聚合氯化铝对选择性聚团法制备超纯煤的影响

为探索选择性聚团法制备超纯煤的工艺条件,以太西无烟煤为研究对象,分析了太西无烟煤的性质和矿物质的种类。采用选择性聚团法对超细粉碎后的煤粉进行分选实验,研究了研磨时间、煤油用量、仲辛醇用量和聚合氯化铝用量对精煤灰分和收率的影响,并对比了氯化铝、26%和29%的聚合氯化铝对分选效果的影响。通过Zeta电位仪测定添加不同用量的聚合氯化铝的煤样Zeta电位,利用光学接触角测量仪测定不同聚合氯化铝用量下的太西煤样和人工矿物表面的润湿性,采用DLVO理论计算揭示聚合氯化铝对煤中异类矿物质颗粒间相互作用机制。结果表明,当煤油用量为1.19 kg/t、仲辛醇用量为0.40 kg/t、聚合氯化铝用量为50 g/t、研磨时间为30 min时,分选出的超纯煤灰分达到0.64%,精煤产率为68.91%。相同药剂用量下,添加聚合氯化铝比氯化铝的浮选精煤产率高,与未添加聚合氯化铝分选效果相比,精煤灰分降低了0.18%,精煤产率提高了19.38%。当26%和29%聚合氯化铝用量为50 g/t时,两者精煤产率都达到最大,分别为68.91%和75.00%,精煤灰分分别为0.64%和0.71%,添加26%聚合氯化铝比29%聚合氯化铝脱灰效果好。随着聚合氯化铝用量的增加,煤的Zeta电位值不断增加,由-28.7 mV增加到-20.63 mV。添加聚合氯化铝后煤的接触角增加,疏水性增强,人工矿物表面亲水性增加,煤与人工矿物表面差异性增大。随着聚合氯化铝用量的增加,煤表面Zeta电位值不断增加,由-28.7 mV增加到-20.63 mV。添加聚合氯化铝后煤接触角增加,然而,人工矿物接触角减少,由于煤的疏水性和人工矿物亲水性增加,导致两者表面性质差异增大。根据DLVO理论计算,聚合氯化铝增强了煤与蒙脱石颗粒之间斥力作用,同时增加了煤中无机矿物质的团聚效果,减少了无机矿物质对煤颗粒表面罩盖和异质细泥夹带作用,降低了精煤灰分。聚合氯化铝和氯化铝对煤中矿物质脱除具有促进作用,低用量条件下聚合氯化铝分选效果优于氯化铝。     

煤粉对焦化废水二级出水中有机物的吸附动力学研究

研究了煤粉对模拟焦化废水二级出水中苯酚、喹啉的吸附,考察了pH、煤粉投加量、吸附反应时间等因素对吸附效果的影响。实验表明：煤粉对模拟废水中有机物的吸附去除率焦煤略高于肥煤,煤粉(-0.5 mm)吸附容量为0.109 4～0.154 4 mg/g;焦煤吸附苯酚、肥煤吸附喹啉符合Freundlich吸附等温式,焦煤吸附喹啉则符合Langmuir等温式;不同煤种和不同粒度煤粉吸附有机物的反应动力学特性相似,均较好符合二级反应动力学模型,R²=0.990±0.008;吸附过程以液膜扩散为速率控制步骤;在不同温度下得到了焦煤吸附苯酚的速率常数方程lnk=188.54e^-11.64/(RT),吸附活化能E_a=11.64 kJ/mol。     

焦化中水中主要有机污染物在焦煤上的竞争吸附

采用紫外分光吸光度-联立方程法检测焦化废水混合模拟废水浓度,以二级出水中主要有机污染物--苯酚、吡啶、喹啉和吲哚为例,分析对比单一与同时竞争吸附下焦煤煤粉对焦化废水中主要有机污染物的吸附容量与吸附速率。研究表明：在竞争吸附中,吸附容量的顺序为苯酚>喹啉>吲哚>吡啶;混合体系焦煤煤粉的总吸附量与单组分体系吸附量之和基本相等。焦煤吸附喹啉可以用多分子层吸附模型描述,吸附苯酚、吡啶和吲哚属于单分子层吸附模型。吡啶和吲哚吸附稳定,不受其它组分浓度变化影响;苯酚不稳定,与喹啉存在吸附质间作用,有直接的吸附位点竞争。在竞争吸附中焦煤吸附苯酚、吡啶、喹啉和吲哚二级动力学模型比一级动力学模型有更好的回归效果。     

