复配捕收剂强化煤气化细渣浮选试验研究.pdf

Series No.568October 2023 金 属 矿 山METAL MINE 总 第568 期2023 年第 10 期收稿日期 2023-02-28基金项目 霍英东教育基金会高等院校青年教师基金项目(编号:171102);教育部产学合作协同育人项目(编号:220506429255344);陕西省技术创新引导专项-区创新能力引导计划(编号:2021QFY04-01)。作者简介 李 振(1983),男,教授,博士(后),博士研究生导师。复配捕收剂强化煤气化细渣浮选试验研究李 振1,2 刘 洋1 朱张磊1 李毅红3 高 博3 袁 雪3(1.西安科技大学化学与化工学院,陕西 西安 710054;2.自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西 西安 710021;3.陕西煤化选煤技术有限公司,陕西 西安 710100)摘 要 针对煤气化细渣浮选分选效果低的问题,选用了柴油及其与油酸钠、OP4、甲基萘的复配产物作为捕收剂,MIBC、仲辛醇、2 号油、聚乙二醇作为起泡剂,进行了煤气化细渣的浮选对比试验,并借助激光粒度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜分析了复配捕收剂强化浮选效果的机理。浮选试验结果表明,当捕收剂质量用量相同时,复配捕收剂浮选效果优于柴油捕收剂,其中 OP4 与柴油复配的捕收剂浮选效果最好。当柴油质量占比为80%、OP4 质量占比为 20%、捕收剂用量为 35 kg/t、MIBC 用量为 6 kg/t 时,浮选残炭产率提高了 23.93%、浮选残炭灰分增加了 5.81%。激光粒度分析结果表明,OP4 与柴油复配捕收剂的粒径相对较小,改善了柴油捕收剂的分散性,增加了残炭颗粒与捕收剂之间的碰撞概率,因而致使浮选回收率增加了约 1 倍。傅里叶变换红外光谱分析进一步指出,OP4 表面活性剂的加入对炭表面疏水官能团的附着有积极作用,提升了浮选残炭的产率。扫描电子显微镜结果显示,浮选可以将附着与镶嵌在残炭上的灰质颗粒去除,但无法分离炭-灰熔融体,导致浮选残炭产品灰分偏高。因而,为实现煤气化细渣中炭-灰高效分离,后续研究应从炭-灰解离角度开展研究。关键词 煤气化细渣 表面活性剂 浮选残炭产率 组合捕收剂 中图分类号TD923 文献标志码A 文章编号1001-1250(2023)-10-111-08DOI 10.19614/ki.jsks.202310016Experimental Study on Flotation of Coal Gasification Fine Slag Enhanced by Compound CollectorLI Zhen1,2 LIU Yang1 ZHU Zhanglei1 LI Yihong3 GAO Bo3 YUAN Xue3(1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Xian University of Science and Technology,Xian 710054,China;2.Key Laboratory of Coal Resources Exploration and Comprehensive Utilization,Ministry of Natural Resources,Xian 710021,China;3.Shaanxi Coalification Coal Preparation Technology Co.,Ltd.,Xian 710100,China)Abstract In order to solve the problem of the low flotation effect of coal gasification fine slag,diesel oil and its com-pound products with sodium oleate,OP4 and methyl naphthalene were selected as the collectors,and MIBC,2-octanol,No.2 oil as well as polyethylene glycol were used as frothers,and the flotation tests of coal gasification fine slag were carried out.In ad-dition,the mechanism of enhanced flotation effect of compound collector was analyzed with the help of laser particle size analy-zer,fourier transform infrared spectrometer and scanning electron microscope.The flotation test