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。     

氧化/低阶煤浮选药剂研究进展及还原浮选的可行性

随着我国优质煤炭资源储量日益减少,氧化/低阶煤的提质加工与综合利用势在必行。氧化/低阶煤难浮的主要原因是煤表面的氧化。氧化/低阶煤表面的含氧官能团极易与水分子形成氢键,使疏水有机质被水化层覆盖,降低煤泥的可浮性。通过改善药剂制度、选择浮选方式,或对煤样进行预处理等,可以改善氧化/低阶煤难浮的问题。合适的浮选药剂能明显改善煤表面疏水性,提高煤泥浮选效率。相较于传统药剂,还原剂能够将含氧官能团还原为烃类。使用还原剂还原氧化/低阶煤表面的含氧官能团,理论上能根本解决氧化层问题,有效地提高浮选效率,此方法具有很大的应用潜力和广阔的应用前景,值得深入研究。     

煤泥浮选过程强化之一——国内外研究现状篇

煤泥浮选是煤炭洗选加工过程中的重要、复杂环节之一,分析了当前煤泥浮选过程中的热点问题,重点围绕低阶煤、氧化煤、高灰难选煤的浮选过程强化进行论述;从煤泥的表面性质和粒度组成出发,结合浮选过程的界面作用和流体动力学环境,阐述当前国内外在煤泥浮选过程强化方面的研究进展,并以美国的煤泥浮选技术为例,简要分析国外煤泥浮选技术现状和未来的煤泥浮选技术走向。     

难浮煤泥浮选试验研究

选择多种调整剂 ,并对它们对煤泥浮选的作用进行了大量的对比试验。结果表明 :无机电解质中的FeCl3 ·6H2 O可明显提高氧化煤浮选的精煤产率、可燃体回收率和浮选完善指标等。     

极性-非极性复配捕收剂对难浮氧化煤泥浮选效果的影响及作用机理

针对选煤厂入浮煤泥表面氧化程度高、含氧官能团多,导致浮选精煤产率低且灰分高的问题,分别采用柴油、常规极性-非极性复配捕收剂以及自主开发的新型极性-非极性复配捕收剂,进行了浮选试验,并结合接触角测试和吸附量测试,揭示了新型极性-非极性复配捕收剂强化氧化煤泥浮选效果的作用机理。结果表明：采用柴油和常规极性-非极性复配捕收剂进行氧化煤泥的浮选时,浮选效果均较差,难以满足生产要求;而采用新型极性-非极性复配捕收剂进行氧化煤泥浮选时效果较好,且该复配捕收剂更容易吸附在氧化煤泥表面,可显著提高煤泥表面接触角、降低其对水的润湿性,从而提升氧化煤泥浮选效果。同时,针对氧化煤泥采用新型极性-非极性复配捕收剂进行浮选,当捕收剂总用量为1200 g/t时,精煤产率可达74.28%,精煤灰分仅为7.66%。     

新型复配捕收剂强化低阶煤泥浮选机理研究

为了探究捕收剂与低阶煤泥表面相互作用机理,利用工业分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜 能谱(SEMＧEDS)、表面张力仪、傅里叶红外光谱(FTIR)等手段探明低阶煤及捕收剂性质,采用动态接触角、X 射线光电子能谱(XPS)测试分析等手段表征低阶煤与捕收剂作用机理,并通过煤泥浮选试验比较了柴油、地沟油、花生油、复配药剂 DH３２等对低阶煤的浮选效果.结果表明,在同等药剂用量下,地沟油与花生油的浮选效果明显优于传统烃类油捕收剂柴油,研究发现,复配药剂 DH３２可以进一步提高精煤可燃体回收率,由于相较柴油 DH３２含有大量含氧官能团,易与低阶煤分子表面的极性位点产生静电和氢键键合作用,使煤样表面附着大量疏水基团(C—C/C—H),大幅增强煤样疏水性,从而达到更好的浮选效果.     

新型煤泥捕收剂T-3对低阶难浮煤泥的实验研究

介绍了一种新型煤泥捕收剂T-3,考察了大同地区某矿弱黏煤泥表面元素组成,其表面氧元素含量高达10.49%,主要是以-COOH和-C-OH的形式存在,表现出极强的亲水性;分别采用煤油和T-3进行浮选试验,T-3捕收效果显著,并对T-3的捕收机理进行探讨。     

煤泥浮选过程强化之五——难选煤泥流体动力学强化篇

针对煤泥浮选过程可浮性越来越差的特征,提出了基于能量输配的浮选过程设计方法,通过增强流体流动以强化难浮物料的分选过程。研究表明,随着浮选的进行,上浮单位精煤可燃体回收率所消耗的能量逐渐增加,需构建越来越强的能量条件,来适配物料可浮性在浮选中越来越差的物性变化特征,以实现过程设计与物性特征的最佳耦合;在此基础上,开发了煤泥两段式分选过程。两段式分选过程保证了易浮物料的精煤质量,其高紊流环境也实现了难浮物料的强制回收。     

难浮煤泥浮选工艺探讨

阐述了难浮煤泥的特点及其浮选工艺现状,以庞庞塔矿5#难浮煤泥为浮选试样,通过实验室试验,分析对比了三种工艺的浮选效果,提出了将二次精选尾矿返回一次粗选入料的难浮煤泥浮选新工艺,与常规精选工艺相比,该工艺浮选完善指标可提高3.03个百分点。     

不黏煤捕收剂试验及其浮选促进机理研究

低阶煤表面存在大量的含氧官能团,使其在浮选过程中难以很好地完成矿化过程,导致低阶煤浮选产率低.为了解决传统的柴油等极性油捕收剂在低阶煤浮选中选择性较差,不能有效分选的问题,采用一种高效捕收剂对陕西正通煤业不黏煤煤样进行浮选试验,并与柴油作为捕收剂的试验进行了对比.通过红外光谱、拉曼光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、光...     

