不同煅烧温度下贵州兴义煤矸石的光谱学研究

采用X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）研究了贵州兴义煤矸石的主要成分,不同煅烧温度下的分解机理以及最佳活化温度.XRF分析结果表明：煤矸石的主要化学组分是SiO₂,Al₂O₃和Fe₂O₃等,且烧失量较大.XRD结果表明：煤矸石主要矿物成分为高岭石、云母、菱铁矿、黄铁矿、金红石、水氯镁石、石英以及方解石等.通过不同煅烧温度的XRD和FTIR分析表明：随温度升高,煤矸石中的高岭石、云母发生脱水反应,导致煤矸石中活化的SiO₂,Al₂O₃含量增加,活性提高,但当温度高于800 ℃时,活化的SiO₂,Al₂O₃又进一步结合生成红柱石,反而使煤矸石活性降低.基于上述实验得出贵州兴义煤矸石最佳活化温度为700 ℃.     

准格尔煤田高铝煤物质组成及成因

利用煤岩学、矿物学和地球化学等研究方法,在分析准格尔煤田的构造背景和聚煤环境的基础上,研究了准格尔煤田6号煤层的煤岩煤质特征、煤和夹矸中无机矿物组成、分布及赋存特征,并探讨其成因。研究表明,6号煤层有机显微组分中惰质组、镜质组、壳质组平均含量分别为59%、28%、13%,与华北其他地区晚古生代煤相比,其中的惰质组含量偏高,反映6号煤层形成时地表水供给充分;煤中无机显微组分及夹矸中主要矿物为高岭石和勃姆石,还有少量的石英、方解石、菱铁矿、黄铁矿、硬石膏、锐钛矿和磷锶铝矾等;6号煤层中部富集大量勃姆石,上部和下部则主要富集高岭石;高岭石成因主要有胶体沉积结晶、陆源搬运沉积和火山灰蚀变3种,勃姆石成因主要有氧化铝胶体沉淀结晶和高岭石脱硅蚀变2种。     

西南地区某高泥堆积型铝土矿选矿试验研究

西南地区某高泥堆积型铝土矿中Al₂O₃、SiO₂含量分别为47.25%、10.86%,铝硅比为4.35;主要目的矿物为硬水铝石,主要脉石矿物为高岭石,其他金属矿物有赤铁矿、针铁矿以及锐钛矿等。矿石中矿物的共生关系较为复杂,目的矿物嵌布粒度不均,单体解离度不高;铁、钛矿物与铝矿物之间紧密共生,难于实现有效分离。针对该矿石采用全泥正浮选的选矿工艺,以氢氧化钠为调整剂、水玻璃为抑制剂,EMB-506为捕收剂,在磨矿细度为-0.074mm占70%的条件下,闭路试验可获得Al₂O₃品位为51.62%,SiO₂品位为6.05%,铝硅比为8.53,Al₂O₃回收率为86.66%的浮选精矿。该工艺流程结构及浮选药剂制度简单,所得浮选精矿达到了拜耳法生产氧化铝对给料的要求。     

重庆某高硫铝土矿石选矿试验

重庆某高硫铝土矿石中主要含铝矿物为一水硬铝石,主要含硫矿物为黄铁矿,铝硅比仅为4.73。对该矿石脱硫降硅提铝工艺技术条件进行了研究。结果表明,采用1次粗浮选选硫,2粗3精1精扫、中矿顺序返回浮铝土矿流程处理该矿石,最终获得了Al₂O₃品位为65.81%、含硫0.42%、铝硅比为9.09、Al₂O₃回收率为77.88%的铝土矿精矿,副产品硫精矿硫品位为22.13%、回收率为82.69%、Al₂O₃含量为32.94%、回收率为5.15%。     

某铝土矿新型组合捕收剂试验研究

采用自行研制的新型ZF组合捕收剂,对主要成分为高岭石和一水硬铝石,Al₂O₃品位为63.16%,铝硅比为5.32的一种山西铝土矿进行正浮选脱硅试验。在磨矿细度-0.074 mm占84.51%,碳酸钠用量3 500 g/t,硅酸钠用量113 g/t,ZF捕收剂用量800 g/t的条件下,通过1次粗选,1次精选,2次扫选,获得了精矿Al₂O₃品位68.92%,Al₂O₃回收率81.05%,铝硅比9.16的较好指标。     

