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煤炭脱硫降灰的超声强化与浮选药剂协同作用机理研究
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2012
  • 中图分类:
    TD923.1
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属于矿物加工学科的基础研究。研究内容包括黄铁矿、矸石与煤之间的赋存特征;超声波作用下黄铁矿、矸石与煤粒的解离规律;超声波对煤粒、黄铁矿表面性质的作用原理,以及超声波对矿浆性质的影响规律;探索新型浮选药剂及脱硫抑制剂;揭示了超声波强化高硫煤浮选的脱硫降灰机理;确定了煤泥浮选过程中超声波与浮选药剂、脱硫抑制剂的协同作用规律;用实际煤样对超声浮选的脱硫降灰机理以及与药剂的协同作用规律进行了验证。1)采取典型高硫煤式样,以煤岩学方法探索煤系黄铁矿和成灰矿物的结构形态及赋存特征;定制超声波处理设备,测定了超声场中不同位置的声强分布规律,设计煤泥超声处理的特制容器;确定了超声波处理的最佳操作参数(超声频率、功率、处理时间)。2)系统地研究超声波对高硫煤颗粒的破碎机理,主要考察超声波对煤粒大小、形状的影响,黄铁矿、矸石与煤粒分离、解离的规律,以及超声波的操作参数、矿浆的浓度对黄铁矿、矸石解离的影响等。从煤岩学的角度揭示煤与黄铁矿、矸石解离的机理。3)研究超声波处理对煤、黄铁矿、矸石表面性质的影响;通过直接测量法、间接测量法研究超声处理前后煤、黄铁矿的接触角,以及与水、煤油的润湿热,确定超声波处理前后矿物表面的疏水性的变化规律;应用现代分析技术研究超声波处理前后煤、黄铁矿、矸石表面官能团、元素含量的变化,从分子学角度解释超声波对矿物表面理化性质的作用机理。4)研究超声波处理对高硫煤矿浆性质的作用原理,研究了超声波处理对矿浆中的氧含量、表面张力、pH值、温度等的影响,分析了这些影响对浮选脱硫降灰的作用,揭示了超声波对高硫煤矿浆性质的作用规律,以及对矿物浮选脱硫降灰的作用原理。5)确定了高硫煤浮选的新型浮选药剂BET,以及适合于煤用的黄铁矿抑制剂,研究在高硫煤浮选中超声波、浮选药剂、脱硫抑制剂之间的作用规律,揭示煤泥浮选中超声波与药剂的协同作用机理。6)利用试验所确定的超声波操作参数、高效浮选药剂以及抑制剂对实际高硫煤样进行脱硫降灰验证性试验。实验结果表明,黄铁矿的脱硫完善度为76.12%,黄铁矿的脱除率为89.28%,两者分别比常规浮选高20.96%、19.15%。上述成果除了能提高煤泥浮选的脱硫降灰效果外,还可用于强化石墨浮选的效果,提高石墨的产品等级,制取超纯石墨,扩大超声波的应用领域,应用前景广阔。该项目的研究成果出版专著二部;在国内外著名学术期刊上发表论文34篇,论文被SCI、EI双收录1篇,被EI收录8篇。
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