《低階煤與改性油泡的礦化行為及其浮選過程強化研究》是依託中國礦業大學，由陶秀祥擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低階煤與改性油泡的礦化行為及其浮選過程強化研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陶秀祥
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著我國低階煤產量的急劇增加，採用新的方法突破低階煤浮選的瓶頸問題，具有重要的理論和現實意義。項目針對低階煤可浮性差、浮選藥耗高的問題，從礦化負載氣泡入手，提出一種低階煤油泡浮選新方法，用改性油泡代替普通氣泡，並通過過程強化機制，突破低階煤-油泡碰撞粘著的能壘，實現低階煤高效礦化和有效回收。項目在綜合運用XPS、FT-IR、Raman、TFA等手段進行低階煤表面含氧基團、電性、孔隙結構、吸附性及潤濕性分析基礎上，弄清低階煤表面和可浮性特徵。通過油泡製造方法、改性研究以及性能評價，弄清油泡的表面特性和分散性及泡沫層特性。通過粘附功、液膜厚度和誘導時間等測試分析，低階煤與油泡的礦化行為及界面作用研究，掌握油泡粘著過程中接觸周邊擴展機制，揭示低階煤-油泡礦化機理。通過浮選過程特徵、動力學、能量機制及參數最佳化研究，探索浮選過程強化和降低藥耗方法，找出最佳分選參數，為低階煤浮選工業套用提供理論基礎。
結題摘要
我國低階煤資源十分豐富，採用新的技術途徑突破低階煤浮選的瓶頸問題，具有重要的理論和實際意義。為解決低階煤可浮性差、浮選藥耗高的問題，從煤表面性質入手，以礦化負載氣泡為突破口，圍繞煤與氣/油泡的礦化粘附過程特徵，提出一種低階煤-活性油泡浮選過程強化方法。根據研究計畫，開展了低階煤的表面特性及其親水性能研究，討論了低階煤表面潤濕熱力學行為，建立了表面自由能組分與可浮性關係模型，掌握了低階煤表面水化特徵及其可浮性；進行了油泡性能評價及其在煤表面鋪展行為研究，弄清了油泡改性方法、表面活性劑與油類捕收劑的協同作用關係，利用高速動態分析系統和AFM，解析了氣/油泡在不同粗糙度煤表面TPC形成機制及其鋪展行為；研究了低階煤-改性油泡礦化行為及界面化學機制，闡明了油泡與煤粒碰撞、粘附過程特徵，揭示了改性油泡的礦化機理，並構建了誘導時間與低階煤回收率的關係模型；開展了低階煤氣/油泡浮選過程特徵及其分離過程強化研究，探討了能量輸入對低階煤氣 /油泡浮選指標和浮選動力學行為的影響，弄清了低階煤-油泡碰撞粘附過程的能壘變化特徵，建立了氣/油泡浮選過程中可浮性、礦化能壘與能量輸入的適配機制，初步掌握了低階煤油泡浮選過程強化和調控方法。研究表明，採用2-乙基己醇改性的活性油泡對JY低階煤浮選具有強化作用，在同等條件下，油泡浮選技術比常規浮選可燃體回收率高30-60個百分點；通過活性油泡浮選工藝參數最佳化研究，找到了最優的工藝參數，在該條件下最大可燃體回收率可達95.12%，而噸煤捕收劑消耗由常規浮選50kg降至4.35kg。本項目按計畫完成了全部研究內容，並達到預期目標。發表標註SCI論文14篇，獲發明專利2項。通過本項目的研究，掌握了低階煤的表面特徵及其可浮性行為，弄清了油泡與煤粒碰撞、粘附過程特徵，揭示了改性油泡的礦化機理，並找到了低階煤油泡浮選過程的強化和調控方法。這些研究成果，為低階煤油泡浮選工業套用提供了重要理論依據和技術支撐。
