煤泥分选超净煤的药剂研究

选取动力煤选煤厂煤泥为研究对象,利用傅里叶红外光谱(FTIR)仪和接触角测量仪对比了超细粉碎后的煤泥以及和乳化柴油作用后的煤泥的官能团和润湿性的变化,分析了在絮团浮选中乳化柴油的作用机理。在此基础上,研究了乳化柴油的种类和用量以及分散剂或起泡剂的添加对煤泥絮团分选超净煤的影响。试验结果表明,乳化柴油中的非离子型表面活性剂极性基与煤表面的合氧官能团发生氢键吸附,使煤表面含氧官能团含量减少,接触角增大,疏水性增强;1~#乳化柴油的浮选效果优于2~#乳化柴油;1~#乳化药剂的最佳药剂用量为57.96 kg/t;在分选过程中添加分散剂后得到的超净煤灰分减小,产率也减小;添加起泡剂后分选效果优于单独使用乳化柴油的分选效果。     

超细粉碎对煤表面性质及超净煤分选的影响

为探讨超细粉碎对煤表面性质及絮团和超净煤分选的影响，选取淮南气煤(HN)和太西无烟煤(TX)2种不同变质程度的煤样，利用傅里叶红外光谱仪（FTIR）、ζ电位仪、比表面分析仪、微量热仪分析了不同超细粉碎时间后煤颗粒表面官能团、电位以及润湿性的变化，分别研究了粒度、表面电位和润湿性对絮团形成的影响，结合超净煤的分选结果，综合探讨了超细粉碎、表面性质变化、絮团形成以及超净煤分选的关系。结果表明：超细粉碎改变了煤粒表面的亲水基和疏水基的比例；随着粒度的减小，太西煤的电动电位绝对值先减小后增大，在粒度8.30 μm时电负性最弱，润湿热出现小的峰值，搅拌过程中形成的大尺度絮团较多，在乳化柴油用量67.62 kg/t时，分选出的超净煤灰分0.68%，产率高达97.26%；而淮南煤随着粒度的减小，电负性逐渐增强，润湿热单调递减，润湿性逐渐减弱，在相同搅拌强度下，细颗粒形成的大尺度絮团减少，分选出的超净煤产率降低；分散剂的加入有效地降低了淮南气煤分选出超净煤的灰分，粒度越小，灰分减小愈明显。     

超细粉碎方式对超净煤分选效果的影响

针对不同超细粉碎方式的作用特点,选用搅拌磨、气流磨、胶体磨、球磨,研究不同粉碎方式对超净煤分选效果的作用,发现采用胶体磨加工处理得到的超净煤产率最高为84.55%,灰分最低为0.83%,更有利于提高超净煤的分选效果。为了研究磨矿方式对超净煤分选效果促进作用的机理,通过粒度分布曲线和SEM研究超细粉碎方式对煤粒几何特征的作用,结果表明胶体磨加工处理后粒度分布均匀,细化充分有效避免了细粒再次聚团;煤粒表面没有明显的断裂,存在大量凹凸,尖角被钝化。通过AFM,FTIR和润湿热曲线研究不同超细粉碎对煤粒的表面化学性质的作用,AFM结果表明,胶体磨处理的煤样表面粗糙度最大,Rq=2.96 nm,高度变化较大,暴露更多的官能团,因此煤样解离更充分;FTIR结果表明胶体磨处理后煤样表面官能团含量发生显著变化,疏水基与亲水基吸收峰面积比值最大为0.084,煤样中的有机质和无机质更有效的解离,煤样疏水性改善;润湿热曲线表明胶体磨处理后煤样与非极性油有更强烈的作用,润湿热为1.384 J/kg,有利于煤粒形成结构紧实、选择性好的絮团。形成密实稳定选择性好的絮团,可以有效地提高超净煤的分选效果。     

超细粉碎技术在降低精煤灰分中的应用

为提高炼焦煤选煤厂总精煤产率,提出了通过降低浮选精煤灰分,提高选煤厂总精煤产率的技术路线,即超细粉碎煤泥中间产物,致使其中的无机矿物和有机可燃体充分解离,采用絮团浮选的方法分选出灰分较低的浮选精煤,在保持现有总精煤灰分不变的情况下,适当提高重选的分选密度,提高重选精煤的灰分,由此达到较大幅度提高全厂总精煤产率的目的.试验结果表明,在保持全厂总精煤灰分不超过9.50%时,重选精煤的产率由现有的69.25%提高到75.79%,全厂总精煤产率增加了6.54%.     

