低阶煤表面性质研究与浮选药剂的筛选

摘要

煤炭是我国的重要能源，我国国民经济发展很快，其对能源的需求也日益增大，大量的中高等变质程度的煤炭被开发利用，其存储量越来越少，而储量大、埋藏浅、易开采的低阶煤尚未得到很好地开发利用。选煤是促进煤炭清洁高效利用最经济有效途径之一，面对环境问题的巨大压力，低阶煤的深度洗选加工已经迫在眉睫。处理和利用细粒煤泥最有效的方法之一是浮选。由于在低阶煤的表面有较多的含氧官能团、疏水性差、孔隙率和比表面积较高，常规的浮选技术还不能够较好地应用于低阶煤浮选，低阶煤浮选技术是大力提高动力煤洗选比率的瓶颈。研究低阶煤表面性质，开发有效浮选药剂来增强低阶煤表面疏水性，进而攻克低阶煤浮选难题，是煤炭产业的迫切需求，是煤泥浮选技术领域的发展方向。本文以低阶煤中的长焰煤和不粘煤为研究对象，并将中等变质程度的气煤为对照物，对低阶煤表面性质和适于低阶煤浮选的药剂进行了初步研究。
　　首先，将选取的三种煤样进行破碎，再通过0.5mm筛分，取筛下的-0.5mm煤粉作为试样。然后，对煤样进行与浮选过程有关的物理化学性质研究。最后，用五种捕收剂分别浮选三种煤样，比较其浮选效果，筛选相对较好的浮选药剂。通过检查低阶煤浮选前后煤颗粒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。依据分峰拟合结果，将各个基团的相对含量变化计算出来，发现在浮选过程中，是捕收剂的含氧基团和低阶煤表面的含氧基团发生键合作用，使得捕收剂覆盖在煤颗粒表面，实现精煤颗粒上浮。
　　本文通过研究低阶煤表面性质，探索了浮选药剂与低阶煤表面的吸附作用机理，为进一步研究适用于低阶煤的浮选药剂奠定了一定的理论基础和试验数据，对推动低阶煤浮选技术进步具有一些促进作用。

目录

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摘要

1 绪论

1．1 提高动力煤入选比例是促进煤炭清洁高效利用的重点任务

1．2 低阶煤浮选技术是大力提高煤炭洗选比例的瓶颈

1．3 浮选概述

1．4 煤中含氧官能团的种类与测定方法

1．4．1 煤中含氧官能团的种类

1．4．2 煤中含氧官能团的测定方法

1．5 浮选药剂

1．5．1 浮选药剂的种类

1．5．2 浮选药剂的作用

1．5．3 浮选药剂的配制方法

1．6 低阶煤浮选研究现状

1．7 本论文研究内容

1．7．1 研究背景

1．7．2 主要研究内容和方法

2 低阶煤表面特性分析

2．1 取样与制样

2．2 煤样特性分析

2．2．1 煤样红外光谱分析

2．2．2 XPS分析

2．3 煤样密度组成分析

2．4 煤样粒度组成分析

2．5 煤样的zeta电位分析

2．6 煤样的比表面积和孔隙率分析

2．7 本章小结

3 捕收剂的性质及其对低阶煤浮选的影响

3．1 试验准备

3．1．1 试验煤样准备

3．1．2 试验设备准备

3．1．3 试验药剂准备

3．2 药剂用量探索

3．3 五种捕收剂浮选效果对比

3．4 五种捕收剂的性质及其与低阶煤表面作用分析

3．5 本章小结

4 低阶煤浮选条件试验与结果分析

4．1 调浆搅拌时间条件试验

4．2 搅拌强度条件试验

4．3 pH值条件试验

4．4 本章小结

5 低阶煤表面疏水化改质机理探讨

5．1 浮选速度试验

5．2 pH值对浮选的影响

5．3 足量加药时低阶煤的浮选效果

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

参考文献

致谢