固体热载体半焦浮选试验研究

发布时间：2020-06-10 00:11

【摘要】：随着低变质煤低温热解技术的不断完善,以其气体产物焦炉煤气、液体产物煤焦油为原料进行的分质利用加工技术亦相继成熟,但其固体产物——半焦,由于灰分、硫分较高的特点仅仅被应用在发电、电石生产和硅铁等行业。因此,为了提高半焦品质,更好地实现清洁、高效、多元化利用,本文以固体热载体半焦为研究对象,在其基本特性研究的基础上,首先对其进行单槽浮选试验研究,先后探讨了浮选条件参数、捕收剂种类与用量以及添加不同调整剂等对半焦浮选脱灰效果的影响。之后选用单槽浮选试验中浮选效果较好的捕收剂以及浮选条件参数,利用实验室微型闭路连续浮选机对半焦继续进行浮选脱灰试验研究,通过添加不同类型的表面改性剂以及更改不同浮选流程,最终得到灰分较低的浮选精焦。试验的主要结果如下:(1)通过对样品的红外光谱分析、孔结构分析、矿物组成分析以及可浮性分析得到该样品半焦的可浮性较差,原因有三:1)其表面存在着大量-OH、羧基C=O等含氧官能团以及成灰矿物质的Si-O-Si等亲水性官能团;2)其内部有较多中孔,孔隙结构发达;3)样品中的矿物质主要以亲水性的石英和方解石为主。但根据其密度分析,该样品半焦中低密度物料含量高,且灰分较低,因此有望通过洗选提高品质。(2)在单槽浮选试验研究中,最佳的操作参数条件是矿浆浓度60g/L、搅拌强度1800r/min,充气量0.3m3/h,以此为基础进行捕收剂选择实验,结果发现邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的捕收效果明显优于煤油,且当DOP用量为1200g/t时,可使浮选精焦产率为52.92%,精焦灰分为7.81%,精焦可燃体回收率为56.06%以及浮选完善度为19.38%。(3)通过调整剂选择试验得出无机盐调整剂CaCl2对半焦的浮选效果没有促进作用,而pH调整剂的效果明显,且酸性条件下的浮选效果优于碱性环境。当调节矿浆pH=1,选用DOP作捕收剂时可使单槽浮选试验效果达到最好,此时精焦产率为67.86%、精焦灰分为7.55%、可燃体回收率为74.27%以及浮选完善度为25.48%。(4)在连续浮选试验研究中,选用“一粗一精一扫”开路浮选流程进行表面改性剂选择试验,结果显示非离子表面改性剂曲拉通X-100的浮选效果优于阳离子表面改性现,半焦连续浮选的最佳实验条件为:入料流量为3.72mL/s,煤浆浓度为60g/L,非离子表面改性剂曲拉通X-100的用量为800g/t,捕收剂DOP用量为1000g/t,起泡剂用量为100g/t,搅拌强度1800r/min,充气量0.3m3/h,刮板转速30r/min,使得精焦浮选完善度达到最高,为25.99%。(5)在最佳的连续浮选条件下,通过流程选择实验,发现“一次粗选两次精选”开路浮选流程可进一步提高精焦品质,其灰分可降低至6.37%。
【图文】：

技术路线图,表面改性剂,浮选指标,浮选流程

以矿浆浓度、单位时间入料流量、捕收剂用量为因素，设计单因素实验。判断各因对浮选指标的影响趋势。②表面改性剂对各项浮选指标的影响分别以非离子型曲拉通 X-100，阳离子型十六烷基三甲基溴化铵 CTAB，阴离子型二烷基苯磺酸钠 SDBS 三种表面改性剂作为调整剂，判断各项浮选指标随表面改性剂量增加的变化情况。③最佳浮选条件的确定以单位时间入料流量、捕收剂用量、效果较好的表面改性剂用量为因素，设计三因三水平正交实验，判断各因素对浮选指标的影响程度，并确定出最佳浮选参数。④最佳浮选流程的确定选择“一粗一精一扫”、“一次粗选两次精选”、“一次粗选两次扫选”三种浮选程，且各个流程分别采用开路和中矿返回的闭路实验，判断不同浮选流程对各项浮选标的影响。.5.2 技术路线本论文的技术路线图如图 1.1 所示：

扫描电镜照片,半焦,扫描电镜照片,颗粒

西安科技大学全日制工程硕士学位论文2）在 p/p0值大于 0.7 时，半焦颗粒表面出现较为强烈的毛细吸附凝聚效应，接着相对压力的继续增大，吸附等温线急剧上升，在靠近最高饱和蒸汽压值时吸附速率达到最快，曲线最终表现为倒 S 状，属于Ⅱ类等温线，说明在半焦表面上有由小孔至大孔的连续孔径分布特征，并伴随着多层吸附。3）脱附等温线比吸附等温线高，且不重合，说明 N2不能够脱附出具有Ⅳ类等温线的特征，说明在半焦颗粒内有“墨水瓶”[61]状孔隙或比较复杂的网络状结构[62]。4）脱附等温线滞后于吸附等温线的，即可能该阶段出现吸附回滞环。由表 2.8 和图 2.5 可以看出：半焦的比表面积较大，孔隙结构多分布在低于 4nm 处，根据(IUPAC)提出的孔径分类标准，说明此半焦中含有大量介孔。（2）扫描电镜分析为了进一步验证半焦的内部结构，利用 JSM-6460LV 电子扫描电镜对半焦表面进行检测，，其测试条件为：高真空模式（HV）30.00 k V（SE）；放大倍数分别为 1000 和2000 倍；束斑大小为：3.0。结果如图 2.6。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ523.4

【参考文献】