动力煤选煤厂煤泥梯级提质及无量化研究

为了适应煤泥减量化的需求,以淮北桃园选煤厂动力煤为研究对象,基于煤泥粒度、密度和矿物组成分析,提出了三阶段煤泥减量化的技术路线,确定了粗煤泥重选和尾煤泥深度浮选的梯级降灰提质以及细煤泥新型压滤机降水提质方案。研究结果表明：粗煤泥分别采用干扰床分选机和螺旋分选机进行分选试验,以螺旋分选粗精煤产率更高,产率为88.82%,灰分为23.05%;尾煤泥采用一次浮选回收,当药剂用量为0.45 kg/t,入料浓度为90 g/L时,精煤产率为41.31%,灰分为15.74%,发热量可提高到20.97 MJ/kg。经过粗煤泥分选、尾煤泥浮选以及细煤泥脱水,粗精煤和精煤泥的发热量分别提高了23.50%,65.30%,煤泥经降水后可全部回掺,其掺混后商品煤发热量为21.32 MJ/kg,实现了动力煤选煤厂的煤泥无量化。     

响应面法优化超净煤制备中絮团的生成条件

为了研究超净煤制备工艺中各影响因素对絮团品质的影响,利用响应面法对影响絮团生产条件的各因素进行了分析和优化。在单因素试验的基础上,选取搅拌时间、搅拌速度、药剂用量进行了三因素三水平的中心组合试验,使用Expert Design软件进行分析计算,建立了以上3个因素对超净煤产率和灰分综合影响的数学模型。通过响应面法提取条件进行优化,确立了超净煤制备过程中絮团生成的最优条件,试验结果表明,各因素对产率和灰分的影响顺序如下:药剂用量搅拌时间搅拌速度。所得最佳工艺条件为:搅拌时间26 min,搅拌速度2 000 r/min,药剂用量0.51 m L。在此条件下预测超净煤产率为84.71%,灰分为0.82%,实测产率为84.51%,灰分为0.83%。     

新阳选煤厂煤泥分级浮选特性的试验研究

为优化煤泥的分选,采用先分级、再浮选的方法对新阳选煤厂不同粒级煤泥进行了试验研究,结果表明:各粒级煤泥的浮选效果存在明显的差异,且浮选入料的粒度越粗,浮选药剂用量就越大;0.5~0.25mm粒度级煤泥的可浮性最好;0.125mm粒度级的煤泥浮选精煤产率低,灰分高,可浮性较差。     

煤的超细粉碎与超净煤的分选

分析了6种不同变质程度煤样的无机矿物组成、嵌布粒度，研究了煤样粒度和煤中无机矿物的解离度与磨煤时间之间的关系,并通过分选试验探明了粉碎粒度、无机矿物解离程度及其种类对分选效果的影响.试验研究表明,只有当煤的粒度粉碎到<10 μm时，无机矿物才能得到较充分的解离；煤中的无机矿物主要是黏土，黏土含量小的煤可以分选出超净煤，反之，黏土和黏土与有机物连生体含量高的煤，很难分选出灰分低于2%的超净煤；黏土含量高的煤，经过球磨后，在煤浆中出现大量和稳定的微小气泡，影响了超净煤的分选精度；低阶煤经球磨后，表面亲水性增加，即使粉碎粒度很细，用絮团-浮选也无法分选出超净煤.     

