神府煤煤巖組分的改性及其可浮性研究.pdf

1、本論文旨在通過(guò)煤巖組分表面改性以提高煤巖組分的浮選分離效果。探討了微波球磨對(duì)煤巖組分破碎和解離的影響；研究了微波作用下氫氣和甲烷氣氛，以及紫外光作用下有機(jī)小分子對(duì)煤巖組分表面的改性作用。分析了表面性質(zhì)變化對(duì)煤巖組分可浮性差異的影響，為煤巖組分分離技術(shù)的發(fā)展提供重要的數(shù)據(jù)和指導(dǎo)。
　　 以神府煤為研究對(duì)象，利用微波攪拌球磨機(jī)，結(jié)合浮沉試驗(yàn)研究了微波和機(jī)械力化學(xué)聯(lián)合處理對(duì)神府煤浮沉性能的影響。探討了處理時(shí)間和處理方式(微波處理，攪拌

2、研磨和微波-機(jī)械力化聯(lián)合處理)對(duì)神府煤粒度分布和浮沉性能的影響。分析了粒度分布和浮沉試驗(yàn)的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明，微波-力化學(xué)聯(lián)合處理對(duì)神府煤粒度分布和浮沉性能有明顯影響。隨著球磨過(guò)程中微波處理時(shí)間的延長(zhǎng)，細(xì)粒級(jí)煤收率增加；篩分后粗粒級(jí)煤中重組分煤含量較大，而細(xì)粒級(jí)煤中輕組分含量相對(duì)較高，表明煤巖組分在磨礦和篩分過(guò)程中有差異富集現(xiàn)象；浮沉實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明相同組成、同一粒度、不同微波處理時(shí)間的煤樣浮沉結(jié)果不同，揭示了微波在磨礦過(guò)程中對(duì)煤巖組分解

3、離的促進(jìn)作用。
　　 進(jìn)一步探討了磨礦方式和藥劑種類對(duì)浮選效果的影響。結(jié)果顯示，當(dāng)微波輻射時(shí)間為2min時(shí)，浮物的收率最小，沉物的收率最大，且鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組的富集率最高，分別為92.57[％]和57.74[％]。采用陽(yáng)離子型藥劑，當(dāng)pH=7時(shí)，浮物鏡質(zhì)組富集率和沉物惰質(zhì)組富集率相對(duì)較高，分別為85.04[％]和47.34[％]。而采用非離子型藥劑浮選后，由于礦粒表面的電性對(duì)捕收劑影響較小，致使回收率和顯微組分富集率受礦漿pH的影

4、響較小。
　　 在微波作用下，采用氫氣和甲烷氣氛下微波處理對(duì)神府煤表面進(jìn)行改性，通過(guò)浮選分離富集煤巖單組分。結(jié)果表明，氫氣氣氛下微波處理1min時(shí)鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組富集率最高，分別為92.71[％]和54.35[％]；甲烷氣氛下微波處理5min時(shí)鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組富集率最高，分別為89.98[％]和52.99[％]。進(jìn)一步用該方法對(duì)手選絲炭(SFF)和鏡煤(SFV)進(jìn)行了表面改性研究，分析表征了改性前后接觸角和zeta電位的變化。研究發(fā)

5、現(xiàn)，隨著微波處理時(shí)間的延長(zhǎng)，SFF和SFV表面接觸角和表面電位出現(xiàn)明顯變化，氫氣氣氛下微波處理1min后SFF和SFV的pzc(表面零電點(diǎn))值差異最大，而甲烷氣氛下微波處理2min時(shí)差異最大。當(dāng)改性后的SFF和SFV潤(rùn)濕性差異增大時(shí)，浮選分離后鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組富集率增加。上述結(jié)果表明，微波作用下，用氫氣或甲烷氣氛對(duì)顯微組分進(jìn)行表面改性是提高顯微組分表面性質(zhì)差異及浮選法分離煤巖組分效率的有效途徑。
　　 設(shè)計(jì)了一種光催化反應(yīng)器，研究

6、在光催化下有機(jī)小分子對(duì)不同煤巖組分表面改性的作用，探尋增大煤巖組分潤(rùn)濕性差異的新方法。通過(guò)氮?dú)鈹y帶有機(jī)小分子，并在紫外光的照射下與不同煤巖組分進(jìn)行反應(yīng)，分析改性前后其潤(rùn)濕性的變化。結(jié)果表明，光催化有機(jī)小分子改性可以明顯提高絲炭和鏡煤的表面潤(rùn)濕性差異。
　　 FTIR分析顯示，微波改性和光催化改性過(guò)程中煤巖組分官能團(tuán)如-OH、NH2、-NH、-COOH以及取代芳烴的C=C都有不同程度的變化，且與處理方式和處理時(shí)間有關(guān)。XPS分析表