低温热解对低阶煤表面疏水性的影响机制及半焦可浮性分析

作     者：牛晨凯 夏文成 NIU Chenkai;XIA Weneheng

作者机构：中国矿业大学化工学院江苏徐州221116 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2018年第43卷第5期

页      面：1423-1431页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 081902[工学-矿物加工工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金资助项目(51604272) 江苏省自然科学基金青年基金资助项目(BK20160260) 中国博士后基金特别资助项目(2017T100422) 

主　　题：热解转化 低阶煤 疏水性 浮选 

摘      要：低阶煤泥表面疏水性差,难以通过常规浮选实现高效分选提质。此外,低阶煤与氧气反应活性高,易发生自燃,但由于煤层或煤堆内部氧气含量低,其主要还是以受高温烘烤作用(类似于低温热解环境氛围)为主,而低温热解转化已逐渐成为低阶煤高效利用的途径之一。因此,探究低温热解对低阶煤表面疏水性的影响,并揭示热解固体产物半焦的可浮性变化规律,对低阶煤的高效合理利用具有指导意义。以不黏煤为研究对象,采用热重分析仪(TGA)描绘煤样热解过程中的失重特性;气相/液相色谱(GC/LC)检测热解过程中挥发性产物的组成;X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电镜(SEM)表征热解前后煤样表面官能团和微观形貌的变化规律;诱导时间测定仪和单元浮选试验分析煤样热解前后疏水性和可浮性的变化情况。结果表明:煤样经低温热解后失重明显,大量挥发性组分(氢气、甲烷等气态产物,苯酚为主的液态产物)逸出,直接导致煤表面亲水性含氧官能团含量相对减少,疏水性官能团含量相对增加;热解半焦表面孔隙、裂痕显著增加,粗糙度增大;与原煤相比,热解半焦诱导时间显著缩短,浮选产率明显增高。低温热解增强了不黏煤表面的疏水性,提升了浮选回收率,从而促进了低阶煤低温热解转化-半焦浮选提质联合工艺的发展。