全入洗动力煤选煤厂煤泥降灰技术研究

以大同煤矿集团麻家梁选煤厂煤泥回收系统为对象,对分级旋流器溢流、尾煤高频筛筛下水、加压过滤机煤泥进行了粒度分析,讨论了煤泥灰分偏高的原因。针对其压滤煤泥,进行了水介旋流器重选降灰试验研究;针对其原生煤泥,进行了多种药剂的浮选效果对比研究。通过分析研究,给出了降低全入洗动力煤选煤厂降低细煤泥灰分的三种技术途径,即高灰煤泥单独压滤、煤泥重选和高效药剂支持下的煤泥浮选。     

基于分形维数分析剪切力场对超净煤分选的作用

针对目前物理法制超净煤工艺中絮团形成过程动力学指标和絮团形态学变化与超净煤分选效果之间关系研究的不足,应用分形维数分析了剪切力场中絮团形态和粒径的非线性变化并解释了其与超净煤分选效果之间的关系。通过量纲分析法,确立絮团分形维数与搅拌速度的函数关系;通过二维分形维数的研究,描述和表征颗粒群体的整体性和平均性;通过絮团多重分形图谱的研究,揭示絮团分形变化的动力学过程。进而确立絮团生成动力学过程中的控制指标,以期为超净煤制备过程中的工艺操作提供科学依据,为实际工程应用提供适当的控制参数的指导。研究表明,机械搅拌速度为2 000 r/min时,絮团的二维分形维数有最大值1.762,此时絮团具有密实的结构和合适的粒径;多重分形图谱特征参数f(α_(max))具有最大值0.796,此时絮团粒径最大,数量最多。故此时分选出的超净煤有最高产率84.314%,最低灰分0.831%。     

基于矩阵PBM的煤粉超细粉碎过程研究

建立基于研磨过程机理的煤粉超细研磨动力学模型可以预测超细磨出料的粒度分布和指导优化磨机的研磨效率,降低研磨能耗,对制备低灰分的超净煤具有非常重要的作用。通过田口(Taguchi)正交实验设计,使用实验室1. 5 L立式搅拌磨机考察了不同煤的物性参数、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨的影响,将基于研磨过程特征的动力学模型——矩阵粒群平衡模型(Matrix Population Balance Model,M-PBM)用于煤粉的搅拌磨机超细研磨出料的粒度预测,并结合Rosin-Rammler粒度分布模型,精确地预测出料产品在任意筛下累积含量对应的颗粒粒度。通过极差分析,探讨了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量对于超细研磨能耗和比通量的影响大小,基于对煤粉超细研磨过程中煤-灰解离过程的分析并结合Tomoyoshi的比表面积能耗公式,探讨了煤的灰分与能耗的关系,并进一步建立了煤的灰分、磨介尺寸和煤粉比处理量与磨机研磨比通量和能耗的关系式,研究发现搅拌球磨机湿法超细研磨的粒度变化规律符合一阶线性动力学假设,在定搅拌转轴转速和所考查的研磨粒度变化范围内,煤的灰分对搅拌磨机的比通量和能耗的影响是最大的,建立的研磨能耗和比通量关系式表明在10μm(p50)以下的超细粉磨粒度范围内,煤的研磨能耗随着灰分的提高、磨介尺寸的减小(磨介尺寸在0. 3～1. 8 mm)和比处理量的增大而减小,而比通量随着灰分的提高、磨介尺寸的减小和比处理量的增大而增大。     

机械能输入对超净煤分选中絮团生成的影响

研究了超净煤制备工艺中机械能输入对絮团生成的作用机理,利用扩展的DLVO理论计算微细煤粒间的作用势能并绘制势能曲线,说明机械能的输入是使微细煤粒间克服势能曲线能垒形成絮团的必要条件;对絮团生成过程进行动力学分析计算,说明机械能输入对絮团生成的影响。为了验证机械能输入对絮团生成的影响,通过沉降试验,证实机械能输入对絮团效率的作用,发现搅拌速度在500~2 000 r/min时,絮团效率迅速增加,在2 000 r/min时达到峰值,此后搅拌速度增加絮团效率基本稳定,无明显变化;通过分析金相显微镜拍摄的絮团图片,证实机械能输入对絮团形态的作用,发现絮团的结构随着机械能的输入由松散逐渐紧实,而机械能输入过量后,絮团结构又重新被破坏,最终成为疏松的链状絮团;通过常规浮选法,证实不同机械能输入对超净煤品质的作用,发现在搅拌速度为2 000 r/min时,超净煤产品产率最高,灰分最低。     

