微波脱硫中有机氧赋存形态的XPS分析

采用X射线光电子能谱(XPS)法分析了微波脱硫前后山西某矿高硫煤中有机氧(COO、C=O和C-O等)赋存形态的变化。研究结果表明:脱硫后煤样的O含量由17.97%上升至24.39%,C含量由70.49%下降到58.05%,同时n(O)/n(C)由0.26增至0.42。脱硫前后C1s图谱的拟合数据表明:煤样中C-H、C-C和C-O单键的含量分别从41.41%和28.74%下降到35.54%和7.10%,羰基和羧基含量分别由0.11%和0.21%增至10.38%和5.03%。     

蒙东后侏罗纪褐煤煤岩组分表面形态及官能团分析

应用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱研究蒙东后侏罗纪褐煤腐植组和惰质组的表面形态及主要官能团。结果表明,腐植组颗粒表面整体较为均匀,周围有许多离散的粉末,主要为黏土矿物。惰质组表面粗糙不平,部分具有植物纤维状结构,主要含有黏土矿物和硅酸盐矿物。腐植组和惰质组C原子的四种存在状态大致相同,然而相对含量存在较大差异。腐植组中C-C/C-H的含量比惰质组低,而酚碳或醚碳(C-O)的含量比惰质组要高得多,说明蒙东后侏罗纪褐煤腐植组的芳香度比惰质组的高。惰质组中羧基(O=C-O)和羰基 (C=O)含量都高于腐植组。两种显微组分中氧的赋存状态主要以是酚羟基氧和醚氧键氧的形式存在,无机氧和吸附氧的含量均较少。惰质组中硫含量较少可忽略不计,脂肪族硫是腐植组中硫的主要存在形态,噻吩型硫含量极少。以上研究结果有助于充分认识蒙东后侏罗纪褐煤显微组分结构和性质差异,为煤岩显微组分浮选分离提供依据。     

用XPS研究胜利褐煤中有机氧的赋存形态

用X光电子能谱法(XPS)研究了我国内蒙古胜利煤田褐煤中有机氧的赋存形态。该方法将褐煤中有机氧分为3种类型，碳氧单键类(包括醚键和羟基)、羰基基团和羧基基团。将XPS与元素分析法结合分析，最终得到不同形态的含氧官能团在褐煤中的绝对含量，这些结果有助于今后研究煤炭分子结构以及新的脱氧方法在煤炭液化中的应用。     

超声波处理对高灰氧化炼焦煤泥浮选的影响

为了充分回收利用稀缺的炼焦煤资源,研究了超声波预处理对某高灰氧化炼焦煤泥浮选效果的影响。通过粒度分析比较了超声波处理对煤泥粒度的影响;利用接触角测量仪、扫描电镜(SEM)以及X射线光电子能谱仪(XPS)分析了超声波处理对煤泥分散特性及表面特性的影响。分析表明:超声处理对煤泥具有一定的破碎作用,促进了矸石从煤上解离,并且可以降低高灰颗粒对煤粒表面的罩盖,有助于提高浮选的选择性;经超声处理后,煤泥颗粒表面的疏水性官能团C-H、C-C含量增加,亲水性官能团C-O、C-O-H和C=O、O=C-O含量都有所减少。     

低温空气等离子体对石英表面性质的影响

为增加石英与褐煤的可浮性差异,提出了采用低温空气等离子体改性的思路。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)、接触角、浮选试验研究了等离子体处理对石英表面性质、可浮性的影响。SEM结果显示改性后表面形貌变化不大,新生了1~5μm的硅酸盐矿物颗粒;XPS分析表明C—C/C—H含量逐渐降低,C—O含量逐渐增大,C O,COO含量基本不变;接触角及浮选试验结果表明处理1~5 min石英与褐煤接触角差值增大了2.5~3.2倍。单独浮选时处理后石英浮出率基本不变,褐煤浮出率显著降低。混合浮选时,采用等离子体预处理获得了精煤灰分8.32%、产率37.8%的良好指标。等离子体改性显著扩大了石英与褐煤可浮性差异,利用其抑制褐煤反浮选石英是可行的。     

东升庙硫多金属矿床有机质与成矿关系

将东升庙矿床矿井下采得矿石制成薄片后进行电子探针测试,主要关注测试点内元素碳的含量及存在形式。测试结果显示在闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿的矿物本身能检测到含量不等的碳元素,方铅矿中未检测到碳元素,分析其与成矿性质有关。此外,在这些矿物周围的脉石矿物内则检测到了白云石、菱镁矿、铁的碳酸盐化物与氢氧化物的混合物质,元素C多以碳酸盐形式出现。在金属矿物周围交界处及矿物包裹体内检测到有高含碳物质(碳元素含量75%以上),结合矿床本身特性,推测为有机质。通过对测试结果的对比分析,从微观的角度说明有机质与金属矿物存在空间上的密切联系,并参与了成矿过程。     