results showed that when the dosages(weight)of collector are the same,the flotation effect of compound collector is better than that of diesel oil,and the flotation effect of compound collector of OP4 and diesel oil is the best.When diesel oil mass accounted for 80%,OP4 mass ac-counted for 20%,the dosage of compound collector is 35 kg/t,and the dosage of MIBC is 6 kg/t,the yield of flotation residual carbon increases by 23.93%,but the ash content of flotation residual carbon increases by 5.81%.The results of laser particle size analyzer showed that the particle size of compound collector of OP4 and diesel oil is relatively small,which improves the dispersion of diesel oil and increases the collision chance between residual carbon particles and collector,thereby increasing the flotation recovery of residual carbon by about 1 time.Fourier transform infrared spectroscopy further pointed out that the addi-tion of OP4 surfactant has a positive effect on the adhesion of hydrophobic functional groups on the carbon surface,and im-proves the yield of flotation residual carbon.The scanning electron microscope results showed that flotation could remove the ash particles attached to and embedded in the residual carbon,but could not separate the carbon-ash melt,resulting in high ash content of flotation residual carbon.Therefore,in order to achieve efficient separation of carbon-ash from coal gasification fine 111slag,follow-up research should be carried out gradually from the perspective of carbon-ash dissociation.Keywords coal gasification fine slag,surfactant,flotation residual carbon yield,compound collector 煤气化技术作为煤炭清洁高效利用的主要方法,是能源和化工领域中一项重要的煤炭清洁利用技术,截至 2023 年,国内外实现工业化的煤气化技术已达30 多种1。煤气化灰渣是煤气化过程中的副产物,具有烧失量大、含水量高、含碳量高等特点2。煤气化灰渣分为粗渣和细渣,其中从气化炉底排出的灰渣为粗渣;以飞灰形式随煤气排出的灰渣称为细渣。目前处理煤气化灰渣的主要方式是填埋,但无法解决环境污染、土地资源浪费以及二次资源利用不充分的问题3。国内外对于煤气化细渣的应用主要包括:合成分子筛、催化剂、制陶粒、水泥、混凝土、农业等领域4-6。但煤气化细渣中的残炭是限制其资源化利用的主要原因7。以水泥、混凝土为例,高残炭影响了煤气化细渣与水泥之间的胶凝反应8。所以,将煤气化细渣中的残炭与灰质组分分离是提高煤气化细渣利用价值的关键。目前,对于煤气化细渣提质的方法以浮选法为主9。于伟等10开展了残炭含量高的煤气化细渣的常规浮选试验,结果发现当柴油用量 12 kg/t、仲辛醇用量 12 kg/t 时,可燃体回收率仅为 43.28%,捕收剂柴油对粗粒级物料捕收作用差、对细粒级物料选择性差。叶军建等11采用分批加药进行煤气化细渣浮选,结果发现当柴油用量为 30 kg/t、仲辛醇用量为 5 kg/t 时,浮选效果得到了改善,沉物灰分达到了一级粉煤灰标准。