原煤的泥化特性对煤泥水澄清的影响

对某选煤厂50—0.5 mm不同密度原煤进行了泥化实验,分析了不同密度的原煤泥化产物的矿物及粒度组成状况,得出了泥化特性对煤泥澄清因素:随着原煤密度的增加,泥化煤泥中石英的含量逐渐增大,中间密度原煤泥化煤泥中高岭土含量最高,这样高密度和中间密度的原煤泥化现象最严重;而在泥化的煤泥中,+1.70 g/cm3密度原煤含0.045 mm以下粒级的颗粒最多,同时石英和高岭土又不利于颗粒间的絮凝团聚,这些煤泥特性都是煤泥水澄清的重要影响因素。     

原煤密度对泥化及煤泥颗粒表面电位的影响

对淮南矿区丁集选煤厂50~0.5 mm不同密度级原煤进行了泥化试验,采用X-射线衍射仪和电泳试验分别对原煤矿物组成和煤泥微细颗粒表面电位进行了测定。结果表明:入选原煤中主要矿物成分有石英、高岭石、绿泥石等;高密度和中间密度级原煤泥化率大,+1.60 g/cm3原煤泥化煤泥中-0.045 mm颗粒最多,其中约90%以上为-0.025 mm的微细颗粒;随着原煤密度的增大和煤泥粒度的减小,泥化煤泥微细颗粒表面电位呈减小趋势,水的硬度、原煤中可溶性盐及颗粒表面性质对煤泥微细颗粒电位产生重要影响,微细煤泥颗粒表面电位增大会导致其在煤泥水中处于更加稳定的分散状态。     

布尔台选煤厂煤泥水特性的研究

针对布尔台选煤厂煤泥水沉降难、药剂消耗大的问题,采用XRD、激光粒度分析仪和微电泳仪研究分析了煤泥水的矿物组成、粒度组成以及颗粒表面电性。研究结果表明:煤泥主要矿物质为高岭土和蒙脱石,该类黏土矿物遇水易泥化成微米级颗粒,导致煤泥水沉降困难;块煤、末煤系统浓缩机入料中0.045 mm粒级煤泥含量分别为45.8%、47.1%,细粒含量较高;块煤系统和末煤系统浓缩机入料的Zeta电位的绝对值均高于20 m V,颗粒间静电斥力较大,煤泥水体系较稳定,不易发生絮凝沉降。     

粒度组成对高灰煤泥浮选的影响

在对某选煤厂煤泥浮选的尾煤进行筛分浮沉试验和矿物组成分析的基础上,通过正交试验确定了其中有机质的最佳浮选条件。在最佳条件下进行了分级浮选,探讨了粒度、灰分与浮选的关系,研究了粒度对浮选效果的影响。结果表明,混合煤泥中主要矿物为高岭石、方解石和石英等,-0.045 mm粒级含量达76.08%;在最佳浮选条件下,-0.125+0.075 mm粒级浮选效果最好,-0.045 mm粒级浮选效果最差;+0.045 mm的各粒级煤泥采用常规浮选工艺,可以得到较好的浮选效果。     

小锥角水力旋流器对难浮煤泥脱泥浮选工艺试验研究

针对通化地区黏土含量大、主导粒级为高灰细粒级的难浮煤泥,采用小锥角水力旋流器进行高效脱泥探索,旋流器产物进行粒度和矿物组成分析,底流进行分步释放浮选试验。结果表明,采用Φ150 mm小锥角水力旋流器作为煤泥浮选前脱泥的主要设备;Φ150 mm与Φ75 mm旋流器串联脱泥工艺中,0.045 mm粒级脱除率达到67.73%,灰分为50.10%,且高岭石、伊利石等黏土矿物在Φ75 mm旋流器溢流中实现富集;Φ150 mm与Φ75 mm旋流器底流单独或混合入料浮选,精煤产率(占本级)及可燃体回收率均比原煤泥直接浮选提高了2~3倍。     