六偏磷酸钠对浮选中煤泥与黏土颗粒间相互作用的影响

通过浮选试验、Zeta 电位测试、吸附量试验和扩展的DLVO理论计算,考察六偏磷酸钠对浮选中煤泥与黏土颗粒间相互作用的影响,研究六偏磷酸钠的作用机理。结果表明:高岭石含量较多时会对煤泥浮选产生不利影响,高岭石含量达到20%,精煤回收率降低18.70%;低用量的六偏磷酸钠会抑制高岭石上浮而对煤影响较小,高用量的六偏磷酸钠会失去选择抑制性;六偏磷酸钠用量为1000g/t时,能使煤和高岭石的Zeta电位分别从-25mV、-39mV移至-32mV、-57mV,增强了颗粒间静电排斥作用;同时,六偏磷酸钠水解形成的大分子吸附于高岭石表面,当颗粒相互靠近时产生较强的排斥力,增强了颗粒之间的空间稳定化作用能。     

硅酸钠对高灰煤泥浮选影响研究

通过浮选试验、接触角测定和Zeta电位测试等手段,研究了硅酸钠在煤泥浮选中的降灰效果以及对细泥的抑制机理。试验结果表明:在硅酸钠用量为1000g/t时,对细泥的抑制和分散效果最好,精煤中细泥含量最少,精煤灰分降低了1.91个百分点;接触角测定结果显示,浮选中添加了硅酸钠后,浮选精煤的接触角增大,达到108.84°,显著提高了浮选精煤的疏水性;Zeta电位检测结果表明,pH值为中性时,与硅酸钠作用后,低灰煤泥和高灰细泥表面电位分别降低了7mV和16.9mV,增大了两者间的静电斥力,有效减弱了高灰细泥在低灰煤颗粒表面的吸附。     

界面润湿性调控对氧化煤浮选的促进作用

煤炭的氧化使其表面疏水性减弱,可浮性显著降低。表面活性剂通过其亲水基团作用于煤表面的极性含氧官能团能够改变其表面润湿性。本文用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对氧化煤进行表面润湿性调控,通过红外光谱和润湿热测定分析了CTAB在煤表面的吸附特性及煤表面的润湿性变化,结果表明,氧化煤吸附CTAB后,煤表面疏水性增强,可浮性随CTAB吸附量增大而提高;CTAB吸附于煤的同时也吸附于矿物质,矿物质表面由亲水同样转为疏水,精煤灰分大幅提升,分别采用浮选作业前水热预处理和添加六偏磷酸钠作为灰抑制剂,浮选精煤降灰效果显著。     

Gemini表面活性剂对高灰氧化煤浮选行为影响及机理研究

为提高高灰氧化煤表面疏水性,改善浮选效果,进行了Gemini表面活性剂在高灰氧化煤表面吸附和脱附后的浮选试验。通过红外光谱、微量热等分析技术测定研究了Gemini表面活性剂在氧化煤有机质和矿物质表面的吸附及脱附差异。氧化煤吸附表面活性剂后,煤表面疏水性增强,精煤产率随表面活性剂的浓度增大而提高,同时表面活性剂使煤系矿物质表面的疏水性提高,精煤灰分显著提高。水浴脱附后浮选试验结果表明,表面活性剂在煤中有机质和矿物质表面的脱附存在差异,使用水浴处理吸附表面活性剂的煤样,浮选精煤降灰效果显著。     

表面活性剂预处理对氧化煤浮选的影响

为研究表面活性剂预处理对氧化煤浮选的影响,考察了氧化煤吸附CTAB、SDBS和OP-10前后的精煤产率和灰分变化,采用傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪分析了表面活性剂在氧化煤表面的吸附特征。结果表明,氧化煤吸附CTAB、SDBS和OP-10后,精煤产率增加,灰分升高,其中非离子表面活性剂OP-10的选择性最好。表面活性剂预处理对氧化煤浮选效果的提升得益于表面活性剂能够覆盖氧化煤表面部分的含氧基团,使得氧化煤表面甲基和亚甲基增多,疏水性增强。     

用戊基钾黄药和己硫醇浮选菱锌矿

在不同pH值下用Zeta电位、接触角、微量浮选和漫反射FTIR测定,研究了不同浓度下戊基钾黄药(KAX)和己硫醇(HM)在菱锌矿表面上的吸附.用KAK捕收剂时,Zeta电位测量结果表明,纯菱锌矿表面能够吸附离子电荷(经KAX处理后带更多的负电荷),当pH值为10.5时,其Zeta电位在-38～-45 mV范围内变化;当pH值为10.5、KAX浓度为2.96·10-3 ol/L、硫化钠浓度为2.6·10-2 mol/L和硫酸铜浓度为9.4·10-3 mol/L时,菱锌矿的最大回收率达到81.3%、最大接触角为98.7°;而用HM浮选,其最大回收率为78.6%、最大接触角为92.3°,此时矿浆pH值为9、HM浓度为1.1·10-2 mol/L.经KAX处理过的菱锌矿的FTIR光谱分析结果证实,菱锌矿表面上有CS2存在,并吸附了KAX;但经过HM处理后,在氧化锌矿物表面上附着了RS-,还会因这种吸附导致硫醇S-H键发生断裂.上述两种阴离子捕收剂试验结果对比表明,因菱锌矿表面对捕收剂的吸附量不同,会导致其表面疏水程度不同.     

