【摘要】：煤泥浮選過程中,煤的可浮性與其表面潤濕性質(zhì)密切相關(guān),由于低階煤表面含氧官能團(tuán)多、疏水性差,導(dǎo)致其可浮性差,因此低階煤的表面疏水改性是實現(xiàn)低階煤高效浮選的關(guān)鍵。本文選取內(nèi)蒙古某長焰煤為研究對象,采用柴油和FO復(fù)配藥劑為表面活性劑,對樣品表面進(jìn)行了疏水改性;在此基礎(chǔ)上,采用自制的氣泡-顆粒碰撞粘附系統(tǒng)研究了低階煤改性前后氣泡-煤粒間的碰撞粘附行為,以期從氣泡礦化動力學(xué)角度表征藥劑對低階煤表面的改性效果;最后通過浮選試驗進(jìn)一步對不同藥劑的改性效果進(jìn)行驗證。具體研究內(nèi)容如下:論文首先研究了長焰煤樣品表面的物理和化學(xué)性質(zhì)。該樣品固定碳含量較高,占了50.99%;細(xì)粒級含量高,-0.045mm粒級含量65.11%;通過傅里葉紅外光譜掃描儀(FTIR)、X射線光電子能譜分析儀(XPS)、X射線熒光衍射(XRD)等,對該長焰煤表面化學(xué)組成進(jìn)行了檢測和分析。結(jié)果表明,該樣品表面含有大量的-OH、-COOH等含氧官能團(tuán),表面親水性強(qiáng),可浮性差,雜質(zhì)礦物組成以石英為主。運(yùn)用GC-MS對柴油和FO復(fù)配藥劑進(jìn)行了化學(xué)組分分析,結(jié)果表明:柴油主要由烷烴、烯烴和芳香烴等碳?xì)溟L鏈組成,而FO復(fù)配藥劑的組分中含有大量的含氧基團(tuán),如鄰苯基苯酚等。采用微量熱儀、紅外光譜儀測試了藥劑與煤樣之間的潤濕熱及煤樣改性后含氧官能團(tuán)的變化。結(jié)果表明:FO復(fù)配藥劑與煤樣的潤濕熱較大,而柴油與煤樣的潤濕熱較小;同等改性條件下,經(jīng)FO復(fù)配藥劑改性后,煤樣的含氧官能團(tuán)減少的較多,煤表面更疏水,表明FO復(fù)配藥劑的改性效果好于柴油改性的效果。采用自制的氣-液-固三相接觸測試系統(tǒng)測試氣泡與改性前后煤炭表面的碰撞時間、彈跳次數(shù)、速度大小變化幅度及三相接觸面積。結(jié)果表明:經(jīng)過柴油和FO復(fù)配藥劑改性后,氣泡與煤炭表面的彈跳次數(shù)、碰撞時間均減小,氣泡與煤炭表面碰撞后運(yùn)動速度的變化幅度變大,氣泡與煤樣表面的接觸面積增加,但經(jīng)過FO復(fù)配藥劑改性后的變化幅度更大。分別采用DSA100接觸角測量儀、誘導(dǎo)時間測定儀測量經(jīng)藥劑改性后煤樣的接觸角大小及誘導(dǎo)時間。結(jié)果表明:煤樣表面經(jīng)FO復(fù)配藥劑改性后,相比于柴油,其接觸角變的更大,誘導(dǎo)時間更短。為進(jìn)一步驗證藥劑的改性效果,進(jìn)行了煤泥浮選試驗。結(jié)果表明:相比于柴油,FO煤泥浮選體系的藥劑用量大幅降低,精煤產(chǎn)率提高,且精煤灰分也有降低的趨勢,說明FO復(fù)配藥劑對長焰煤的改性效果明顯優(yōu)于柴油捕收劑。
【圖文】：

圖 2-1 煤樣的 SEM 檢測結(jié)果Figure 2-1 Results of SEM test of coal samples 2-1 可知，煤樣表面粗糙度較大，具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，水分子，導(dǎo)致其更加親水。的化學(xué)性質(zhì)分析（Analysis of Chemical Prope）樣的紅外光譜檢測官能團(tuán)較多，但是影響煤泥浮選主要是其中的含氧官能團(tuán)基。煤表面這三個基團(tuán)含量的多少決定了煤泥浮選難易程所以可以定性分析物質(zhì)分子中的官能團(tuán)，，是因為不同的官率，因而吸收的波長也就不同。表 2-4 為紅外光譜圖中部數(shù)。

碩士學(xué)位論文表 2-4 紅外光譜各吸收峰歸屬Table 2-4 Classification of absorbent peak歸屬 對應(yīng)波數(shù)游離的 -OH 3710~3650分子內(nèi)締合 O-H 3415-CH3反對稱伸縮振動 2960羧基 C=O 伸縮振動 1760~1600-CH31380-C=H- 1310-1110芳香 C-H 伸縮振動 971~710本論文使用德國布魯克公司生產(chǎn)的 VERTEX 80v 型傅立葉變換紅外光長焰煤進(jìn)行了紅外光譜觀測，結(jié)果見圖 2-2。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD94

【參考文獻(xiàn)】

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4 簡闊;傅雪海;王可新;張玉貴;;中國長焰煤物性特征及其煤層氣資源潛力[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2014年09期

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9 周劍林;王永剛;黃鑫;張書;林雄超;;低階煤中含氧官能團(tuán)分布的研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2013年02期

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本文編號：2675429