王晓波等12采用中煤作为载体对煤气化细渣进行载体浮选,可使浮选残炭灰分降低 43.48百分点,可燃体回收率达到了 94.61%,为煤气化细渣浮选提供了新思路。黄海珊13在矿浆浓度 30%、磨机转速 120 r/min 时对煤气化细渣磨矿 30 min,浮选残炭的回收率增加了 7.70 百分点,浮选残炭灰分降低了 3.52 百分点。WANG 等14发现在超声功率180 W 处理矿浆 4 min,以及超声功率 180 W 乳化捕收剂 20 s 的条件下,浮选残炭灰分降低了 16.54 百分点,浮选完善指标提高了 12.60 百分点。吴阳15采用反浮选处理煤气化细渣,在最佳试验条件下,反浮选效率达到 15.69%,效果优于正浮选,但炭-灰分离效率依旧较低。常规浮选存在药剂用量大、浮选效率低等问题16,常见的改进方法有浮选工艺调整、浮选药剂优化以及物料预处理等17-19。目前对于浮选药剂的研究主要集中在药剂改性以及捕收剂与表面活性剂复配等方面20。OP4 乳化剂对于减小非极性烃类油在溶液中的分散性以及增大煤粒表面的疏水性有显著作用21;油酸钠在浮选过程中产生的泡沫层较非极性烃类油更稳定,除了常用作氧化矿的捕收剂外,目前也用于浮选低阶煤捕收剂22;甲基萘对于降低溶液表面张力有显著作用23。因此,本文以煤气化细渣为研究对象,首次将柴油与 OP4、油酸钠、甲基萘进行复配试验,比较了柴油与复配捕收剂对煤气化细渣浮选的强化效果,采用激光粒度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电镜探究了表面活性剂的加入对改善煤气化细渣浮选的可能机理,以期为后期煤气化细渣中炭-灰分离提供借鉴。1 试验原料与试验方法1.1 试验样品试验样品为榆林某煤气化厂的煤气化细渣,根据GB/T 2122008 对烘干后样品进行工业分析,结果如表 1 所示。借助 X 射线衍射仪(D8 Advance)对样品矿物组成进行分析,XRD 图谱如图 1 所示。表 1 煤气化细渣工业分析结果Table 1 Proximate analysis of coal gasification fine slag%指标干燥基水份灰分挥发分固定碳数值2.4359.434.8333.32图 1 煤气化细渣的 XRD 图谱Fig.1 XRD pattern of coal gasification fine slagQ石英;M莫来石由表1 可知,固定碳含量为33.32%,有回收的必要性;煤气化细渣灰分约为 59.43%,灰分相对较高。由图 1 可知,煤气化细渣中主要含有石英、莫来石等杂质,在 26.8左右有明显的石英强峰,在强峰周围出现了明显的鼓包峰,说明煤气化细渣中含有较高的非晶相24。非晶型矿物质主要包括铝硅酸盐和残余的有机质,这些物质粒度较细并且亲水性较强遇水容易泥化,从而影响浮选效率。依据国家标准 煤炭筛分试验方法(GB/T 4772008)对样品进行筛分试验,分析煤气化细渣的粒度组成,结果如表 2 所示。211总第 568 期 金 属 矿 山 2023 年第 10 期表 2 煤气化细渣的粒度组成Table 2 Particle size analysis results of coal gasification fine slag粒度/mm产率/%灰分/%筛下累计/%产率灰分+0.55.3243.83100.0059.430.50.2513.9225.0394.6860.300.250.12516.2726.5780.7566.380.1250.0758.7958.0164.4976.430.0750.0456.5778.1655.7079.33-0.04549.1379.4949.1379.49合计100.0059.43 从表 2 可知,+0.5 mm 粒级产率为 5.32%,灰分为 43.83%;0.1250.5 mm 粒级产率为 30.19%,灰分较低,约为 25.86%;-0.045 mm 粒级产率为49.13%,为该样品的主导粒级,灰分为 79.49%,这一粒级的灰分最高,浮选过程中可能会导致浮选残炭灰分偏高。借助全自动比表面积与孔隙分析仪(ASAP 2020)对煤气化细渣孔隙结构进行分析,具体测试参数为:加热速率 10 /min,温度 200,压力 1.333104 Pa。吸附等温线的特征、滞后圈与孔隙结构有关,煤气化细渣吸附-脱附曲线如图 2 所示。图 2 煤气化细渣吸附-脱附曲线Fig.2 Adsorption-desorption curve of coal gasification fine slag 根据 IUPAC 标准分类,煤气化细渣等温曲线呈现类特征,表明煤气化细渣以中孔(250 nm)为主25。在升压时,脱附与吸附的等温线不重合,存在一个明显的滞后环,反映了煤气化细渣有较好的吸附性能。如表 3 所示,煤气化细渣比表面积为 225.34 m2/g,孔隙体积 0.21 cm3/g,平均孔径 34.91 nm,较大的比表面积与孔结构导致煤气化细渣表面更易吸水,表面亲水造成浮选困难。