新疆油页岩的物化特性及浮选提质工艺研究

发布时间：2017-10-23 20:13

  本文关键词：新疆油页岩的物化特性及浮选提质工艺研究

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【摘要】：油页岩的高灰分严重制约了油页岩的转化及加工利用。论文旨在研究新疆油页岩的物化性质及有机物的赋存规律,通过正、反浮选的方法对新疆油页岩的浮选提质过程进行研究,提高新疆油页岩的利用价值。本文对新疆油页岩的物理化学基础性质进行了全面分析,包括显微特征、比表面积、密度、可磨性、Zeta电位、润湿角、表面官能团、发热量、含油率、热重等方面,为新疆油页岩的浮选研究奠定了理论基础;其次,揭示了新疆油页岩中有机物的赋存规律,发现油页岩中细粒度级的有机物的分布率较高,粗粒级中有机物的分布率较低,且有机物分布率与粒度级成负相关关系;浮沉试验表明:小于1.7g/cm3密度级油页岩样中质量含量为0.11%,有机物的含量为76.59%;1.7-2.0g/cm3密度级油页岩样中质量分数增大,而有机质含量逐渐减少;2.0-2.2g/cm3密度级油页岩质量分数最大,达到51.41%,有机物的含量为27.54%;大于2.4g/cm3密度级油页岩质量分数为1.40%,有机物含量几乎为零。本文系统研究新疆油页岩的正、反浮选工艺条件,考察了不同因素对浮选效果的影响,得出油页岩正浮选最佳浮选工艺条件:煤油1200g/t,仲辛醇120g/t,矿浆浓度80g/L,叶轮转速1900r/min,单位充气量为0.15m3.m-2.min-1,此时精油页岩产率为24.19%,灰分为75.15%,可燃体回收率为29.60%,浮选完善指数为6.79%;油页岩反浮选最佳浮选工艺条件:十二胺盐酸盐用量0.18g/L,调整剂氯化钙0.06g/L时,反浮选尾矿产率为20.59%,灰分含量为91.54%。经过联合浮选工艺新疆最终的精矿产率为36.94%,灰分为72.47%,可燃体回收率为27.22%,浮选完善指标为16.16%。四川油页岩经联合浮选工艺的精矿灰分含量为14.26%,产率为75.54%,可燃体回收率为64.77%,浮选完善指标为56.16%。新疆油页岩的浮选动力学研究发现:0-40s,浮选速率比较大,且精矿的灰分含量低。40s之后浮选速率趋于稳定,精油页岩的灰分逐渐增高,到180s后整个浮选过程基本结束。新疆油页岩浮选过程更好的符合二级动力学方程,此时方程为ε=ε∞2×kt/(1+ε∞kt),相关系数达0.99,速率常数k为5.89×10-4。新疆油页岩经改性可浮性提高。煤油捕收剂与新疆油页岩的有机组分表面的吸附为物理吸附,十二胺盐酸盐捕收剂与脉石矿物石英的相互作用为静电吸附。
【关键词】：油页岩 物化特性 正浮选 反浮选 动力学
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD923;TD97
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 主要符号表10-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11
• 1.2 研究现状11-17
• 1.2.1 油页岩的特征11-12
• 1.2.2 油页岩的物化性质12-14
• 1.2.3 油页岩的解离粒度特性14
• 1.2.4 油页岩的浮选工艺14-17
• 1.3 本课题研究思路及技术路线17-19
• 1.3.1 研究思路17
• 1.3.2 研究内容17
• 1.3.3 课题研究的主要技术路线17-19
• 2 新疆油页岩的基础物化特性研究19-35
• 2.1 油页岩的矿物学和岩相学基本特征19-23
• 2.1.1 实验仪器与设备19
• 2.1.2 原料19
• 2.1.3 油页岩的显微结构特征19-22
• 2.1.4 油页岩基本物质组成分析22-23
• 2.2 油页岩的基本物理特性分析23-31
• 2.2.1 实验药品23
• 2.2.2 实验主要仪器23-24
• 2.2.3 油页岩样品制备24
• 2.2.4 比表面积分析24-25
• 2.2.5 密度的测定25
• 2.2.6 可磨性分析25-26
• 2.2.7 Zeta电位26-27
• 2.2.8 润湿性（接触角）27-28
• 2.2.9 红外光谱分析28-30
• 2.2.10 油页岩有机质的气相色谱—质谱联用分析30-31
• 2.3 油页岩的基础化学特性研究31-33
• 2.3.1 主要原料31
• 2.3.2 实验主要仪器31
• 2.3.3 油页岩样的制备31
• 2.3.4 新疆油页岩含油率的测试31-32
• 2.3.5 发热值测试32
• 2.3.6 新疆油页岩热重分析32-33
• 2.4 小结33-35
• 3 新疆油页岩中有机物的赋存规律35-41
• 3.1 实验设备、试剂35-36
• 3.1.1 实验仪器与设备35
• 3.1.2 原料与试剂35-36
• 3.2 浮沉实验36
• 3.2.1 比重液的配制36
• 3.2.2 浮沉实验36
• 3.3 筛分实验36-40
• 3.3.1 浮沉实验结果37-38
• 3.3.2 筛分分析结果38-40
• 3.4 小结40-41
• 4 新疆油页岩浮选提质工艺研究41-61
• 4.1 实验仪器与设备41-42
• 4.1.1 原料与试剂41-42
• 4.2 浮选实验指标42-43
• 4.3 油页岩可浮性的评价方法43
• 4.4 浮选实验43-55
• 4.4.1 新疆油页岩单因素浮选实验43-48
• 4.4.2 新疆油页岩浮选正交实验48-50
• 4.4.3 矿浆pH对浮选分离富集的影响50-51
• 4.4.4 磨矿细度试验51-52
• 4.4.5 超声波预处理对新疆油页岩浮选性能的影响研究52-55
• 4.5 新疆油页岩反浮选工艺55-58
• 4.5.1 单因素实验55-57
• 4.5.2 反浮选正交实验57-58
• 4.5.3 联合浮选工艺流程58
• 4.6 四川油页岩的联合浮选试验58-59
• 4.6.1 四川油页岩的性质58-59
• 4.6.2 四川油页岩联合浮选试验结果59
• 4.7 小结59-61
• 5 新疆油页岩浮选动力学研究61-64
• 5.1 新疆油页岩浮选动力学影响因素61
• 5.2 新疆油页岩浮选动力学模型研究61-63
• 5.3 小结63-64
• 6 新疆油页岩浮选药剂作用机理研究64-69
• 6.1 实验过程64
• 6.2 药剂浸泡前后接触角分析64-65
• 6.3 药剂浸泡前后红外光谱分析65-66
• 6.4 新疆油页岩与药剂作用机理分析66-67
• 6.5 小结67-69
• 7 结论69-71
• 7.1 结论69-70
• 7.2 研究展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-77
• 附录77

【参考文献】

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本文编号：1085160