粉煤灰烧结熟料中氧化铝的溶出

采用烧结法提取粉煤灰中Al₂O₃,通过正交试验对影响烧结过程的各种因素进行烧结条件的优化,烧结产物进行溶出和赤泥洗涤试验。烧结试验主要考察烧结剂用量和配比、烧结温度、烧结时间对粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率的影响;熟料溶出试验主要考察稀碱液浓度、溶出时间、溶出温度以及赤泥洗涤制度对粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率的影响。试验结果表明,正交试验对烧结熟料的溶出条件进行优化,粉煤灰烧结熟料中Al₂O₃溶出率由76.20％提高到84.69％;通过对赤泥的洗涤试验,粉煤灰中Al₂O₃提取率进一步提高到87.03％,Na₂O溶出率达到94.83％。     

广西某地石英岩矿提纯试验研究

针对广西某石英岩矿进行矿物组成、嵌布特征及单矿物分析等工艺矿物学研究，结果表明，试样中石英矿物达到96.635%，杂质矿物种类多、含量少，主要为钾长石、绢云母、高岭石等;杂质矿物(高岭石、绢云母、钾长石)嵌布粒度均较细，多数杂质矿物与石英紧密连生，或呈细粒至微细粒包裹在石英中，导致石英单矿物SiO₂品位未达到高纯石英砂(SiO₂质量分数大于等于99.9%)要求，仅为99.73%。基于矿石特性，开展“磁-浮-酸浸”新工艺研究，最终可获得SiO₂品位为99.67%，杂质Fe₂O₃含量(质量分数)为0.011%、Al₂O₃含量为0.27%的石英精矿，满足QB/T 2196-1996《玻璃工业用石英砂的分级》五级晶质玻璃石英砂要求，达到JC/T 529-2000《平板玻璃用硅质原料》Ⅰ类优等品要求，接近JC/T 2314-2015《光伏玻璃用硅质原料》二级品需求。     

江苏某难选蓝晶石矿石选矿试验

江苏某蓝晶石矿石品位低、杂质矿物种类较多、蓝晶石与杂质矿物相嵌关系复杂,属难选矿石。为了给该蓝晶石资源的开发利用提供依据,对其进行了选矿试验。结果表明：采用磨矿-高梯度磁选除铁钛-按45 μm分级-细粒级脱泥-脱泥沉砂和粗粒级分别酸性浮选工艺流程,可以获得Al₂O₃品位为55.69%、Al₂O₃回收率为 69.23%的蓝晶石精矿1和Al₂O₃品位为50.17%、Al₂O₃回收率为 15.16%的蓝晶石精矿2;精矿1达到国家行业标准中LJ-55牌号蓝晶石精矿的质量要求,精矿2可用作陶瓷原料。     

贵州某磷矿双反浮选工艺及机理研究

贵州某硅钙质磷矿中主要目的矿物为氟磷灰石, 主要脉石矿物为石英、白云石以及黏土矿物, 矿物共生关系复杂。为了脱除其中的杂质, 使用捕收剂WF-04和M-51, 采用双反浮选工艺脱除其中的硅、镁杂质以及倍半氧化物, 可得到P₂O₅品位34.45%、MgO含量0.94%、SiO₂含量6.64%、Al₂O₃含量1.67%、Fe₂O₃含量0.58%、P₂O₅回收率79.19%的磷精矿。通过Zeta电位和红外光谱分析研究了脱硅捕收剂M-51的作用机理, 结果表明, M-51通过物理吸附伴随氢键作用有效地吸附在石英表面, 而在磷灰石表面几乎不吸附。     

云南某地高岭土尾矿（石英砂）综合利用选矿试验研究

云南某地高岭土尾矿的主要矿物成分为石英,含有部分长石和少量的高岭石等杂质矿物,为减少尾矿堆存、实现资源综合利用,对此部分高岭土尾矿(石英砂)进行选矿提纯试验研究。结果表明,试样经“筛分—磨矿—擦洗脱泥—磁选—浮选”的选矿工艺提纯后,获得0.5～0.1mm粒级含量>90%,SiO₂含量为96.65%,Al₂O₃含量为1.38%,Fe₂O₃含量为0.052%的石英精砂,满足平板玻璃Ⅰ类二级品用硅质原料质量要求,为高岭土尾矿资源综合、高值化利用提供了工艺参考,同时为平板玻璃用硅质原料提供了新来源。     

