氧化煤中腐植酸提取及浮选抑制作用研究

发布时间：2017-10-08 10:47

  本文关键词：氧化煤中腐植酸提取及浮选抑制作用研究

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【摘要】：随着采煤进程的加快,国内优质煤资源越来越少,同时,全国范围内出现由于开采和储存方式不当而形成的氧化煤,且储量较大。煤炭一旦受到风化氧化后,其物化性质发生巨大变化,主要表现在煤粒表面原有的天然疏水性下降,致使煤粒的可浮性下降。在实际生产中,氧化煤的浮选回收率极低,给选煤厂的经济效益造成损害,更是造成了煤炭资源的浪费。而煤炭经风化氧化后会有大量的腐植酸产生,腐植酸是大分子有机物,作为浮选调整剂在金属矿的浮选中已得到广泛应用,在煤泥浮选中的应用研究较少。从氧化煤中提取腐植酸,同时将腐植酸应用在煤泥浮选中,对氧化煤的利用、腐植酸的应用拓展、煤泥浮选均有一定意义。本论文以晋城氧化煤为研究对象,进行了腐植酸提取试验,考察了各因素对提取结果的影响,确定了最佳提取方案,进一步探究了腐植酸钠对不同变质程度煤及煤系矿物质的抑制作用,并考察了腐植酸钠在煤泥浮选中的抑制作用,同时初步探索了腐植酸钠在煤泥浮选中的抑制机理,得到以下结论:(1)煤的基本性质:工业分析和腐植酸含量及接触角测定的结果表明原煤灰分较高,固定碳含量偏低,接触角偏低,同时含有大量腐植酸;粒度分析表明原煤中适宜浮选的粒级含量较少,同时存在严重的泥化现象;矿物质分析表明原煤样所含的主要矿物为高岭石、石英、方解石;红外分析结果表明原煤表面含有大量的亲水基团,影响原煤的可浮性;浮选试验结果表明在煤油和仲辛醇药剂制度下,原煤可浮性较差,通过浮选很难实现对其高效利用。(2)腐植酸的提取:氧化煤提取腐植酸最佳工艺条件为NaOH浓度1.5%、固液比1:10、提取时间90min、提取温度80℃、粒度-0.125mm、一次提取;H2O2氧化、浓H2SO4氧化、浮选预处理后,煤中腐植酸含量均有提高,最佳提取方案为原煤提取腐植酸-残煤浓H2SO4氧化-残煤提取腐植酸,获得的腐植酸产率最大,值为45.88%。(3)腐植酸钠对不同变质程度煤及煤系矿物质抑制作用:腐植酸钠可与不同变质程度煤及煤系矿物质发生吸附,降低其可浮性,且煤的变质程度越低,可浮性下降率越大,其中煤系矿物质中方解石可浮性下降率最高,其次是高岭石、石英;腐植酸钠可以做焦煤、气煤浮选时的矿物质抑制剂,可以做褐煤、氧化煤反浮选时煤的抑制剂。(4)腐植酸钠在煤泥浮选中的抑制作用:腐植酸钠能够在气煤浮选中抑制矿物质上浮,在氧化煤反浮选中抑制煤的上浮,进而有助于实现煤与矿物质的有效分离。对于气煤的浮选,添加腐植酸钠降灰提质较通过多次精选降灰提质效果理想,当腐植酸钠用量为900g/t时,浮选效果最佳;对于氧化煤反浮选,腐植酸钠用量2000g/t,十二胺1000g/t时,反浮选效率最高。在最佳药剂用量下,糊精做抑制剂时的浮选效果略高于腐植酸钠,但捕收剂十二胺用量高。腐植酸钠做氧化煤反浮选抑制剂可行,可以代替糊精。
【关键词】：氧化煤 腐植酸 抑制 煤泥浮选
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD94
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.2 氧化煤的研究现状12-17
• 1.2.1 煤的氧化及氧化产物12-15
• 1.2.2 氧化煤的回收利用15-17
• 1.3 腐植酸的提取与利用17-21
• 1.3.1 腐植酸的提取方法17
• 1.3.2 腐植酸的性质17-19
• 1.3.3 腐植酸的利用19-21
• 1.4 研究目标及内容21-23
• 1.4.1 研究目标21
• 1.4.2 研究内容21-23
• 第二章 试验方法及原料性质研究23-41
• 2.1 试验试剂及仪器23-24
• 2.2 试验方案24-27
• 2.2.1 试验步骤24-25
• 2.2.2 试验技术路线25-27
• 2.3 试验方法及评定指标27-34
• 2.3.1 试验方法27-32
• 2.3.2 效果评定指标32-34
• 2.4 原煤性质分析34-39
• 2.4.1 工业分析与腐植酸含量测定34
• 2.4.2 粒度分析34-35
• 2.4.3 接触角分析35
• 2.4.4 矿物质分析35-36
• 2.4.5 红外分析36
• 2.4.6 可浮性研究36-39
• 2.5 本章小结39-41
• 第三章 氧化煤腐植酸提取试验研究41-61
• 3.1 腐植酸的提取41-47
• 3.1.1 固液比对腐植酸产率的影响41-42
• 3.1.2 NaOH浓度对腐植酸产率的影响42-43
• 3.1.3 提取时间对腐植酸产率的影响43
• 3.1.4 提取温度对腐植酸产率的影响43-44
• 3.1.5 粒度对腐植酸产率的影响44-46
• 3.1.6 提取方式对腐植酸产率的影响46-47
• 3.2 预处理对腐植酸含量的影响47-56
• 3.2.1 H_2O_2氧化对腐植酸含量的影响47-49
• 3.2.2 浓H_2SO_4氧化对腐植酸含量的影响49-51
• 3.2.3 浮选对腐植酸含量的影响51-56
• 3.3 综合分析56-58
• 3.4 本章小结58-61
• 第四章 腐植酸钠对煤及其矿物质抑制规律61-75
• 4.1 样品制备与分析61-63
• 4.2 腐植酸性质分析63-64
• 4.2.1 腐植酸的工业分析63-64
• 4.2.2 腐植酸的红外分析64
• 4.3 改性试验64-70
• 4.3.1 腐植酸钠对不同变质程度煤的抑制64-67
• 4.3.2 腐植酸钠对不同矿物质的抑制67-70
• 4.4 综合分析70-72
• 4.5 本章小结72-75
• 第五章 腐植酸钠在煤泥浮选中的抑制作用75-93
• 5.1 腐植酸钠在气煤浮选中的抑制作用75-83
• 5.1.1 煤样分析75-76
• 5.1.2 药剂最佳用量探索76-78
• 5.1.3 分步释放试验78-79
• 5.1.4 腐植酸钠作抑制剂浮选试验79-81
• 5.1.5 浮选产品X射线衍射分析81-83
• 5.2 腐植酸钠在氧化煤浮选中的抑制作用83-88
• 5.2.1 抑制剂红外分析83
• 5.2.2 糊精作抑制剂反浮选83-85
• 5.2.3 腐植酸钠作抑制剂反浮选85-87
• 5.2.4 综合分析87-88
• 5.3 机理探索88-91
• 5.3.1 浮选产品改性前后红外光谱分析89
• 5.3.2 改性产品可浮性分析89-91
• 5.4 本章小结91-93
• 第六章 结论与展望93-95
• 6.1 结论93-94
• 6.2 展望94-95
• 参考文献95-101
• 致谢101-103
• 攻读学位期间发表的学术论文103

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