开滦肥煤难选原因的研究

 为研究稀有肥煤难选的原因,了解物化特性,以开滦集团钱家营选煤厂入选肥煤为研究对象,对其进行显微组分分析、孔隙度分析、X射线衍射物相分析、煤化程度分析以及密度粒度分析测定。结果表明：该煤的显微组分中惰质组约占1/3,致使煤样不易浮;裂隙中富集异质细泥与煤形成竞争性吸附,造成原煤难选;煤样中存在较多粘土类矿物并呈致密嵌布,将加大浮选难度;煤样中含有大量烷烃、醇类化合物和高岭土等物质;煤泥中间密度（1.4-1.8 g/cm3）含量较大,实际可浮性较差;细泥-0.074mm含量大,约占50%左右,尤其是-0.045mm占了36.28%,且灰分达到29.48%,属于高灰细泥,易夹带造成精煤污染,因此认为煤样的天然可浮性难浮。     

长焰煤的载体浮选试验研究

为了改善长焰煤浮选效果，提高低阶煤利用率，探究载体浮选对长焰煤浮选效果的提升机理。以陕西榆家梁选煤厂的长焰煤作为浮选入料，内蒙古上海庙选煤厂的-1.3 g/cm3无烟煤作为载体，进行了载体浮选试验研究。对长焰煤进行粒度分析和XRD分析，结果表明：其细粒级含量多且灰分较高，脉石矿物主要为石英和高岭土。细粒度煤泥及黏土矿物的存在，易产生细泥罩盖和机械夹带现象，导致浮选效果较差。首先探究了加入载体的粒级及比例对长焰煤浮选效果的影响。结果发现，随着载体粒径的逐渐减小，其精煤产率逐渐降低，0.5～0.25 mm无烟煤作为载体时，与常规浮选相比，其精煤产率增加了3.89%，精煤灰分降低了0.17%。当载体添加质量比为10∶1时，精煤产率可达到71.93%，精煤灰分为11.48%。通过筛分可将0.5～0.25 mm进行筛分回收，浮选精煤中的载体回收率达到可98.48%，载体得到有效回收。其次探究了长焰煤煤泥粒级对载体浮选的影响，结果发现，0.5～0.25 mm的载体可以有效提高-0.045 mm长焰煤的浮选效果，与单独浮选-0.045 mm煤泥相比，精煤产率提高了9.31%。综上可知，载体浮选主要提...     

原煤筛分沉浮特性的试验研究

本文通过原煤的筛分沉浮试验来得到了煤粒级变化过程中硫灰分的变化特征,进而对原煤脱硫灰的可行性进行了评价,认为在低密度范围内不同粒级煤的可选性为难选,煤灰分脱出的效果受煤粒度变化的影响很小;原煤中有机硫集中在1.4g/cm3以下的密度级中,而黄铁矿集中在1.8g/cm3以上的密度级;当精煤灰分为14%时,可选等级最高,可选性最佳。     

望峰岗选煤厂煤泥水特性的试验研究

针对望峰岗选煤厂入选原煤中粘土类矿物含量较多的问题进行了激光粒度分析和X射线衍射分析,研究了<0.045 mm粒级中颗粒的粒度分布以及煤泥水中的粘土矿物的种类和含量,并且对煤泥水进行了药剂优化试验,探究了凝聚剂和絮凝剂之间的加药时间间隔对其协同作用的影响。     

含煤系高岭土煤泥的沉降实验研究

根据煤系高岭土煤泥的矿物组成和性质分析,对影响沉降的因素进行试验。结果表明:煤泥中含有大量黏土类矿物,粒度较细,0.045mm含量可达41.50%,灰分为50.35%,对影响沉降因素的分析可知,凝聚剂与絮凝剂配合使用,有机药剂采用APAM,无机药剂为CaCl2,用量为每吨干煤泥加入CaCl240kg/t、APAM200g/t,其沉降效果较好;试验中样品在pH值由酸性调整为弱碱性至碱性条件下,沉降速度加快,加入凝聚剂后,煤泥水中的阳离子浓度增加使电动电位降低,煤泥水硬度增加,煤系高岭土煤泥的沉降效果得到明显改善。     

