侏罗纪烟煤煤岩组分分离富集的研究进展

屈进州, 李振, 赵阳, 赵伟, 周安宁, 周恺, 任瑞晨. 侏罗纪烟煤煤岩组分分离富集的研究进展[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(2): 123-128. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.02.017
引用本文: 屈进州, 李振, 赵阳, 赵伟, 周安宁, 周恺, 任瑞晨. 侏罗纪烟煤煤岩组分分离富集的研究进展[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(2): 123-128. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.02.017
QU Jinzhou, LI Zhen, ZHAO Yang, ZHAO Wei, ZHOU Anning, ZHOU Kai, REN Ruichen. Advances in Separation and Enrichment of Jurassic Bituminous Coal Macerals[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(2): 123-128. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.02.017
Citation: QU Jinzhou, LI Zhen, ZHAO Yang, ZHAO Wei, ZHOU Anning, ZHOU Kai, REN Ruichen. Advances in Separation and Enrichment of Jurassic Bituminous Coal Macerals[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(2): 123-128. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.02.017

侏罗纪烟煤煤岩组分分离富集的研究进展

  • 基金项目:
    国家自然科学基金(52004212);陕西省自然科学基础研究计划(2019JQ-310);霍英东教育基金会高等院校青年教师基金(171102);2019年陕西省留学人员科技活动择优资助项目(14);西安科技大学大学生创新创业训练计划项目(202010704139)
详细信息
    作者简介: 屈进州(1987-), 男, 甘肃天水人, 博士(后), 主要研究方向为低阶煤浮选提质, E-mail: qujinzhou@126.com
    通讯作者: 李振(1983-), 男, 山东淄博人, 博士(后), 主要研究方向为煤炭提质/分质加工, E-mail: lizhenac@126.com
  • 中图分类号: TQ536.1

Advances in Separation and Enrichment of Jurassic Bituminous Coal Macerals

More Information
  • 侏罗纪烟煤是一种理想的动力用煤和化工原料,但由于其惰质组含量高(多数>35%),严重制约了侏罗纪煤的转化利用效率,并且由此产生严重的资源浪费和环境污染。煤炭精细加工与分质转化是提高侏罗纪烟煤转化效率与产品质量、减少废渣与二氧化碳排放的重要举措。针对该煤精细加工(煤岩组分分离富集)中存在的问题,从煤岩组分的表面结构和性质、选择性解离、常规分离富集方法等方面综述了近年的研究进展,分析了主要煤岩组分之间的表面结构和性质差异、最佳解离粒度的选择、常规分离富集方法的局限性,指出了基于油泡表面性质调控的油泡浮选方法可能成为煤岩组分高效分离富集的新方法。

  • 加载中
  • 图 1  常规气泡与活性油泡的对比: a—常规气泡;b—活性油泡

    Figure 1. 

    图 2  油泡闪蒸装置示意图

    Figure 2. 

    图 3  油泡浮选试验系统示意图

    Figure 3. 

  • [1]

    黄文辉, 唐书恒, 唐修义, 等. 西北地区侏罗纪煤的煤岩学特征[J]. 煤田地质与勘探, 2010, 38(4): 1-6. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2010.04.001

    [2]

    CHEN P, MA J. Petrographic characteristics of Chinese coals and their application in coal utilization processes[J]. Fuel, 2002, 81(11): 1389-1395. http://www.ingentaconnect.com/content/el/00162361/2002/00000081/00000011/art00002

    [3]

    甘建平, 马宝岐, 尚建选, 等. 煤炭分质转化理念与路线的形成和发展[J]. 煤化工, 2013, 41(1): 3-6. doi: 10.3969/j.issn.1005-9598.2013.01.002

    [4]

    舒新前, 王祖讷, 葛岭梅. 煤岩组分分离与选别的研究现状及前景展望[J]. 煤炭转化, 1996(1): 40-45. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MTZH601.004.htm

    [5]

    常海洲, 王传格, 曾凡桂, 等. 不同还原程度煤显微组分组表面结构XPS对比分析[J]. 燃料化学学报, 2006, 34(4): 389-394. doi: 10.3969/j.issn.0253-2409.2006.04.002

    [6]

    MACHNIKOWSKA H, KRZTOΝA, MACHNIKOWSKI J. The characterization of coal macerals by diffuse reflectance infrared spectroscopy[J]. Fuel, 2002, 81(2): 245-252. doi: 10.1016/S0016-2361(01)00125-9

    [7]

    SHU X, WANG Z, XU J. Separation and preparation of macerals in Shenfu coals by flotation[J]. Fuel, 2002, 81(4): 495-501. doi: 10.1016/S0016-2361(01)00106-5

    [8]

    段旭琴, 王祖讷, 曲剑午. 神府煤惰质组与镜质组的结构性质研究[J]. 煤炭科学技术, 2004, 32(2): 19-23. doi: 10.3969/j.issn.0253-2336.2004.02.007

    [9]

    赵世永. 神府煤选择性破碎机理及其煤岩组分分离富集研究[D]. 西安: 西安科技大学, 2015.