因此在浮选过程中,应加入适当的表面活性剂来覆盖煤气化细渣表面暴露的含氧官能团,阻碍表面的亲水基团与水分子接触,从而提高残炭的疏水性,提升浮选效果。1.2 试验药剂起泡剂选用聚乙二醇、MIBC、仲辛醇、2 号油。聚表 3 煤气化细渣表面与孔结构数据Table 3 Surface and pore structure data of coal gasification fine slag参数比表面积/(m2/g)孔隙体积/(cm3/g)平均孔径/nm数值225.340.2134.91乙二醇作为起泡剂具有稳定性好、在水中不易解离的优点26;2 号油具有成分稳定且起泡性能好的优点;MIBC(甲基异丁基甲醇)与仲辛醇作为醇类起泡剂,起泡能力强、浮选效果好,是目前选煤中最常用的起泡剂种类27。柴油与 OP4、甲基萘、油酸钠复配作为新型复配捕收剂,复配捕收剂中柴油质量占比分别为20%、40%、60%、80%,按照质量比将柴油与表面活性剂放入烧杯中混合并进行搅拌,在 55 的水浴锅中放置 1 h 后取出摇匀使其形成新的复配捕收剂。1.3 浮选试验浮选试验流程如图 3 所示,采用 XFD 型充气单槽浮选机,矿浆浓度 45 g/L,充气量 0.18 m3/h,叶轮搅拌转速为 1 950 r/min。在浮选槽中加入 600 mL清水,启动浮选机后加入低温烘干的 45 g 煤气化细渣样品,搅拌润湿 1 min 后加入捕收剂,继续搅拌 2 min 后加入起泡剂,30 s 后充气浮选。图 3 浮选试验流程Fig.3 Flotation test flow1.4 激光粒度分析借助激光粒度分析仪(Mastersizer2000)测量药剂在水中的粒径分布规律,粒度检测范围为 0.02 1 000.00 m,具体测试方法为:取 0.5 mL 捕收剂放入分析仪水槽中;磁力搅拌 5 min 后进行测量;检测捕收剂的粒径分布。1.5 煤气化细渣扫描电子显微镜分析为比较浮选后残炭产品与煤气化细渣原样中残炭与灰质颗粒的分布方式,借助扫描电镜(JSM-6460LV)观测了煤气化细渣的表面特性。具体测试方法为:取样品于样品台上进行喷金处理;扫描电子显微镜加速电压 20 kV,在 2 000 倍放大倍数下观测样品形貌。1.6 红外光谱分析使用傅里叶红外光谱仪(Nicolet IS5)表征药剂以及煤气化细渣样品红外光谱官能团变化。具体测试方法为:将待检测样品与溴化钾以质量比 1100研磨;加压制成片状样品;然后放入红外光谱311 李 振等:复配捕收剂强化煤气化细渣浮选试验研究 2023 年第 10 期仪进行分析;红外光谱波段范围为 400 4 000 cm-1,根据红外图谱特征峰判断样品以及捕收剂中存在的官能团。2 浮选药剂优化试验结果分析2.1 复配捕收剂浮选结果图 4 为柴油和 MIBC 用量对煤气化细渣浮选影响的试验结果。图 4 柴油和 MIBC 用量对煤气化细渣的浮选试验结果Fig.4 Flotation test results of diesel oil and MIBC dosage on coal gasification fine slag 从图 4(a)可以看出,随着柴油用量的增加,浮选残炭产率呈现先增加后下降趋势,当柴油用量达到35 kg/t 时,浮选残炭产率达到最大值 21.40%;浮选残炭灰分随着柴油用量的增加,呈现波动下降的趋势,在柴油 用 量 为 35 kg/t 时,浮 选 残 炭 灰 分 为44.89%,相对较低。从图 4(b)可以看出,随着 MIBC 用量的增加,浮选残炭产率呈现先急剧增加而后小幅波动的趋势,当MIBC 用 量 在 6 kg/t 时,浮 选 残 炭 产 率 最 高(21.40%);浮选残炭灰分随着 MIBC 用量的增加,总体呈现波动增加的趋势,在 MIBC 用量 6 kg/t 时,浮选残炭灰分约为 44.89%。综合考虑,后续药剂复配试验选用柴油用量为 35 kg/t、MIBC 用量为 6 kg/t。基于前期浮选试验,捕收剂用量设定为 35 kg/t,起泡剂用量为 6 kg/t,对于每一种复配捕收剂柴油质量占比分别选用 20%、40%、60%、80%,并与 4 种不同种类起泡剂(聚乙二醇、MIBC、仲辛醇、2 号油)进行浮选试验,结果如图 5图 7 所示。从图 5(a)可以看出,随着 OP4 复配捕收剂柴油图 5 不同柴油质量占比下的 OP4 复配捕收剂浮选试验Fig.5 Flotation test of OP4 compound collector under different diesel oil mass ratios图 6 不同柴油质量占比下的甲基萘复配捕收剂浮选试验Fig.6 Flotation test of OP4 compound collector under different diesel oil mass ratios质量占比从 20%增加到 80%,4 种起泡剂下浮选残炭产率均呈现逐渐增长的趋势。MIBC 作为起泡剂、柴油质 量 占 比 在 60%时,浮 选 残 炭 产 率 达 到 了46.29%。