基于水化膜弱化促进煤泥脱水机理及试验研究

煤泥颗粒表面水化是煤泥脱水困难的重要因素之一,通过弱化煤泥颗粒表面水化膜促进煤泥高效脱水是一种新的技术方法。为掌握基于弱化水化膜促进煤泥脱水机理,采用密度泛函理论方法模拟了不同长链烷基季铵阳离子(表面活性剂)在煤泥水主要矿物颗粒表面的吸附,通过对吸附构型、Mulliken键布局及电荷的分析,研究了水及药剂在高岭石(001)面、α-石英(001)面和蒙脱石(001)面的吸附机理;通过开展煤泥脱水试验和接触角测试,探讨长链烷基季铵盐药剂对煤泥水分和表面润湿性的影响规律。结果表明,水分子在不同种类矿物(001)面的吸附稳定性顺序为石英>高岭石>蒙脱石,石英对煤泥脱水影响大于高岭石和蒙脱石;长链烷基季铵盐药剂在矿物表面的吸附稳定性明显高于水分子,说明药剂与水分子的竞争吸附作用顺序是蒙脱石>石英>高岭石;长链烷基季铵盐与几种矿物(001)表面吸附均是以静电引力为主,弱氢键为辅。随着长链烷基季铵盐药剂用量的增加,煤泥滤饼水分先减少后增加,当药剂用量为500 g/t效果最好,水分降低2.25%以上;随着药剂用量和链长的增加煤泥表面疏水性显著增加。控制药剂用量是实现高效煤泥脱水的技术关键,添加适量的表面活性剂有利于弱化矿物表面的水化膜,过量长链烷基季铵盐阻碍煤泥脱水。     

煤表面热力学特性的Washburn动态法测试

微细粒中煤浮选的突出问题是选择性差、精煤产品灰分高,而润湿性是影响微细颗粒分选重要的界面性质,基于此,考察了煤样与主要杂质矿物高岭石的表面热力学特性。用Washburn动态法,以正己烷、1-溴萘、甲酰胺、去离子水为液体分子探针测量其对不同密度级微细粒中煤样品及高岭石的润湿过程,用线性回归法分析润湿速率并计算亲油亲水比,联合Washburn方程和van Oss-Chaudhury-Good理论对不同密度级煤粉样品以及高岭石的表面自由能进行估算,并进行煤泥的分布释放实验。研究表明：随煤样密度级的增加,正己烷对煤样的润湿速率降低,且变化不大,去离子水对煤样的润湿速率增高,两者对高岭石的润湿速率分别为0.010 1,0.020 6 g2/s,远大于对煤样的润湿速率;煤样随密度级的增加亲油亲水比值LHR值减小,1.5~1.6 g/cm3与1.6~1.8 g/cm3中间密度级煤样的润湿速率和LHR值相近,高岭石的LHR值最低,为1.44,呈亲水性;各个密度级样品的非极性成分γLWs呈略微降低趋势且其值基本一致,均低于高岭石的γLWs,样品表面自由能极性成分中氢键作用的碱性力与LHR值呈正相关。该煤样分布释放浮选实验结果与各个密度级样品表面性质测试结果吻合。     

高岭石对煤泥沉降影响的研究

煤泥水难以沉降的主要原因是其中粘土矿物含量多、粒度细,易形成胶体悬浮液。高岭石是最主要的粘土矿物之一,文章从高岭石的粒度和含量两方面,研究了高岭石对纯煤沉降的影响,研究结果表明:高岭石的粒度对其沉降影响较小;阳离子PAM适合于含有高岭石的煤泥沉降,随着高岭石含量的增加,阳离子PAM加入量以2‰～3‰为宜。     

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%。     

高硫炼焦煤介电性质研究

为确定典型高硫炼焦煤种在不同条件下的电磁特性,获知其波能吸收频率范围,为微波脱硫条件选择提供依据,利用传输反射法在0.2～18.0 GHz频率范围内扫频测定山西高硫炼焦煤介电常数,考察密度、粒度、矿物质等影响因素。结果表明,原煤介电常数实部 ε′随频率的增大略有下降,虚部ε″随频率的增大先减小后增大,在15.619 GHz达到峰值;损耗角正切tan σ在15.664 GHz处有峰值;煤中高岭石含量增加,ε′,ε″均增大,方解石对介电性质基本没有影响,石英介于二者之间;在0.2～10.0 GHz,ε′随粒度的增大而增大,ε″随粒度的增大而降低。密度大于1.8 g/cm 3的煤样,ε′,ε″明显高于其他密度级煤样,灰分高的煤样介电常数高于灰分低的煤样。     

重介质悬浮液流变特性研究

针对颗粒沉降引发的选煤重介质悬浮液流变特性难以测定的难题,采用旋转黏度计结合线性拟合方法,提出了一种提高悬浮液黏度测量精度的方法。对密度1.45～1.80 g/cm3、煤泥含量0～0.30范围内的重介质悬浮液的流变特性进行了系统试验研究,考察了固体体积分数和煤泥含量对悬浮液流变特性的影响。结果表明：通常的选煤重介质悬浮液为假塑性流体;给定固体浓度,随着煤泥含量增加,悬浮液的稠度系数近似线性减小、幂律指数增大;给定煤泥含量,随着悬浮液体积分数的升高,稠度系数近似线性增加、幂律指数减小;在重介质选煤工业应用的通常范围内,给出了悬浮液稠度系数和幂律指数的计算公式,相对误差基本在±10%范围内。     

