浮选尾煤性质及活性研究
发布时间：2020-03-01 16:14
【摘要】：不论是在资源储量方面还是在资源消耗方面，我国都属于典型的煤炭大国。自从改革开放以来，随着先进技术的引进及开发，采煤工艺已经得到了很快的发展，煤炭产量也大幅增加；同时选煤厂在进行工艺改造及调整后，精煤产率和质量也得到了很好的保证。然而，在我们大力发展煤炭产业链的同时，煤矸石、尾煤等一些传统意义上的废物却对环境产生了很大的破坏作用。目前我国煤矸石利用的主要途径有矸石地下充填、制作建筑材料、提取化工原料等，所利用的煤矸石、选煤厂尾煤也只是其中很小的一部分。 针对煤矸石的研究课题在国内已经获得了很可观的成果，然而选煤厂在针对处理分选原煤所剩下的那部分细粒尾煤的利用状况却不容乐观。首先，国内很多选煤厂的管理者并没有足够重视该部分资源的利用，在很多情况下将它混入产品煤中出售，或者直接将之全部排放到尾矿山中；其次，国内乃至国际上对选煤厂产生的细粒尾煤研究也比较浅显，很多初期的研究成果并没有应用到实际生产中。 本文主要针对选煤厂进行浮选后的尾煤进行性质研究及实际应用的探索。选用了霍州李雅庄选煤厂的浮选尾煤作为试验煤样，主要探究了该尾煤样品的主要化学成分，，以及其中活性SiO2和活性Al2O3的含量，并且在此基础上研究了不同加热温度、加热时间、粒度组成、化学改性等条件下的活性物质含量变化规律根据（此处所指的活性SiO2和活性Al2O3是在溶液中能够与其他物质参与反应的那部分SiO2及Al2O3，因此活性物质含量是一种相对概念，只能在对比试验中进行分析研究）。有关文献资料显示，这两种物质的含量决定了煤矸石的利用价值和利用途径，同理我们推测这两种物质的含量对选煤厂的尾煤利用也是至关重要的一点；随后研究了在尾煤利用技术中很关键的问题——尾煤Zeta电位，因为颗粒的Zeta电位值大小决定了尾煤与其他物质混合的难易程度。根据相关试验，我们得到了以下几点结论： 1、浮选尾煤经600～800℃煅烧处理之后活性物质含量明显增加。本试验的热处理最佳温度是750℃左右，煅烧时间为3个小时。 2、当活化温度为700℃，煅烧时间为0.5h左右，PH为7，水的硬度为150mg/L时尾煤的Zeta电位绝对值最大，也即分散性越好，更适合与其他物料混合。 3、当使用CaSO4、CaO混合药剂还改性尾煤时，可以获的更好的试验效果。最佳的试验条件为：煤样与CaSO4、CaO的质量比为20:1:1-20:1:2的范围内，且煅烧温度为750℃，煅烧时间为3.5h。
【图文】：
太 原理 工 大 学硕 士研 究生 学位 论文 晶 体 持 续 减 少 ， 在 图 像 上 就 表 现 为 波 峰 面 积 变 小[4 8] 。 从 煅 烧 6 h 尾 煤 试 样 的 XR D 谱 图可以 看 出， 原 高岭 石 中 Al 2O3晶体 衍 射峰 处 峰值 存 在明 显 的升 高 趋 势， 使 得无 定 型、 非 晶 状 态 的 Al 2O3晶 体 含 量 减 少 ， 这 是 因 为 无 定 形 的 S i O2及 Al 2O3重 新 结 合 生 成 莫 来 石晶体 ， 使得 尾 煤产 品 活 性降 低 [ 8 7] 。
图 6 -2 不 同煅 烧 温 度 条 件下 的尾 煤 X R D 谱 图Fi g . 6 -2 Ta i l i n gs X RD s p e c tr a u n d e r d if f e re n t c a lc in a ti o n te m p e ra tu re 分析 XR D 谱图 ( 图 6 -2 ) 可知 ， 对比 煅 烧温 度 为 3 00 ℃ 的活 化 尾 煤 与煅 烧 温度 为 70 0 ℃ 的活 化尾 煤 的波 峰 ， 可 以很 明 显 的 看到 ， 当 煅烧 温 度达 到 70 0℃ 时， 浮 选尾 煤煤 灰 中 的 Al 2O3晶体 数量 明 显变 少 。这 主要 是 由于 高岭 石 中的 (- O H )被 部 分 脱出 ；使得 晶体 的 (0 0 1 ) 晶 面 结 构 遭 到 破 坏 ， 高 岭 石 发 生 相 应 的 反 应 转 变 为 偏 高 岭 石 。 而 且 ， 在 煅 烧 温 度 达 到70 0℃ 之 前 ， 高 岭 石 中 (0 2 0 ) 晶 面 的 剩 余 结 构 水 进 还 会 被 进 一 步 地 脱 除 ， 造 成 Al 2O3晶 体量持 续 减少 。 