循环流化床锅炉粉煤灰中硫的赋存状态研究

高铝粉煤灰是重要的提取氧化铝的原料,而硫是氧化铝生产中主要有害杂质。以山西朔州地区循环流化床锅炉产生的高铝粉煤灰为研究对象,采用XRF、XRD和SEM-EDS并结合炉前煤分析结果研究了其中硫的赋存状态。研究结果表明,炉前煤中硫含量达到3.77%,以黄铁矿形式存在的无机硫约占总量的50.71%。这种煤经循环流化床锅炉燃烧后,粉煤灰中主要含硫矿物转化为硫酸钙和钙矾石,这与铝土矿中硫的赋存状态显著不同。对比粉煤灰和950℃焙烧后粉煤灰XRD结果表明,钙矾石是在粉煤灰堆存过程中硫酸钙与粉煤灰中的氧化铝、水等进一步水化生成的产物。     

煤中镓元素富集规律特性研究

为探究煤中镓元素与矿物质在选煤过程中的富集规律,以平朔高灰高硫煤为研究对象,通过筛分、浮沉试验对各粒度级和各密度级分离产品及其煤灰产品进行制备,并且采用化学法、X射线衍射法分别对产品中的镓元素和矿物质进行分析。结果表明,同一试验样品其灰中镓元素的富集程度均远高于试验样品本身,富集比为1.12～11.78,即通过燃烧均达到了富集的效果,尤其小粒度级和小密度级范围内的煤灰中镓元素富集量高,富集比分别为3.36和11.78。此外,试验样品燃烧前后镓元素的富集因子EF都在0.4～0.85的范围内,说明镓元素与煤灰的相关性较大。进一步通过镓元素与矿物质的相关性分析发现,镓元素主要富集在高岭石、勃姆石中,试验样品经过燃烧后发现,镓元素与高岭石的燃烧产物红柱石的相关系数为0.797,说明镓元素在燃烧的过程中从高岭石迁移到了红柱石中。     

准格尔煤田高铝煤矸石中勃姆石富集特征及成因

运用X射线衍射分析(XRD)、光学显微镜、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDX)等技术,研究了准格尔煤田大饭铺煤矿6号煤层夹矸中富铝矿物的种类、相互关系及其成因。研究表明:夹矸中富含勃姆石(60%)和高岭石(40%),光学显微镜下两者具有明显的共生关系,能谱面分析(Mapping)图像中可见Si元素与Al元素富集部位不同,两者分异现象明显;夹矸中勃姆石主要是由高岭石脱硅蚀变而来的,勃姆石主要分布于高岭石晶层之间和晶粒表面周围,并逐渐向高岭石内部蚀变。     

从粉煤灰提取氧化铝的技术现状及工艺进展

我国铝土矿资源匮乏且品位低,面对日益上涨的铝资源需求,从高铝粉煤灰中提取氧化铝成为一条有效的缓解途径,既可以高值化利用粉煤灰,降低环境危害,同时也可以保障我国铝资源的安全。主要介绍了从粉煤灰提取氧化铝的技术进展,总结了碱法、酸法、酸碱联合法及其他方法的工艺流程、原理及不足之处,指出了制约其工业化进程的关键问题,最后对从粉煤灰提取氧化铝的发展做了展望,以期为相关研究提供参考。     

准东高钠煤气化过程中Na的迁移转化规律

针对新疆准东煤由于碱金属Na含量高而无法直接利用问题,基于0.25 t/d高碱煤热化学转化试验台,利用电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）以及扫描电镜-能谱（SEM-EDX）等先进检测手段,分析了准东高钠煤在循环流化床不同煤气化温度下碱金属Na的迁移转化特性,同时借助FactSage6.1化学热力学平衡计算软件,理论分析了碱金属Na的析出形式。研究结果表明：随着煤气化温度的升高,底渣中碱金属Na的含量降低,而飞灰中碱金属Na的含量增加;煤气化底渣中的Na主要以钠的硅铝酸盐形式存在,飞灰中的钠主要以NaCl形式存在,并含有少量硅铝酸钠;准东高钠煤在循环流化床煤气化试验时未发生失流现象,底渣和飞灰未发现熔融态;煤中Cl在煤气化过程中对金属壁面有腐蚀作用。     