胜利褐煤热解过程中结构演变及气体生成机理分析

褐煤的热解反应是褐煤利用的重要研究方向之一。为了分析褐煤热解过程中结构演变及气体生成机理,首先将胜利褐煤（SL）在固定床上进行热解制焦,利用800 ℃时SL热解气体生成速率曲线选取半焦终温,同时用气相色谱在线检测其所生成的热解气;其次结合煤焦傅里叶变换红外光谱（FT-IR）的表征进行分析,将半焦的FT-IR分峰拟合计算;最后将计算参数结合热解气生成规律,提出了热解升温过程中各反应阶段生成气体机理和气体生成过程中煤体结构的演变规律。结果表明,SL具有羟基、脂肪烃、芳环、羰基、醚键等丰富的官能团,热解温度低于350 ℃,胜利褐煤中主要官能团未发生明显变化;350~450 ℃,脂肪族侧链含氧官能团分解,热解温度450 ℃比350 ℃时煤焦中C〖CDS1〗O相对含量（C1）降低78%;560~800 ℃,热解反应主要以芳香烷基侧链含氧官能团裂解为主,热解温度800 ℃时煤焦中C-O相对含量（C2）比560 ℃时降低27%;热解温度710~800 ℃时,煤热解以缩聚反应为主,热解温度800 ℃煤焦中芳香稠和度（D2）比710 ℃时升高65%。对4种热解气生成过程进行研究分析,CO2主要来源于中低温区煤中不同结构的羧基官能团分解;高温区生成CO,来源于煤中酚类、醚类、含氧杂环等结构的分解;CH4主要由芳环侧链的甲基、亚甲基或连接芳环结构亚甲基的分解;高温区产生的约60%H2主要来自于煤中芳香结构的缩聚反应。     

酸处理对蒙东褐煤结构的影响

为探究褐煤吸附处理有机废水中酸处理对煤质特性的影响,以蒙东褐煤为研究对象,采用了不同浓度的盐酸、硝酸溶液对煤样进行处理,并利用全自动氮气吸附仪(BET)、电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)对原煤及酸处理煤进行了结构表征,分析了酸处理前后褐煤的孔结构、表面官能团以及表面形貌三方面的变化规律。结果表明随着酸浓度的提高褐煤比表面积、总孔容先稍有增加,随后逐渐降低;较高浓度盐酸处理煤平均孔径相较原煤有所增大,而硝酸处理煤平均孔径普遍有所减小。酸处理后的褐煤,C—C与C—O基团所占比例减少,C=O基团则增加,且硝酸处理变化更为明显。室温酸处理使褐煤的粒径均一性得到改善,褶皱有所减少,在一定程度上改变了煤的物理化学结构,且硝酸较盐酸作用更为明显。     

生物质柴油对朔州低阶煤的浮选研究

为了探索生物质柴油捕收剂对朔州低阶煤的浮选效果,在实验室自制反应装置上进行了响应面浮选实验.借助Zeta电位、润湿热、FTIR和XPS表征分析了生物质柴油对低阶煤浮选前后物理结构及表面官能团的影响.结果 表明:精煤可燃体回收率随着生物质柴油捕收剂添加量增大而增大,随起泡剂和超声波频率的增大而先增大后减小;响应面模型预测的精煤可燃体回收率最大值为64.14％;实验值为64.12％(灰分10.57％);生物质柴油使煤的Zeta电位和润湿热降低,煤的可浮性增大;生物质柴油处理煤样的-C=O和C-O振动强度比原煤样降低,其中C-O、C=O和COO-含量比原煤泥分别降低了11.15％、10.21％和2.32％.     

长焰煤表面性质及其对可浮性的影响

以长焰煤为研究对象,采用傅立叶红外光谱分析、XPS分析、电位仪检测、比表面积自动测定仪检测煤样的表面性质,发现长焰煤中氧元素的相对含量高达28.04%,存在于C—O、CO和COO—亲水基团中的C占长焰煤C元素总量的43.26%,且孔隙发达,比表面积达2.650 9 m2/g,说明长焰煤疏水性较差,不易浮选;通过分析五种不同捕收剂的红外光谱图,发现含有一定数量—OH、CO不饱和键基团的捕收剂能够与低阶煤表面的含氧基团发生弱氢键结合,携带捕收剂中非极性烃类C—C、C—H长链基团吸附在低阶煤表面,从而增强低阶煤表面疏水性;由浮选药剂与低阶煤作用前后煤颗粒XPS能谱的变化情况推断,浮选药剂在低阶煤表面的吸附属于物理吸附;最后提出了应当根据低阶煤的表面性质有针对性地研发浮选药剂的建议。