选择性双向絮凝技术分选极细粒煤的试验研究

介绍了选择性双向絮凝分选原理及用选择性双向絮凝技术分选极细粒煤的试验研究 ,结果表明 ,该法可对极细粒煤泥进行分选 ,通过采取多次分选的方式 ,可制得灰分在 3%以下的洁净燃料。     

煤泥自载体浮选

粒度组成细、高灰细泥含量大的煤泥浮选时,浮选精煤易于超灰且精煤产率低、生产操作困难。针对这些问题,在总结载体浮选理论的基础上,研究了以浮选精煤作为自载体改善煤泥浮选效果的作用和机理。结果表明:用浮选出的精煤作自载体可显著改善煤泥的浮选效果。随自载体量的增加,精煤产率、浮选完善指标、尾煤灰分均提高,浮选精煤灰分降低。乌海煤泥采用该工艺浮选时,确定出最佳自载体用量为入浮煤泥的10%,加入自载体经4次循环后即可达到稳定的浮选效果,浮选精煤产率提高7.11%、灰分降低1.14%,浮选完善指标提高7.25%。EDLVO理论的计算研究表明,精煤本身的疏水性和捕收剂在煤粒表面吸附产生的疏水力,促使细煤粒黏附于粗颗粒载体,细颗粒间也会发生疏水絮凝,改善了浮选环境和浮选效果。     

煤泥浮选过程中的细泥夹带与罩盖机理

选用开滦矿区钱家营矿的高灰难选煤泥和大同塔山选煤厂煤系高岭石,通过单矿物和混合矿物浮选试验研究了影响高灰细泥夹带和罩盖的主要因素。研究发现：影响高灰细泥夹带的主要因素为细泥粒度、起泡剂用量和矿浆浓度,捕收剂用量对其影响较小;矿浆pH值接近8时,可燃体回收率最大。EDLVO理论计算发现：微细粒的高岭石与煤粒间存在着“能垒”,当颗粒间距约为30 nm时,“能垒”达到最大值;高岭石的粒度越细,“能垒”越低。外界能量输入可以打破“能垒”,使细泥颗粒发生罩盖。试验表明：强烈的机械搅拌使混合煤样的精煤产率和可燃体回收率分别降低10.87%和13.16%。     

高灰细泥对煤炭分级浮选的影响研究

文章采用两种煤样分别进行常规混合浮选和分级浮选,运用多项式拟合的方法建立了浮选精煤产率、精煤灰分、浮选完善度与药剂用量的函数关系。通过对这一数学模型的分析表明对于裕隆煤样,分级浮选可明显改善浮选效果,而对于汶上煤样,分级浮选效果不佳。通过高灰细泥与不同粒度精煤颗粒静电作用的差异对这一现象进行了解释。     

六偏磷酸钠对煤泥的抑制机理及应用实践

为了解决浮选精煤灰分偏高对精煤质量和产率的不利影响,拜城县众泰煤焦化有限公司采用X-射线衍射对入浮煤泥成分进行分析,依据入浮煤泥成分选定六偏磷酸钠作为浮选抑制剂,试验确定抑制剂用量为1 kg/t入浮煤泥时效果最佳.在公司浮选系统应用实践中,精煤灰分由抑制剂使用前的14.36％降至10.56％,浮选精煤产率仅下降7.8％,由于浮选精煤灰分的降低,重选精煤灰分可以由9.00％提高到11.00％,使综合精煤产率提高5.18％,年增经济效益达8652万元.