循环流化床工业气化炉高钠煤配煤气化

印尼煤具有良好的气化反应活性,但煤灰分中的Na_2O质量分数较高,容易导致系统产生黏结、积灰和腐蚀等问题。利用Na_2O-SiO_2-Al_2O_3三元体系相图分析了印尼煤灰的相图特征,选择了掺配煤种并优化了配煤比例,进而在设计给煤量为350 t/d的循环流化床工业气化炉上,以印尼煤质量分数为75%的配煤为原料进行了168 h气化试验,考察了装置的运行特性和配煤的气化特性,并采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了气化灰渣的微观形貌和晶相组成。配煤气化试验过程中,炉膛底部温度和密相区压差稳定、无大幅波动,飞灰和底渣无明显变形或熔融现象发生,实现了高钠煤配煤气化的连续稳定运行。冷煤气效率为70.75%,碳转化率为89.49%,煤气热值为5.30 MJ/Nm~3。飞灰和底渣中钠长石的衍射峰均较弱,表明钠长石的生成量较少,可有效抑制低温共熔反应的发生。工业气化炉试验验证与三元相图理论分析基本一致。     

Fate of sulphate removed during the treatment of circumneutral mine water and acid mine drainage with coal fly ash: Modelling and experimental approach

The treatment of acid mine drainage (AMD) and circumneutral mine water (CMW) with South African coal fly ash (FA) provides a low cost and alternative technique for treating mine wastes waters. The sulphate concentration in AMD can be reduced significantly when AMD was treated with the FA to pH 9. On the other hand an insignificant amount of sulphate was removed when CMW (containing a very low concentration of Fe and Al) was treated using FA to pH 9. The levels of Fe and Al, and the final solution pH in the AMD–fly ash mixture played a significant role on the level of sulphate removal in contrast to CMW–fly ash mixtures. In this study, a modelling approach using PHREEQC geochemical modelling software was combined with AMD–fly ash and/or CMW–fly ash neutralization experiments in order to predict the mineral phases involved in sulphate removal. The effects of solution pH and Fe and Al concentration in mine water on sulphate were also investigated. The results obtained showed that sulphate, Fe, Al, Mg and Mn removal from AMD and/or CMW with fly ash is a function of solution pH. The presence of Fe and Al in AMD exhibited buffering characteristic leading to more lime leaching from FA into mine water, hence increasing the concentration of Ca²⁺. This resulted in increased removal of sulphate as CaSO₄·2H₂O. In addition the sulphate removal was enhanced through the precipitation as Fe and Al oxyhydroxysulphates (as shown by geochemical modelling) in AMD–fly ash system. The low concentration of Fe and Al in CMW resulted in sulphate removal depending mainly on CaSO₄·2H₂O. The results of this study would have implications on the design of treatment methods relevant for different mine waters.     

粉煤灰合成4A分子筛的机理及工艺技术参数分析

通过分析粉煤灰的矿物组成、化学成分和4A分子筛合成机理,设计了粉煤灰水热法制备4A分子筛的工艺流程,并重点介绍了粉煤灰的n(S iO2)/n(A l2O3)、n(Na2O)/n(S iO2)、n(H2O)/n(Na2O)、凝胶形成温度和时间、晶化温度和时间以及晶种添加等方面的原理及工艺参数选择情况,可为粉煤灰合成高品质的A型沸石提供借鉴。     

浮选精煤中杂质矿物含量变化规律研究

为研究煤泥浮选时精煤中杂质矿物含量在不同粒度随浮选时间的变化规律,本文选取平朔3#弱粘煤(-0.5mm)作为试样,用X射线荧光光谱分析煤样中主要氧化物质为Al_2O_3、SiO_2及CaCO_3,用X射线衍射仪对各粒级入料煤样及精煤中不同浮选时间的4种产品的杂质矿物分别进行了定性及RIR定量分析,并根据烧灰前后发生的化学变化及质量守恒定律计算烧灰前矿物实际含量。结果表明:平朔3#弱粘煤(-0.5mm)煤样中矿物质主要由高岭石、方解石及石英3种组成,其中0.125~0.074mm、0.250~0.125mm、0.500~0.250mm粒度级中高岭石含量均在70%以上,且该煤样中高岭石含量随粒度的增大而增加,石英、方解石含量则随粒度的增大而减少。在有效浮选3分钟内,随着浮选时间增加,粒度级为0.500~0.250mm、0.250~0.125mm时矿物质含量变化规律相似,即高岭石、方解石的含量均为先减小后增大,石英含量则先增大后减小。粒度级为0.125~0.074mm、-0.074mm时,高岭石含量先增大后减小,石英、方解石含量则没有明显变化规律。