度脱灰的有效设备,可使分选流程简化,提高作业效率。