在柴油质量占比 80%、起泡剂 MIBC 用量 6 kg/t 的条件下,浮选残炭产率比单一柴油提高了23.93 百分点,提升效果明显。从图 5(b)可以看出,随着 OP4 复配捕收剂柴油质量占比从 20%增加到 80%,4 种起泡剂下浮选残炭411总第 568 期 金 属 矿 山 2023 年第 10 期图 7 不同柴油质量占比下的油酸钠复配捕收剂浮选试验Fig.7 Flotation test of OP4 compound collector under different diesel oil mass ratios灰分均高于单一柴油浮选残炭灰分。MIBC 作为起泡剂、柴油质量占比在 60%时,浮选残炭产率为46.29%时,灰分达到 51.49%,比单一柴油浮选残炭灰分高 6.60 百分点;MIBC 作为起泡剂、柴油质量占比在 80%时,浮选残炭产率为 45.33%时,灰分为50.70%,比单一柴油浮选残炭灰分高 5.81 百分点。因此,OP4 复配捕收剂的捕收性能远强于柴油,但其选择性低于单一柴油。从图 6(a)可以看出,随着甲基萘复配捕收剂柴油质量占比从 20%增加到 80%,不同起泡剂下的浮选残炭产率基本呈现逐渐增高的趋势。2 号油作为起泡 剂、柴 油 含 量 在 80%时,浮 选 残 炭 产 率 为22.80%。从图 6(b)可以看出,随着甲基萘复配捕收剂柴油质量占比从 20%增加到 80%,仲辛醇与 MIBC 作为起泡剂,浮选残炭灰分总体呈微弱降低趋势;当 2 号油和聚乙二醇作为起泡剂时,浮选残炭灰分整体呈上升趋势。可以得出,相比单一柴油,甲基萘复配捕收剂的捕收性和选择性均无明显优势。从图 7(a)可以看出,随着油酸钠复配捕收剂柴油质量占比从 20%增加到 80%,浮选残炭产率基本呈逐渐增加的趋势。2 号油作为起泡剂、柴油质量占比在 60%时,浮选残炭产率为 25.16%,相较于单一柴油仅增加了 7.36 百分点。从图 7(b)可以看出,随着油酸钠复配捕收剂柴油质量占比从 20%增加到 80%,浮选残炭灰分随着柴油含量的增大而减小。可以得出,相比柴油,油酸钠复配捕收剂有一定捕收性,但选择性较差。通过以上浮选试验可知,3 种复配捕收剂得到的浮选残炭产率均优于单一柴油捕收剂。其中 OP4 效果最好,浮选残炭产率提高了 23.93 百分点,但同时浮选残炭灰分也提高了 5.81 百分点。造成浮选残炭灰分偏高的原因可能有两个:一是-0.038 mm 粒级高灰组分对浮选残炭的污染作用;二是煤气化细渣中炭-灰没有实现有效解离。2.2 捕收剂在水中的分散性图 8 是柴油及柴油与 OP4 复配捕收剂(柴油质量占比 80%、OP4 质量占比 20%)的激光粒度分析结果。从图 8 可以看出,柴油在水中的粒径呈单峰分布,主要集中在20100 m 之间,峰值在70 m 左右达到最大值,平均粒径 57.19 m。OP4 复配捕收剂的粒径呈现多峰分布,主峰在 20 m 处达到最大值,次峰在 2 m 处达到最大值,粒径主要分布在 0.540 m 之间,平均粒径仅为 5.61 m,与柴油相比,加入 OP4 之后的捕收剂平均粒径降低,改善了柴油在水中的分散性,更小的粒径加大了药剂与煤气化细渣残炭颗粒碰撞的概率,提升了浮选残炭产率28。图 8 药剂在水中的粒径与累积分布Fig.8 Particle size and cumulative distribution of agents in water2.3 红外光谱分析柴油与 OP4 复配捕收剂(柴油质量占比 80%、OP4 质量占比 20%)红外吸收光谱如图 9 所示,柴油与 OP4 复配捕收剂红外图谱中出现了相似的特征峰:在 2 840 3 000 cm-1为环烷烃和脂肪烃的CH3,1 470 cm-1的伸缩振动峰为芳烃 C C,1 380 cm-1的伸缩振动峰为CH3。除此之外,OP4 复配捕511 李 振等:复配捕收剂强化煤气化细渣浮选试验研究 2023 年第 10 期收剂红外光谱有明显新增伸缩振动峰,3 440 cm-1处为OH 的氢键伸缩振动峰,1 510 cm-1、1 610 cm-1的伸缩振动峰为芳烃 C C,1 1301 290 cm-1处为酸、酚、醇、醚基的 CO 伸缩振动峰。可以看出,OP4 复配捕收剂相较于柴油出现酸、酚、醇、醚基的CO 键、OH 等亲水性官能团,这些亲水性官能团可以与煤气化细渣亲水区域发生氢键缔合作用,对煤气化细渣表面的亲水性官能团起到掩蔽的作用,从而增强煤气化细渣的可浮性,提升浮选的回收率29。图 9 柴油及复配捕收剂 FTIR 分析结果Fig.9 FTIR analysis results of diesel oil and compound collector分别对柴油、OP4 复配捕收剂(柴油质量占比80%、OP4 质量占比 20%)浮选残炭产品以及原样进行红外光谱分析,结果如图 10 所示。原样与不同捕收剂的浮选残炭都显示出较强的OH、NH 特征峰,更容易与水分子发生氢键缔合作用,增加残炭表面亲水性,提高浮选难度。