高铁酸钾氧化法对焦化废水中煤颗粒的氧化沉降性能研究

焦化废水中的污染物主要由浓度高、粒径小、密度较小、带少量负电荷的碳颗粒物和浓度高、组成复杂、有毒、难降解的有机化合物组成,现有的各种处理工艺很难有效去除这些物质,达到国家一级标准。基于焦化废水无机物和有机物复合污染的特征,利用高铁酸盐的强氧化性和其反应产物铁盐的絮凝性,协同处理含高浓度悬浮态煤颗粒物和溶解态有机化合物的焦化废水,以期为进一步研发焦化废水氧化处理技术提供重要理论依据。选取表面Zeta电位指标来反映煤颗粒物的沉降性能,通过测定不同条件下的煤颗粒表面的Zeta电位,研究高铁酸钾对煤颗粒的氧化絮凝和沉降效果,考察pH、Fe(Ⅵ)投加量、溶液中无机阳离子浓度及价态对高铁酸钾氧化煤颗粒的影响,并考察高铁酸钾对实际焦化废水中化学需氧量和悬浮物的协同处理效果。结果表明,煤颗粒表面带负电,溶液pH越低,煤颗粒沉降性能越好。高铁酸钾的投加对降低煤颗粒表面Zeta电位绝对值有一些效果,并且当溶液偏中性时,效果最明显。无机阳离子可在煤颗粒物表面产生压缩双电层,从而降低颗粒表面的Zeta电位绝对值,提高颗粒物的沉降效果。实际焦化废水水样中的铬化学需氧量、悬浮物的去除率随Fe(Ⅵ)投加量的增加呈现...     

弱酸改性粉煤灰空心微珠用于处理铅锌选矿废水吸附试验研究

提出将粉煤灰空心微珠作为吸附剂应用于铅锌选矿废水治理。首先采用BET、SEM、XRD、Zeta电位等测试方法,考察了微珠的弱酸活化机制,然后对实际废水中残留的选矿药剂以及重金属离子开展了吸附试验研究。结果表明:微珠经弱酸活化后,其表面电位由-1.797 6mV增加到-15.538 7mV,大幅度提高了静电吸附能力;对实际废水中的COD有很好的去除效果,但四种药剂呈现不同的吸附行为。饱和吸附量方面:腐植酸钠(6.492mg/g)乙硫氮(2.250mg/g)丁基黄药(1.680mg/g)BK-906(0.024mg/g);吸附速率方面:腐植酸钠(K=0.330 2min~(-1))丁基黄药(K=0.312 1min~(-1))BK-906(K=0.020 1min~(-1))乙硫氮(K=0.008 1min~(-1))。对废水中低浓度的Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)离子也呈现出一定的去除效果,重金属离子与残留的选矿药剂的络合共吸附是其主要去除机理。     

铝离子对长石和绿帘石浮选的影响及其作用机理

通过小型浮选试验、Zeta电位测试、吸附试验、红外光谱分析和X射线光电子能谱(XPS)研究了Al³⁺对油酸钠浮选长石和绿帘石矿物的影响。浮选试验结果表明,以油酸钠为捕收剂时,长石和绿帘石在纯水中的可浮性很差,加入Al³⁺后,矿物可浮性明显增强; Zeta电位测试和XPS研究结果表明,Al³⁺在矿物表面发生了静电吸附,油酸钠通过化学吸附作用在Al³⁺吸附后的矿物表面; 吸附试验以及XPS研究结果表明,Al³⁺以Al(OH)₃形式吸附在矿物表面并改变其表面环境使得油酸钠可以通过Al(OH)₃有效地吸附到矿物表面,活化了长石和绿帘石。     

原料煤吸附预处理煤制油废水的试验研究

为了探究原料煤吸附预处理煤制油废水工艺的可行性,开展了吸附条件优化、多段串联吸附对吸附效能的影响研究.研究结果表明:在煤粉粒级为＜0.074 mm,煤粉添加量为12.5 g,吸附时间为30 min条件下,煤粉对CODCr、氨氮和挥发酚的去除率分别为36.97％、28.92％和38.77％;四段吸附串联后,污染物的去除率...     

