本文關(guān)鍵詞：低階煤反浮選中粒度效應(yīng)及界面作用研究　出處：《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：煤炭是一種重要能源,而低階煤又在我國(guó)煤炭保有資源儲(chǔ)量中占有重要地位。隨著世界煉焦煤資源日益緊張,提高低階煤的利用率意義重大�，F(xiàn)有細(xì)粒低階煤提質(zhì)利用方法基本為強(qiáng)化浮選,但存在藥劑量大、效果不顯著等問(wèn)題,急切需要新的工藝對(duì)低階煤進(jìn)行分選。本研究將低階煤劣勢(shì)轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢(shì),采用反浮選方法對(duì)低階煤進(jìn)行降灰提質(zhì),探索反浮選中的粒度效應(yīng),研究藥劑在礦物顆粒表面的作用機(jī)制,并提出選擇性絮凝-反浮選方法對(duì)低階煤進(jìn)行脫灰提質(zhì)。論文首先通過(guò)XPS,FTIR,SEM等方法研究了低階煤(次煙煤)的基礎(chǔ)表面物理化學(xué)性質(zhì),發(fā)現(xiàn)次煙煤水分含量較高,表面存在較多含氧官能團(tuán),親水性官能團(tuán)的存在將會(huì)降低次煙煤表面疏水性。次煙煤空間結(jié)構(gòu)比較松散,含有一定的孔隙和溝壑,這將導(dǎo)致較大的孔隙率和比表面積,增加浮選難度。通過(guò)Zeta電位測(cè)試后發(fā)現(xiàn),次煙煤的等電點(diǎn)(pH 3)與煤中主要脈石礦物石英(pH 2)和高嶺石的等電點(diǎn)(p H 1.8)接近,所以當(dāng)選用陽(yáng)離子銨鹽Lilaflot D817M作為捕收劑時(shí),抑制劑的添加很有必要。對(duì)次煙煤傳統(tǒng)浮選試驗(yàn)和反浮選試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)浮選方法藥劑消耗量大,浮選效果差。在次煙煤反浮選的條件優(yōu)化試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)在一定條件下,當(dāng)捕收劑Lilaflot D817M用量為2 kg/t,可得到灰分為8.23%的精煤產(chǎn)品,可燃體回收率為86.87%,分選效率為71.45%。因此,在藥耗量較小的情況下,使用反浮選方法對(duì)低階煤(次煙煤)進(jìn)行分選可得到較好的分選效果。本研究從三個(gè)角度出發(fā)研究次煙煤反浮選中的粒度效應(yīng)。當(dāng)用不同粒度的次煙煤和石英配成人工混合礦進(jìn)行浮選時(shí),發(fā)現(xiàn)只有浮選入料組成為粗顆�；蛑械阮w粒煤和細(xì)顆粒石英時(shí),可以得到很好的反浮選分選效果。通過(guò)對(duì)反浮選產(chǎn)品進(jìn)行粒度篩分及相關(guān)計(jì)算,發(fā)現(xiàn)-74+53μm煤顆粒對(duì)糊精的反應(yīng)效果最好,-104+74μm脈石顆粒有最好的浮選效果。通過(guò)對(duì)比不同浮選入料(去除超細(xì)粒煤和未去除超細(xì)粒煤)的反浮選試驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)超細(xì)粒煤的存在降低了石英的浮選速率和回收率,惡化了反浮選分選效率。通過(guò)總有機(jī)碳分析儀(TOC)測(cè)試礦物吸附藥劑前后溶液中總碳/氮量,計(jì)算礦物對(duì)藥劑的吸附量。結(jié)果發(fā)現(xiàn),次煙煤對(duì)糊精的飽和吸附量相對(duì)石英較高。同時(shí)通過(guò)Zeta電位測(cè)試發(fā)現(xiàn),吸附糊精后的石英和次煙煤,等電點(diǎn)升高,表面負(fù)電位均有所降低。用Washburn動(dòng)態(tài)法測(cè)定礦物吸附藥劑前后表面潤(rùn)濕性的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),被糊精作用后次煙煤表面親水性增強(qiáng),而石英表面親水性稍微減弱。在對(duì)銨鹽Lilaflot D817M的吸附過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)次煙煤對(duì)銨鹽的吸附量始終高于石英,且很難達(dá)到飽和。陽(yáng)離子銨鹽Lilaflot D817M能顯著改變次煙煤和石英表面的動(dòng)電位,使次煙煤和石英等電點(diǎn)顯著增加。被相同濃度的銨鹽作用后,石英表面疏水性的增強(qiáng)程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于次煙煤,說(shuō)明吸附量和表面潤(rùn)濕性改變程度無(wú)直接關(guān)系。為解決超細(xì)粒煤影響反浮選分選效率問(wèn)題,提出選擇性絮凝-反浮選分選方法。被PAM作用后,次煙煤和石英的表觀粒徑均增大,次煙煤顆粒能形成較大絮團(tuán)。但在對(duì)PAM的吸附過(guò)程中,石英的吸附量大于次煙煤。PAM作用后,次煙煤表面親水性增強(qiáng),石英表面親水性稍微減弱。次煙煤和石英吸附PAM后,表面官能團(tuán)發(fā)生了改變。在次煙煤選擇性-絮凝反浮選試驗(yàn)中,糊精的抑制效果較PAM較好,合適的PAM用量以及轉(zhuǎn)速對(duì)選擇性絮凝-反浮選很有必要。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)絮凝劑用量為50 g/t時(shí),可得到精煤灰分為12.50%,相對(duì)常規(guī)反浮選精煤灰分降低1.6個(gè)百分點(diǎn),分選效率從58.39%提高至66.07%。
[Abstract]:Coal is an important energy source, and low rank coal in China's coal reserves occupies an important position. With the reserves of coking coal resources in the world is increasingly tense, improve the utilization of low rank coal was significant. The existing fine low rank coal upgrading method using basic for flotation, but there are large dosage, the effect is not the problem obviously, in urgent need of new technology for separation of low rank coal. In this study, the low rank coal disadvantage into advantage, by reverse flotation method for reducing ash quality of low rank coal, explore the size effect of reverse flotation reagents in the study, the mechanism of mineral particle surface, and puts forward the upgrading of removing ash low rank coal selective flocculation flotation technique. Firstly, through XPS, FTIR, SEM and other methods to study the low rank coal (subbituminous coal) based surface physical and chemical properties, found high bituminous coal moisture content, there are more surface oxygen Officer Can group, hydrophilic functional groups exist will reduce sub bituminous surface hydrophobicity. Subbituminous spatial structure is loose, with some pores and ravines, which will lead to high porosity and specific surface area, increasing the difficulty of flotation by Zeta potential. After the test found that sub bituminous isoelectric point (pH 3) and the main the coal gangue minerals in quartz and kaolinite (pH 2) the isoelectric point (P H 1.8) close, so