低阶煤煤岩组分解离特性及强化重力分选研究

摘要

低阶煤在我国储量大，且其具有液化用煤的特征即“低灰、低硫、高挥发分、氢含量较高和化学反应性好”。镜质组是煤制油的活性组分，活性组分占比越大，液化后产物油收率越高。探索煤岩组分组之间解离特性，并加以分选富集，对低阶煤高效利用意义重大。 本课题研究了神华低阶煤解离特性，并利用Falcon分选机能产生高达300G离心力强化煤岩组分间低密度差异这一特点进行煤岩组分分选富集试验。 本论文以神华低阶烟煤为研究对象，其灰分为9.26%、硫分为0.33%、挥发分为 37.60%、氢碳原子比为 0.71。显微组分组以镜质组、惰质组为主，镜质组含量为41.88%，惰质组含量为50.63%。其中镜质组以基质镜质体为主，惰质组以半丝质体为主，壳质组多以小孢子体存在，矿物质以粘土类和黄铁矿为主。 原煤经手选富集后，镜质组富集物中镜质组含量比原煤提高了 30.06%，惰质组富集物中惰质组含量比原煤提高了 13.50%。煤岩组分经筛选后镜质组在0.125-0.074mm这一粒级时含量最高，惰质组在-0.045mm含量为69.88%。镜质组易碎成小块富集在较粗粒级，惰质组易富集在细粒级中。重液离心能富集纯度很高的镜质组和惰质组，镜质组易富集在低密度级中，惰质组则易富集在相对较高的密度级中。 煤样经棒磨、球磨后都有降灰作用。随着磨矿时间的增加磨矿产品中-1.35 g.cm-3密度级产率都呈先增加后降低趋势，镜质组含量在棒磨10min时达到最大为75.83%，相应的在球磨15min时达到最高为76.22%。在同一磨矿细度下对比分析棒磨、球磨效果，棒磨的选择性磨矿效果要优于球磨，且棒磨10min时，煤岩组分解离效果较好。 进行转动频率、给料速度、反冲水压单因素试验。以镜质组富集比、镜质组回收率为评价指标，得到了各因素条件下分选规律。设计正交试验考察因素间交互作用，建立因素与响应值之间的模型。镜质组回收率作为响应值时，给料速度对镜质组回收率影响不显著，模型拟合过程中被剔除，转动频率和反冲水压之间存在交互作用，且转动频率对镜质组回收率的影响要大于反冲水压。镜质组富集比作为评价指标时，最终推荐模型为Quadratic模型，其中转动频率和给料速度存在交互作用，其中转动频率对镜质组富集比的响应优于反冲水压和给料速度。对试验条件进行优化，设置镜质组富集比目标值为1.2，镜质组回收率越大越好，得到最佳分选条件组合：转动频率30Hz、反冲水压0.03MPa、给料速度15ml/s。

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