3 430 cm-1处为OH 的氢键伸缩振动吸收峰,2 930 cm-1处为 CH 的伸缩振动吸收峰,1 640 cm-1处为芳香环 C C 的伸缩振动吸收峰,1 050 cm-1处为 SiOSi 的振动吸收峰30,柴油和 OP4 复配捕收剂的浮选残炭产品在1 050 cm-1与 470 cm-1处的吸收峰为黏土、碳酸盐矿物的吸收峰。柴油浮选残炭产品相较于 OP4 复配捕收剂浮选残炭在 1 048.76 cm-1处表现出较强的吸收峰为 SiOSi 特征峰,其中的 O 原子具有强电负性,容易与水分子形成氢键,增强残炭的亲水性,提升了浮选难度。OP4 复配捕收剂浮选残炭产品在 2 928.43 cm-1处出现了较明显的 CH 伸缩振动峰,表明 OP4复配捕收剂比柴油吸附了更多的残炭颗粒。图 10 原煤及不同浮选残炭产品 FTIR 结果Fig.10 FTIR results for raw coal and different flotation residual carbon products2.4 煤气化细渣表面扫描电子显微镜分析图 11 为煤气化细渣和浮选残炭的扫描电子显微镜测试结果。煤气化细渣表面多孔,呈现蜂窝状,无机质和很多未燃炭留在这些孔隙中呈现出相互粘连混合的状态。残炭多为多孔网状或层絮状,灰质颗粒为球体形状并镶嵌在残炭孔隙中。煤气化细渣中残炭与玻璃球体的分布方式主要有 4 种31-34:炭-灰分离,玻璃球体镶嵌在炭孔隙中,玻璃球体附着在残炭上,炭-灰熔融体。浮选后的煤气化细渣表面相对光滑,孔隙中镶嵌的球体颗粒也有所减少,但在残炭周围还有部分熔融状态的球体颗粒,表明通过浮选可以将部分镶嵌与附着在残炭上的球体颗粒去除,但难以将熔融状态的球体颗粒分离,这些球体颗粒进入浮选残炭产品,这也是导致浮选残炭产品灰分高的主要原因35。此外,残炭表面还覆盖着一层粒径 1 m 左右的微细颗粒,结合原样粒度组成,其应该为煤气化细渣中的高灰组分。扫描电子显微镜测试结果不仅揭示了浮选残炭灰分增加的原因,而且也指出炭-灰解离是煤气化细渣中二者分离的前提,同时要采取措施减弱高灰组分对浮选残炭的污染作用。图 11 煤气化细渣原样与浮选残炭的扫描电镜图谱Fig.11 Scanning electron microscope pattern of coal gasification fine slag and flotation residual carbon after flotation in its original form3 结 论(1)对于煤气化细渣,在柴油用量 35 kg/t、MIBC用量6 kg/t 的条件下,浮选残炭产率为21.40%,药剂用量大,浮选效率低。(2)在捕收剂总用量 35 kg/t(柴油质量占比80%、OP4 质量占比 20%)、起泡剂 MIBC 用量 6 kg/t611总第 568 期 金 属 矿 山 2023 年第 10 期的条件下,浮选残炭产率达到了 45.33%,相比单一柴油浮选残炭产率提升了 23.93 百分点,捕收性能较好。浮选残炭灰分为 50.70%,比单一柴油浮选残炭灰分高 5.81 个百分点,选择性较弱。(3)激光粒度分析结果表明,柴油捕收剂在水中的粒径集中在 20100 m 之间;OP4 复配捕收剂(柴油质量占比 80%、OP4 质量占比 20%)在水中的粒径主要分布在 0.540 m 之间,添加 OP4 提升了柴油在水中的分散性,增加了柴油与残炭颗粒的碰撞机会。(4)红外光谱结果表明 OP4 复配捕收剂(柴油质量占比 80%、OP4 质量占比 20%)出现多种亲水性官能团,可以对煤气化细渣表面的亲水性官能团起到掩蔽作用,且 OP4 复配捕收剂对残炭的吸附作用更好。(5)SEM 发现煤气化细渣浮选残炭表面相对光滑,孔隙中以及残炭表面镶嵌的球体颗粒有所减少,但在残炭周围还有部分熔融状态的球体颗粒,是造成浮选残炭灰分较高的主要原因。为实现煤气化细渣中炭-灰高效分离,后续研究可以从炭-灰解离角度开展。参 考 文 献1 程奇兵.“双碳”背景下我国煤气化技术发展与展望J.浙江化工,2023,54(7):38-44.CHENG Qibing.Development and prospect of coal gasification tech-nology in China under the background of dual carbon J.Zhe-jiang Chemical Industry,2023,54(7):38-44.2 XUE Zhonghua,YANG Chongyi,DONG Lianping,et al.Recent ad-vances and conceptualizations in process intensification of coal gasifi-cation fine slag flotationJ.Separation and Purification Technolo-gy,2022,304:122394.3 杨进进,樊盼盼,樊晓婷,等.煤气化细渣碳灰分离技术研究进展J.