when using cationic ammonium Lilaflot D817M as collector, it is necessary to add. Inhibitors of subbituminous coal flotation tests and compares the traditional reverse flotation test results, found that the traditional agent consumption flotation method a large amount of poor flotation effect. In the sub bituminous coal reverse flotation condition optimization experiment, it was found that under certain conditions, when the collector dosage is 2 Lilaflot D817M kg/t, can get the ash 8.23% coal product, the combustible recovery rate is 86.87%, sorting Efficiency is 71.45%. therefore, in drug consumption is small, the use of reverse flotation method of low rank coal (subbituminous coal) separation can get good separation effect. This research from the three angles of subbituminous coal reverse flotation in size effect. When the sub bituminous coal with different grain size and quartz with artificial mixed ore flotation, flotation feed composition found only as coarse or medium coal particles and fine particles of quartz, reverse flotation can get a good separation effect. Through sizing and calculation of reverse flotation, found that the best reaction effect of -74+53 m on coal particle cyclodextrin, -104+74 m have the best flotation gangue particles. By comparing the different flotation feed (removal of ultra fine coal and removal of super fine coal) anti flotation experiments, found that ultra fine coal reduces the quartz flotation rate and recovery rate of evil The reverse flotation separation efficiency. The total organic carbon analyzer (TOC) test before and after adsorption chemical carbon / nitrogen in solution, the adsorption amount of minerals on the chemical calculation. The results showed that the saturated adsorption capacity of sub bituminous coal relatively high. At the same time dextrin quartz by measuring Zeta potential is quartz and sub bituminous coal adsorption dextrin, isoelectric point increased, negative surface potential decreased. Determination of variation of surface wettability and mineral adsorption agent using Washburn dynamic method. The study found that after being dextrin sub bituminous surface hydrophilicity enhancement and quartz surface hydrophilicity somewhat diminished. In the process of adsorption of ammonium in Lilaflot D817M the adsorption amount of sub bituminous coal, found on ammonium salt is always higher than that of quartz, and difficult to reach saturation. The cationic ammonium Lilaflot D817M can significantly change the time dynamic potential of bituminous coal and quartz surface, the sub bituminous coal and quartz isoelectric point Increased significantly. By the same concentration of ammonium, enhancement of the surface hydrophobicity of quartz is much larger than the time that bituminous coal, adsorption capacity and surface wettability change degree has no direct relationship. In order to solve the effect of super fine coal reverse flotation separation efficiency, the selective flocculation and reverse flotation separation method. By PAM, time bituminous coal and quartz apparent particle size increased, a bituminous coal particles can form a larger floc. But in the adsorption process of PAM, the adsorption amount of quartz is greater than that of sub bituminous coal after.PAM, sub bituminous surface hydrophilicity enhancement, quartz surface hydrophilicity slightly weakened. Subbituminous coal and quartz adsorption after PAM occurrence the change of surface functional groups. In the selective flocculation flotation test of bituminous coal, the inhibitory effect of dextrin is PAM better, the appropriate amount of PAM and the speed is necessary for selective flocculation flotation. The study found that when flocculating agent In the case of 50 g/t, the ash content of the refined coal is 12.50%, which is 1.6 percentage points lower than that of conventional reverse flotation, and the separation efficiency is increased from 58.39% to 66.07%..

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TD94;TD923

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本文編號(hào)：1402868