    [10]

    陈跃, 马东民, 夏玉成, 等. 低阶煤不同宏观煤岩组分润湿性及影响因素研究[J]. 煤炭科学技术, 2019, 47(9): 97-104.

    [11]

    段旭琴, 曲剑午, 王祖讷. 低变质烟煤有机显微煤岩组分的孔结构分析[J]. 中国矿业大学学报, 2009, 38(2): 224-228. doi: 10.3321/j.issn:1000-1964.2009.02.015

    [12]

    ARNOLD BJ, APLAN FF. The hydrophobicity of coal macerals[J]. Fuel, 1989, 68(5): 651-658. doi: 10.1016/0016-2361(89)90168-3

    [13]

    赵伟, 赵世永, 杨志远, 等. AlCl3对煤岩组分浮选分离的影响[J]. 煤炭学报, 2015, 40(S1): 185-190. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MTXB2015S1028.htm

    [14]

    刘天绩, 祁威, 舒新前, 等. 神华煤煤岩组分荷电机理探讨[J]. 选煤技术, 2004(4): 87-90+92. doi: 10.3969/j.issn.1001-3571.2004.04.027

    [15]

    李华静, 李远刚, 赵伟, 等. 神府煤煤岩组分表面电性调控研究[J]. 煤炭转化, 2012, 35(3): 15-18+32. doi: 10.3969/j.issn.1004-4248.2012.03.003

    [16]

    赵伟, 李振, 杨志远, 等. 煤岩显微组分的电浮选分离及其电化学凝聚特征研究[J]. 中国矿业大学学报, 2018, 47(5): 1104-1112. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGKD201805019.htm

    [17]

    张洲朋, 赵伟, 李振, 等. 电极表面结构对电浮选中氢气气泡物理特征的影响[J]. 矿产保护与利用, 2020, 40(5): 96-102. https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2021&filename=KCBH202005014&v=bWlZEyt9HxsGAaePMWJOebe1u%25mmd2FRueCjcWaXVN1Owwa1PMY4j44fJVk4jc9AeK1BW

    [18]

    褚建萍. 煤岩组分与高压电选关系的研究[J]. 选煤技术, 2003(5): 14-17+6. doi: 10.3969/j.issn.1001-3571.2003.05.006

    [19]

    何鑫. 低阶煤显微组分摩擦荷电机理及电选分离研究[D]. 徐州: 中国矿业大学, 2019.

    [20]

    HONAKER RQ, MOHANTY MK, CRELLING JC. Coal maceral separation using column flotation[J]. Minerals Engineering, 1996, 9(4): 449-464. doi: 10.1016/0892-6875(96)00030-1

    [21]

    门东坡. 气煤煤岩组分破碎解离及其富集物配煤炼焦规律研究[D]. 北京: 中国矿业大学(北京), 2017.

    [22]

    段旭琴, 杨慧芬, 王祖讷. 低变质烟煤有机显微煤岩组分的润湿性[J]. 煤炭学报, 2009, 34(2): 243-246. doi: 10.3321/j.issn:0253-9993.2009.02.021

    [23]

    JORJANI E, ESMAEILI S, KHORAMI TM. The effect of particle size on coal maceral group's separation using flotation[J]. Fuel, 2013, 114: 10-15. doi: 10.1016/j.fuel.2012.09.025

    [24]

    蔡昌凤. 煤岩组分的解离特性与分离技术[J]. 洁净煤技术, 1998(3): 24-27. doi: 10.3969/j.issn.1006-6772.1998.03.007

    [25]

    赵伟, 周安宁, 李远刚. 微波辅助磨矿对煤岩组分解离的影响[J]. 煤炭学报, 2011, 36(1): 140-144.

    [26]

    李振, 付艳红, 周安宁, 等. 高惰质组煤微波诱导裂纹特征的研究[J]. 煤炭学报, 2017, 42(S1): 247-252. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MTXB2017S1033.htm

    [27]

    LI Z, FU Y, ZHOU A, et al. Effect of multi-intensification on the liberation of maceral components in coal[J]. Fuel, 2019, 237: 1003-1012. doi: 10.1016/j.fuel.2018.10.024

    [28]

    王美丽, 舒新前, 朱书全. 煤岩组分解离与分选的研究[J]. 选煤技术, 2004(4): 33-36+92. doi: 10.3969/j.issn.1001-3571.2004.04.010

    [29]

    张磊. 开滦煤显微组分分离及其富集物的特性研究[D]. 北京: 中国矿业大学(北京), 2015.

    [30]

    DORMANS H, HUNRJENS F, VAN KREVELEN DW. Chemical structure and properities of coal XX-composition of individual maceral (Vitrinites, Fusinites, Micrinites and Exinites)[J]. Fuel, 1957, 36(3): 321-339.

