神府煤選擇性破碎機(jī)理及其煤巖組分分離富集研究.pdf

1、隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化調(diào)整，煤炭清潔高效、低碳化利用受到高度重視。煤炭分質(zhì)利用是實(shí)現(xiàn)煤炭高效清潔轉(zhuǎn)化利用的重要途徑。目前，煤炭的分質(zhì)利用僅限于低變質(zhì)煤的熱解多聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)化，從煤巖煤質(zhì)方面，開(kāi)展煤炭分質(zhì)利用的研究仍十分鮮見(jiàn)。侏羅紀(jì)低變質(zhì)煙煤富含惰質(zhì)組，嚴(yán)重制約了其高效轉(zhuǎn)化利用。解決這一問(wèn)題的核心是闡明有關(guān)煤巖組分分選規(guī)律。因此，高惰質(zhì)組侏羅紀(jì)煤的煤巖分選規(guī)律及相關(guān)技術(shù)研究對(duì)于實(shí)現(xiàn)煤炭高效清潔轉(zhuǎn)化利用不僅具有重要的理論指導(dǎo)意義，而且有著良好

2、的發(fā)展前景。
　　神府煤是侏羅紀(jì)煤的典型代表。因此，本文以神木王家溝煤（以下簡(jiǎn)稱神府煤）為研究對(duì)象，采用光學(xué)顯微鏡、紅外光譜、低溫氮?dú)馕降妊芯糠椒?，系統(tǒng)研究了神府煤煤巖組分的嵌布特征，不同煤巖組分的可磨性、潤(rùn)濕性、表面結(jié)構(gòu)，建立了煤巖組分界面相互作用模型；系統(tǒng)研究了煤巖組分選擇性破碎機(jī)理；并進(jìn)一步研究了煤巖組分重介旋流分選、浮選分離富集的規(guī)律。
　　（1）鏡煤的灰分低于絲炭，絲炭的全硫含量是鏡煤兩倍。鏡質(zhì)組中含有較多的烷基

3、側(cè)鏈及-NH2、-NH-等陽(yáng)離子型基團(tuán)，惰質(zhì)組含有較多的芳香結(jié)構(gòu)單及含氧官能團(tuán)，不同煤巖組分的界面作用主要以范德華力作用和氫鍵鍵合為主。惰質(zhì)組富含中到大孔，表面積遠(yuǎn)大于鏡質(zhì)組。
　?。?）惰質(zhì)組顯微硬度和哈氏可磨性指數(shù)都明顯高于鏡質(zhì)組。鏡煤和絲炭的初始接觸角差異不大，但絲炭的平衡接觸角遠(yuǎn)小于鏡煤，水分在絲炭表面的擴(kuò)散滲透性能較強(qiáng)，具有較高的潤(rùn)濕熱。絲炭與鏡煤的疏水性差異較大。
　?。?）研究發(fā)現(xiàn)，隨著粒度級(jí)的減小，煤巖組分解

4、離度不斷提高。當(dāng)破碎粒度級(jí)為0.075~0.045mm時(shí)，煤巖組分的解離度可達(dá)到92.3％。探討了圓盤(pán)粉碎、微波輔助球磨、沖擊粉碎和氣流粉碎過(guò)程中不同粒度級(jí)煤炭組分的分布規(guī)律，比較了不同粉碎作用力與煤巖組分解離度的關(guān)系，建立了煤巖組分選擇性破碎模型及其機(jī)理。氣流粉碎對(duì)煤巖組分的選擇性解離較高。
　　（4）在實(shí)驗(yàn)室重介旋流分選系統(tǒng)上，采用先高密度分選（一次分選）后低密度分選（二次分選）的方式，研究了神府煤1～0.2mm細(xì)粒煤的煤巖組

5、分重介旋流分選規(guī)律。在旋流器錐比為0.85、給料壓力0.06MPa、固液比1:4時(shí)，鏡煤中鏡質(zhì)組富集率最大為79.73%。在旋流器錐比為0.65、固液比1:4、給料壓力0.10MPa時(shí)，絲炭中惰質(zhì)組富集率最大為72.50%。
　　（5）重液旋流分選正交實(shí)驗(yàn)表明，鏡煤中鏡質(zhì)組平均回收率達(dá)到92.17%，絲炭中惰質(zhì)組平均回收率達(dá)到39.49%，礦物質(zhì)煤中礦物質(zhì)回收率達(dá)到76.78%。重液旋流分選模擬分析表明，通過(guò)重液旋流方法可實(shí)現(xiàn)煤巖

6、組分的連續(xù)化分離富集。
　　（6）在單槽浮選機(jī)上，研究了礦漿pH值和表面改性劑等因素對(duì)煤巖組分電動(dòng)電位的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了煤巖組分表面改性與捕收劑的匹配原則，通過(guò)優(yōu)化得到了浮選法分離富集煤巖組分的最佳工藝參數(shù)。
　?。?）當(dāng)氯化鋁用量為154mg/L，十二烷基三甲基溴化銨用量為100 mg/L，礦漿濃度為100g/L，仲辛醇用量為120g/t，充氣量為0.30m3/(m2?min)，接觸時(shí)間為3.5min，葉輪轉(zhuǎn)速1800r/