洁净煤技术,2023,29(7):51-64.YANG Jinjin,FAN Panpan,FAN Xiaoting,et al.Research progress of carbon ash separation technology on coal gasification fine slagJ.Clean Coal Technology,2023,29(7):51-64.4 朱菊芬,李健,闫龙,等.煤气化渣资源化利用研究进展及应用展望J.洁净煤技术,2021,27(6):11-21.ZHU Jufen,LI Jian,YAN Long,et al.Research progress and applica-tion prospect of coal gasification slag resource utilizationJ.Clean Coal Technology,2021,27(6):11-21.5 舒锐,郭飞强,白家明,等.煤气化细渣高温碱活化制备高性能孔雀石绿吸附材料的研究J.煤炭转化,2022,45(5):63-71.SHU Rui,GUO Feiqiang,BAI Jiaming,et al.Study on preparation of high-performance adsorption material for malachite green by high-temperature alkali activation of coal gasification fine slagJ.Coal Conversion,2022,45(5):63-71.6 王思敏,龚岩,李恒,等.基于煤气化细渣构建碳基氧还原催化剂及其催化性能研究J.燃料化学学报,2022,50(6):714-723.WANG Simin,GONG Yan,LI Heng,et al.Preparation and properties of carbon-based electrocatalysts from gasification fine slag for oxygen reductionJ.Journal of Fuel Chemistry,2022,50(6):714-723.7 REN Liang,DING Lu,GUO Qinghua,et al.Characterization,carbon-ash separation and resource utilization of coal gasification fine slag:A comprehensive review J.Journal of Cleaner Production,2023,398:136554.8 武立波,宋牧原,谢鑫,等.中国煤气化渣建筑材料资源化利用现状综述J.科学技术与工程,2021,21(16):6565-6574.WU Libo,SONG Muyuan,XIE Xin,et al.A review on resource utili-zation of coal gasification slag as building materials in ChinaJ.Science Technology and Engineering,2021,21(16):6565-6574.9 YANG Guo,FAN Huiguo,LU Zhou,et al.Investigation on co-com-bustion of coal gasification fine slag residual carbon and sawdust char blends:Physiochemical properties,combustion characteristic and kinetic behaviorJ.Fuel,2021,292:120387.10 于伟,王学斌,刘莉君,等.高含碳煤气化细渣浮选行为研究J.煤炭学报,2022,47(S1):265-275.YU Wei,WANG Xuebin,LIU Lijun,et al.Study on flotation behav-ior of high carbon coal gasification fine slagJ.Journal of China Coal Society,2022,47(S1):265-275.11 叶军建,高占彬,吕超,等.某干粉煤气化细渣特征及浮选回收残炭研究J.矿业研究与开发,2021,41(10):138-141.YE Junjian,GAO Zhanbin,L Chao,et al.Characteristics of coal gasification fine slag from a dry powder and recovery of residual carbon by flotationJ.Mining Research and Development,2021,41(10):138-141.12 王晓波,符剑刚,赵迪,等.煤气化细渣载体浮选提质研究J.煤炭工程,2021,53(1):155-159.WANG Xiaobo,FU