基于RSM-BBD的煤泥水沉降条件优化

针对选煤厂煤泥水沉降效果差的问题,通过优化煤泥水沉降条件来提高其沉降效果。利用煤泥水沉降试验,考察煤泥水浓度、pH和阴离子型聚丙烯酰胺(NPAM)用量对煤泥水沉降效果的影响,在此基础上采用Box-Behnken Design响应面法(RSM-BBD)进行条件优化试验,建立响应面回归模型,研究煤泥水浓度、pH、NPAM用量及其交互作用对煤泥水沉降综合指标的影响。结果表明,煤泥灰分为59.46%,粒度小于26.85μm的煤泥颗粒占90%,且黏土类矿物含量高|煤泥水浓度对综合指标的影响最大,煤泥水浓度与NPAM用量的交互作用对综合指标的影响最显著|优化后沉降条件为煤泥水浓度45g/L,pH值9,NPAM用量2.2mL,此时综合指标为3.64cm/(s·NTU),与预测值3.68cm/(s·NTU)非常接近。     

基于浮选-化学联合作用对高炭煤的深度脱灰效应研究

煤炭作为化工原材料的应用途径正逐步向精细化、高端化利用转变,将高炭煤深度脱除矿物质制备成超纯煤可以作为高附加值先进炭素材料的原料。以太西无烟煤为原料,采用自制的微泡浮选柱通过Box-Behnken试验设计方法优化浮选试验,借助XRF,XRD和SEM-EDS分析了最佳浮选条件下的浮选精煤,进一步明晰微泡浮选方法深度脱除矿物质的过程和不同矿物质对无烟煤深度脱矿的影响。同时也采用了NaOH-HCl方法深度脱除无烟煤中的矿物质,通过XRD,SEM-EDS分析脱矿样品的性质,明确无烟煤中矿物质的脱除机理以及限制深度脱矿的因素。微泡浮选试验表明,当捕收剂用量3.36 kg/t、起泡剂用量1.81 kg/t和调浆强度4 560 r/min时,浮选效果最佳,能得到灰分0.52%、产率66.25%的浮选精煤,由测试表征可知细泥罩盖和粒度小于2μm、有机质占95%以上的连生体颗粒是限制微泡浮选方法深度脱矿主要原因。NaOH-HCl脱灰试验表明,随着样品粒度减小,样品灰分显著降低,当样品的体积平均粒径为8.01μm时,脱矿效果最佳,能得到脱矿率86.81%、灰分0.36%的脱矿样品。而无烟煤中低反应活性的石英和伊利石以及被煤基质包裹的微细硅酸盐矿物影响太西无烟煤的化学深度脱灰。基于微泡浮选方法和NaOH-HCl方法在高炭煤深度脱矿过程中存在的极限问题,提出浮选-化学联合深度脱灰方法对太西无烟煤进一步深度脱灰,首先通过浮选预处理减少石英和伊利石等低反应活性的矿物质总量,再将浮选精煤中存在的矿物质与NaOH反应生成水溶性的硅酸钠和易溶于酸的硅铝酸钠而被脱除,并以此构建了浮选-化学联合方法深度脱灰历程描述模型,最终得到超低灰(0.12%)、高碳、高发热量能制备成高附加值炭材料的超纯煤样品。     

水质硬度对煤泥水中煤和高岭石颗粒分散行为的影响

利用扩展的DLVO理论计算了2种硬度条件下煤和高岭石组成的煤泥水中颗粒之间的相互作用,建立了包括范德华作用能、静电作用能与界面极化作用能与颗粒间距的势能曲线,并进行了沉降试验.结果表明：当水质硬度为1.0 mmol/L时,煤颗粒之间、高岭石颗粒之间以及煤与高岭石颗粒之间都不凝聚而处于悬浮态;当水质硬度为10.0 mmol/L时,煤颗粒之间最易凝聚,其次是煤颗粒和高岭石颗粒凝聚,剩余的高岭石颗粒始终不凝聚而分散悬浮于水中.