而 在 8 00 ℃ 煅烧 样 的衍 射 谱图 中 ，A l 2O3晶体 的 各 衍射 峰 与 70 0 ℃ 时相 比 没 有明 显变 化 ，这 是 因为 矸石 中 矿 物 结构 进 入 了相 对 稳定 存在 的 温度 范围 。 从 9 50 ℃ 煅 烧 样 的 XR D 谱 图 可 以 看出 ， 原高 岭石 中 Al 2O3晶 体衍 射 峰处 峰 值 存 在 明 显 的 升 高趋 势 ，使得 无 定型 、 非 晶状 态 的 Al 2O3晶体 含 量减 少 ，这 主要 是因 为矸 石 中的 无 定形 的 S i O2及Al 2O3重新 结 合生 成 莫来 石 晶体 ，使 得 尾煤 产 品活 性 降低 。 S i O2晶体 衍射 峰 随温 度 的 变化 也 可以 从图 6- 2 中看 出。 由 图中 可 见 ，7 0 0℃ 一 80 0 ℃
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD94
本文编号：2584083
【图文】：
太 原理 工 大 学硕 士研 究生 学位 论文 晶 体 持 续 减 少 ， 在 图 像 上 就 表 现 为 波 峰 面 积 变 小[4 8] 。 从 煅 烧 6 h 尾 煤 试 样 的 XR D 谱 图可以 看 出， 原 高岭 石 中 Al 2O3晶体 衍 射峰 处 峰值 存 在明 显 的升 高 趋 势， 使 得无 定 型、 非 晶 状 态 的 Al 2O3晶 体 含 量 减 少 ， 这 是 因 为 无 定 形 的 S i O2及 Al 2O3重 新 结 合 生 成 莫 来 石晶体 ， 使得 尾 煤产 品 活 性降 低 [ 8 7] 。
图 6 -2 不 同煅 烧 温 度 条 件下 的尾 煤 X R D 谱 图Fi g . 6 -2 Ta i l i n gs X RD s p e c tr a u n d e r d if f e re n t c a lc in a ti o n te m p e ra tu re 分析 XR D 谱图 ( 图 6 -2 ) 可知 ， 对比 煅 烧温 度 为 3 00 ℃ 的活 化 尾 煤 与煅 烧 温度 为 70 0 ℃ 的活 化尾 煤 的波 峰 ， 可 以很 明 显 的 看到 ， 当 煅烧 温 度达 到 70 0℃ 时， 浮 选尾 煤煤 灰 中 的 Al 2O3晶体 数量 明 显变 少 。这 主要 是 由于 高岭 石 中的 (- O H )被 部 分 脱出 ；使得 晶体 的 (0 0 1 ) 晶 面 结 构 遭 到 破 坏 ， 高 岭 石 发 生 相 应 的 反 应 转 变 为 偏 高 岭 石 。 而 且 ， 在 煅 烧 温 度 达 到70 0℃ 之 前 ， 高 岭 石 中 (0 2 0 ) 晶 面 的 剩 余 结 构 水 进 还 会 被 进 一 步 地 脱 除 ， 造 成 Al 2O3晶 体量持 续 减少 。 而 在 8 00 ℃ 煅烧 样 的衍 射 谱图 中 ，A l 2O3晶体 的 各 衍射 峰 与 70 0 ℃ 时相 比 没 有明 显变 化 ，这 是 因为 矸石 中 矿 物 结构 进 入 了相 对 稳定 存在 的 温度 范围 。 从 9 50 ℃ 煅 烧 样 的 XR D 谱 图 可 以 看出 ， 原高 岭石 中 Al 2O3晶 体衍 射 峰处 峰 值 存 在 明 显 的 升 高趋 势 ，使得 无 定型 、 非 晶状 态 的 Al 2O3晶体 含 量减 少 ，这 主要 是因 为矸 石 中的 无 定形 的 S i O2及Al 2O3重新 结 合生 成 莫来 石 晶体 ，使 得 尾煤 产 品活 性 降低 。 S i O2晶体 衍射 峰 随温 度 的 变化 也 可以 从图 6- 2 中看 出。 由 图中 可 见 ，7 0 0℃ 一 80 0 ℃
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD94
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 付元鹏;浮选尾煤中矿物质及镓元素富集规律的研究[D];太原理工大学;2017年
本文编号：2584083
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