    [31]

    DYRKACZ GR, HORWITZ EP. Separation of coal macerals[J]. Fuel, 1982, 61(1): 3-12. doi: 10.1016/0016-2361(82)90285-X

    [32]

    李国玲, 秦志宏, 倪中海. 煤岩显微组分的性质研究进展[J]. 辽宁大学学报(自然科学版), 2013, 40(1): 48-55. doi: 10.3969/j.issn.1000-5846.2013.01.010

    [33]

    陈洪博, 张宇宏. 煤岩显微组分的分离与富集研究[J]. 煤质技术, 2012(6): 6-9. doi: 10.3969/j.issn.1007-7677.2012.06.002

    [34]

    GAGARIN SG. Coal enrichment with separation into fractions by density[J]. Coke and Chemistry, 2009, 52(3): 89-93. doi: 10.3103/S1068364X09030016

    [35]

    陶有俊, 赵友男, 羡宇帅, 等. 低阶烟煤煤岩组分解离特性及强化重力分选研究[J]. 中国矿业大学学报, 2020, 49(1): 184-189+197. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGKD202001019.htm

    [36]

    朱子祺. 复合力场中煤岩显微组分的高效富集[J]. 煤炭学报, 2017, 42(4): 1028-1033. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MTXB201704028.htm

    [37]

    羡宇帅. 强化重力场下低阶烟煤煤岩显微组分分离[D]. 徐州: 中国矿业大学, 2017.

    [38]

    周艳君. 浮选法分离神府煤煤岩显微组分的研究[D]. 西安: 西安科技大学, 2013.

    [39]

    龙江, 杨志远, 屈世存, 等. 浮选法分离富集新疆煤煤岩组分的试验研究[J]. 煤炭学报, 2013, 38(S2): 489-494. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MTXB2013S2039.htm

    [40]

    宋强. 低阶煤显微组分浮选分离试验研究[D]. 包头: 内蒙古科技大学, 2015.

    [41]

    武乐鹏, 宋强, 舒新前. 超声处理对显微组分浮选分离及热解影响研究[J]. 煤炭工程, 2019, 51(11): 148-153. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MKSJ201911033.htm

    [42]

    李伟明. 低阶烟煤中镜质组的疏水聚团富集方法研究[D]. 徐州: 中国矿业大学, 2019.

    [43]

    BARRAZA J, PIÑERES J. A pilot-scale flotation column to produce beneficiated coal fractions having high concentration of vitrinite maceral[J]. Fuel, 2005, 84: 1879-1883. doi: 10.1016/j.fuel.2005.03.021

    [44]

    KOPPARTHI P, SINGH R, NAG D, et al. Vitrinite maceral separation using column flotation[J]. International Journal of Coal Preparation and Utilization, 2018, 38(1): 13-29. doi: 10.1080/19392699.2016.1181625

    [45]

    HOWER JC, KUEHN KW, PAREKH BK, et al. Maceral and microlithotype beneficiation in column flotation at the powell mountain coal mayflower preparation plant, Lee County, Virginia[J]. Fuel Processing Technology, 2000, 67(1): 23-33. doi: 10.1016/S0378-3820(00)00090-4

    [46]

    NAG D, KOPPARTHI P, DASH PS, et al. Enrichment of reactive macerals in coal: its characterization and utilization in coke making[J]. Metallurgical Research & Technology, 2018, 115(2): 209. http://www.researchgate.net/publication/322313512_Enrichment_of_reactive_macerals_in_coal_Its_characterization_and_utilization_in_coke_making

    [47]

    LIU J, MAK T, ZHOU Z, et al. Fundamental study of reactive oily-bubble flotation[J]. Minerals Engineering, 2002, 15(9): 667-676. doi: 10.1016/S0892-6875(02)00158-9

    [48]

    XU Z, LIU J, ZHOU Z. Selective reactive oily bubble carriers in flotation processes and methods of generation and uses thereof: US, 6959815 B2[P]. 2003-11-27.

    [49]

    周芳, 池汝安. 气泡、油泡和活性油质气泡在浮选中的应用和机理探讨[J]. 金属矿山, 2018(4): 27-34. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSKS201804005.htm

    [50]

    WALLWORK V, XU Z, MASLIYAH J. Bitumen recovery with oily air bubbles[J]. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 2003, 81: 993-997. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cjce.5450810510/abstract

    [51]

    于伟, 王永田. 神府低阶煤油泡浮选试验研究[J]. 煤炭科学技术, 2015, 43(10): 152-157+76. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MTKJ201510030.htm

    [52]

    屈进州. 低阶煤活性油泡浮选行为与浮选工艺的研究[D]. 徐州: 中国矿业大学, 2015.

    [53]

    安泉. 神府煤煤岩显微组分表面性质与油泡浮选研究[D]. 西安: 西安科技大学, 2020.

  • 加载中

(3)

计量
  • 文章访问数:  1277
  • PDF下载数:  93
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2021-03-01
刊出日期:  2021-04-25

目录