煤的表面氧化過程與氧化煤表面處理強化浮選研究

《煤的表面氧化過程與氧化煤表面處理強化浮選研究》是依託中國礦業大學，由王羽玲擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：煤的表面氧化過程與氧化煤表面處理強化浮選研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王羽玲
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

煤粒表面在空氣中緩慢氧化（風化）形成的官能團以及表面形貌的變化對以表面特性差異為基礎的浮選作業有著顯著影響。以關注中間產物為特點，以主焦煤和優質無煙煤為主要對象，本項目擬綜合利用環境掃描電子顯微鏡(ESM)、原子力顯微鏡（AFM），以及紅外光譜分析和X射線光電子能譜分析(XPS)等手段，研究煤粒在風化過程中產生自由基、含氧官能團，以及吸附離子情況；研究煤粒風化過程中表面形貌的變化和顆粒崩解機理；通過電動電位測定、接觸角測定和實驗室浮選試驗，揭示表面氧化作用對可浮性的影響規律；探索界面化學方法和顆粒表面拋光去除氧化層等措施對氧化煤可浮性的強化作用。作為沉積岩，即使在顯微視界內也沒有完全相同的可比表面，影響了分析結果的可比性。為此，本項目採用圖像追蹤定位方法，在較大的時間跨距內對特定顯微區域進行持續多次測定，跟蹤其由表面開始的氧化直至崩解歷程，為氧化煤的分選加工研究提供理論基礎。

結題摘要

室外風吹、日曬、雨淋作用對煤粒常溫緩慢氧化有著顯著的影響。與新鮮表面相比，風化煤表面親水性的酚羥基-OH和羧基-COOH含量明顯增大，而疏水性的脂肪烴和芳香烴含量相應減小。接觸角減小，可浮性降低。煤粒表面各質點之間在風化過程中變化很不均勻，形成大量蝕坑、空洞和裂紋。風化煤內部隨著深度的增加，受到氧化的程度逐漸減小。與常規研磨相比，採用高濃度懸浮液大剪下運動產生的表面打磨作用，可以以煤粒粒度輕度減小為代價，暴露出更多的新鮮表面，顯著提高浮選精煤回收率。拋光後的氧化煤採用新研發的清洗型旋流器分級，粗粒級採用氧化柴油為捕收劑可以進一步提高浮選效果，微細粒級可以採用選擇性絮凝方法進行分離。本課題揭示了煤的表面氧化過程、氧化煤表面微觀形貌和不同深度的氧化產物，為氧化煤的分離處理和後續利用奠定了基礎。課題探索了氧化煤表面拋光預處理的物理和化學效應，及氧化煤浮選過程強化措施，為解決選煤廠階段性入洗氧化煤影響選煤生產問題提供了理論基礎和可行性方案。