一种新型辉钼矿抑制剂及其在铜钼浮选分离中的机理研究

针对目前铜钼浮选分离所使用的传统黄铜矿抑制剂存在毒性大、对环境污染严重等问题,开发出新型辉钼矿的抑制剂以实现铜钼的有效分离具有重要的意义。本文拟开发黄腐酸(FA)作为新型高效的辉钼矿抑制剂,通过单矿物浮选试验和人工混合矿浮选试验探究抑制剂浓度、矿浆pH、捕收剂浓度等因素对黄铜矿和辉钼矿可浮性及铜钼分离效果的影响,并采用FTIR和Zeta电位表征手段探究FA在黄铜矿和辉钼矿表面的吸附行为。浮选试验结果表明,FA在pH为4~12的范围内能够有效地抑制辉钼矿的浮选,而对黄铜矿的浮选影响不大;FA能够显著地扩大辉钼矿和黄铜矿之间可浮性的差异。在pH为9,FA浓度为200mg/L,SIBX浓度为20mg/L条件下,人工混合矿试验取得了较好的结果,黄铜矿回收率高达70.20%,辉钼矿回收率仅有16.83%。FTIR和Zeta电位结果表明,FA能够克服静电斥力吸附在辉钼矿表面,并且FA与SIBX在黄铜矿表面存在竞争吸附,SIBX能够取代黄铜矿表面已吸附的FA,使其表面恢复疏水性,而SIBX几乎不影响FA在辉钼矿表面的吸附,使辉钼矿表面保持亲水性,从而能够实现铜钼的有效分离。     

铝土矿浮选新型捕收剂的捕收性能及机理研究

通过一水硬铝石和高岭石的单矿物浮选试验、接触角、红外光谱、和ζ电位测量分析了东北大学研制的DJL-1和DJL-2捕收剂在铝土矿正浮选中的浮选行为和作用机理。一水硬铝石与DJL-1和DJL-2作用后接触角变大、疏水性变强;高岭石与DJL-1作用后接触角几乎不变,与DJL-2作用后接触角变大。DJL-1使一水硬铝石和高岭石表面ζ电位均负向增加,DJL-2对一水硬铝石和高岭石表面ζ电位影响较小,分别使用DJL-1和DJL-2,一水硬铝石和高岭石的最大回收率之差为54.5%和70.5%,DJL-2在更宽的温度和pH范围内获得更好的浮选结果;DJL-1和DJL-2在一水硬铝石表面存在键合吸附和氢键作用,DJL-1与高岭石表面存在氢键作用。结果表明,DJL-1和DJL-2均是铝土矿正浮选的优良捕收剂,且DJL-2更优。     

多糖型微生物絮凝剂处理方铅矿浮选废水的效能研究

方铅矿浮选废水包含微细矿物颗粒、重金属离子与有机药剂三种复合污染源,为实现其一步深度净化处理,探究了绿色环保的多糖型微生物絮凝剂(MBF)对微细方铅矿颗粒的絮凝沉降及对Pb²⁺与丁基黄药的吸附去除作用,并对其作用机理进行了研究。结果表明,MBF可吸附于方铅矿表面使其稳定悬浮于矿浆中,但吸附黄药后的方铅矿颗粒可被MBF有效絮凝沉降,絮凝率最高为82.5%;MBF对黄药与Pb²⁺有较强的吸附性,黄药与Pb²⁺最高去除率分别为94.3%与86.7%。Zeta电位、红外光谱分析表明,MBF主要通过羟基与方铅矿表面的Pb²⁺发生化学作用而吸附于矿物表面;与方铅表面形成的黄原酸铅疏水基团形成氢键或缔合,使微细方铅矿颗粒快速絮凝沉降;MBF也可通过静电作用吸附去除废水中的Pb²⁺。     

CTAB与油酸钠混合捕收剂浮选分离磁铁矿与角闪石的研究

采用油酸钠(NaOL)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)混合捕收剂进行磁铁矿与角闪石的浮选分离研究。分别考察了单一捕收剂CTAB、NaOL和混合捕收剂对单矿物和人工混合矿浮选的影响,借助Zeta电位、FTIR对捕收剂与矿物表面的吸附机理进行了研究。矿物浮选试验结果表明:在pH=5.5,CTAB与油酸钠的摩尔比为2∶1的条件下,混合捕收剂较单一捕收剂具有更好的选择性。Zeta电位和红外光谱结果表明,单一捕收剂CTAB和油酸钠分别以物理吸附与化学吸附的形式吸附在矿物表面,混合捕收剂中油酸钠的存在一定程度上抑制了CTAB在磁铁矿表面的吸附,但不影响CTAB在角闪石矿物表面的吸附。     

浮选矿浆的磁化处理效应和机理研究

通过研究磁化处理对浮选矿浆性质的影响，认为磁化处理能引起浮选矿浆含氧量、pH值、表面Zeta电位和润湿热的变化．单矿物磁化浮选试验研究表明：磁化处理浮选矿浆提高了煤的可浮性，加大了煤与煤矸石、黄铁矿之间润湿性的差异，有利于强化煤泥浮选脱硫降灰的效果。