低温等离子体强化低阶煤反浮选脱硫技术研究

发布时间：2020-08-25 15:22

【摘要】：煤炭的清洁利用是协调资源利用和环境可持续发展的关键,低阶煤在我国煤炭资源储量中占有重要地位,现有细粒低阶煤提质利用方法基本为强化浮选,但存在药剂量大、脱硫效果不理想等问题,研究新的低阶煤分选工艺意义重大。本论文以神东矿区布尔台矿低阶煤泥为研究对象,进行以低温等离子体处理为主的强化反浮选脱硫技术研究。通过纯煤和黄铁矿的单矿物浮选试验以及两者的人工混合矿物浮选试验,研究低温等离子体与抑制剂对纯矿物浮选行为的影响;结合接触角、扫描电镜、能谱分析、X射线光电子能谱分析等手段,研究低温等离子体对矿物表面的作用机理;以神东矿区低阶煤泥作为实际矿物进行浮选试验,初步提出以低温等离子体处理为主的强化反浮选脱硫工艺。纯矿物浮选试验结果表明,通过低温等离子体处理可以达到纯煤与黄铁矿浮选分离的目的。低温等离子体处理2分钟时,黄铁矿单矿物浮选回收率为75.82%,纯煤回收率18.21%,差距明显。将纯煤与黄铁矿按9:1的质量比例混合,计算硫分为4.98%,其浮选试验结果显示,低温等离子体处理2分钟后,捕收剂丁基黄药用量为600g/t时浮选效果最好,此时的精煤产率52.28%,硫分降至0.51%,脱硫率达到89.76%。单独使用抑制剂糊精也可以达到反浮选的效果,但脱硫效果远不如低温等离子体。低温等离子体与抑制剂协同抑制试验结果表明,糊精的添加对低温等离子体强化反浮选脱硫效果是起反作用的。对低温等离子体处理前后纯煤与黄铁矿的表面接触角测试结果表明,处理2分钟后两者接触角差值由8.1°增至64.1°。SEM分析结果表明,处理前后纯煤表面形态变化较大,孔隙和沟壑大量增加,表层被明显破坏,而黄铁矿表面变化不大。EDS与XPS的宽扫图谱显示结果基本一致,处理后的纯煤与黄铁矿表面O元素含量均明显增加,且增加幅度接近,纯煤表面的C元素含量逐渐减小,黄铁矿表面S元素含量也明显下降。XPS窄谱分析结果表明,在低温等离子体处理1至4分钟内,纯煤表面快速进入深度氧化状态,大部分C-H键被氧化为亲水性C-O,C=O和O-C=O含氧官能团,亲水性大幅增强。而黄铁矿受氧化程度较慢,表面FeS_2相对含量减小,生成其他化合物包括Fe_2(SO_4)_2和FeSO_4,多硫化物和Fe_2O_3,FeOOH等铁的氧化物,可浮性改变较小。低阶煤泥的实际矿物浮选试验结果表明,一段正浮选脱灰,二段反浮选脱硫这种两段浮选方法取得了较好的浮选效果,这种两段浮选方法的浮选指标相比传统正浮选得到了明显提高。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD94
【图文】：

示意图,反浮选,煤炭,示意图

图 1.1 煤炭反浮选示意图Fig 1.1 Diagram of coal reverse flotation利用的一个决定性的元素，硫在煤中主要有其中只有硫铁矿可以通过物理方法脱除。方法，一段传统浮选，一段浮选精矿进行二

低温等离子体,产生原理

图 1.2 低温等离子体产生原理Fig 1.2 Principle of low temperature plasma.2 低温等离子体产生方式目前低温等离子体的产生方式主要有辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电

原理图,辉光放电,原理,自持放电

图 1.3 辉光放电原理Fig 1.3 Principle of glow discharge晕放电电是气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。在曲率半，由于局部电场强度超过气体的电离场强，使气体发生

【参考文献】