纳米煤制备及其改善煤泥浮选的机理研究

为了探究普通浮选药剂里加入纳米级煤对煤泥浮选的影响,采用冷冻研磨的方法制备了纳米级超纯煤,并对其表面特性进行了分析.在煤浮选捕收剂正十二烷中加入纳米煤,制备液固混合浮选捕收剂用于煤泥浮选.通过X射线光电子能谱(XPS)结合润湿性分析表明,纳米煤颗粒主要以C元素为主,表面官能团以疏水性基团C-C和C=C为主,具有极强的疏水性.研究了正十二烷和纳米煤—正十二烷混合捕收剂对煤泥浮选的效果,并且通过扫描电子显微镜(SEM)对2种捕收剂作用后的精煤颗粒表面形貌进行分析表征.结果 表明使用纳米煤-正十二烷混配的新型捕收剂得到的精煤颗粒表面微纳颗粒显著增加,说明纳米煤颗粒在浮选过程中能够粘附于煤颗粒表面,从而增强煤的疏水性,并且增加了煤表面的固体凸起点.在浮选过程中,当气泡粘附煤颗粒时,这些微纳颗粒能够加速水化膜的破裂,促进煤颗粒和气泡的黏附效率,提高煤泥浮选效率.     

神东低阶浮选精煤与尾煤表面亲水能力的XPS研究

为了定量分析神东低阶浮选精煤和尾煤表面亲水能力的差异,采用X-射线光电子能谱仪(XPS)扫描了浮选精煤和尾煤样品表面的O、C、Si、Al元素,并对C1s谱图进行了分峰拟合,计算了煤粒表面的亲水能力(HA)。     

改善难浮煤泥浮选效果的途径探讨

论述了煤泥氧化后对可浮性的影响及改善难浮煤泥浮选效果的可行途径。     

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。     

低阶煤煤泥油泡浮选技术研究

采用烃类油蒸发制造油气,将油气通入浮选柱气泡发生器的吸气口,生成油泡.对低阶煤煤泥进行油泡柱浮选试验,试验结果表明:油泡对低阶煤煤泥具有强捕收能力与高选择性,分选指标较好.将油泡浮选技术用于工业浮选柱分选,可有效降低浮选捕收剂用量,浮选泡沫层稳定,分选指标好.油泡浮选技术在低阶煤煤泥浮选提质中的应用,为低阶煤煤泥的资源...     

基于分子对接技术的难浮煤浮选捕收剂虚拟筛选研究

设计和优化高效绿色浮选捕收剂是浮选过程强化的热点和难点,针对难浮煤表面存在众多含氧位点的化学结构特性,将生物医药领域分子对接技术引入到难浮煤浮选捕收剂的虚拟筛选中,探究了多种捕收剂与难浮煤的分子对接结果,分析了分子对接结果与浮选结果之间的对应性关系,揭示了分子对接对浮选捕收剂筛选的指导作用。结果发现多种捕收剂与难浮煤分子以及煤中1、6、7、8号含氧活性位点的分子对接规律相同,整体对接与局部对接的结合能相互验证,均呈现出十二烷<十二醇<十二醛<十二酸甲酯<油酸的规律,并且均表明十二烷、十二醇、十二醛、十二酸甲酯和油酸与难浮煤分子的最优对接位点分别为碳氢结构、1号羧基、6号羟基、6号羟基和6号羟基,根据分子对接构型可知结合能存在差异性归因于氢键作用、疏水键合作用和空间位阻作用的不同。难浮煤可燃体回收率呈现出十二烷<十二醇<十二醛<十二酸甲酯<油酸的规律,浮选试验结果规律与捕收剂在煤分子整体以及1、6、7、8号含氧活性位点上的结合能规律相一致,即结合能绝对值大的捕收剂对应的浮选可燃体回收率更高,可燃体回收率与结合能绝对值呈现明显的正相关关系。研...     

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。     

机械热压强化褐煤浮选研究

针对褐煤难以大规模浮选提质利用问题,采用机械热压机对其进行改性处理。研究热压前后褐煤表面物理化学结构的改变及其对浮选结果的影响。采用XPS、扫描电镜检测热压前后褐煤表面性质的变化情况。     

煤泥浮选过程强化之四——易浮难选煤泥浮选过程特征篇

为了研究易浮难选煤泥的浮选过程特征,以乌海矿区和开滦矿区的焦煤煤泥作为代表性煤样,通过试验研究其浮选动力学,采用X射线光电子能谱和红外光谱检测煤样表面含氧官能团的分布,借助Fuerstenua提质曲线对煤样的浮选选择性进行定量评价。研究结果表明:乌海煤样中间粒级的选择性最差,而细粒级选择性较好;开滦煤样中的0.25~0.125、0.125~0.074、0.074 mm三个粒级的选择性依次降低,随着煤泥粒度的减小,同一粒级中不同密度级的亲水性指数差值变小,这是易浮难选煤泥难选的根本原因。