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极难浮褐煤预先泥化反浮选试验研究
1
作者 李云昌 夏阳超 +4 位作者 李奥 王浩 BUDEEBAZAR Avid 邢耀文 桂夏辉 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第3期542-552,共11页
针对褐煤浮选过程易泥化和正浮选分离效果差等难题,提出预先强制泥化结合反浮选的思路,实现极难浮褐煤的高效降灰提质,并研究分析褐煤强制泥化规律及其对反浮选的促进机理。泥化处理30 min后褐煤-0.045 mm粒级增加12.58%,实现灰分矿物... 针对褐煤浮选过程易泥化和正浮选分离效果差等难题,提出预先强制泥化结合反浮选的思路,实现极难浮褐煤的高效降灰提质,并研究分析褐煤强制泥化规律及其对反浮选的促进机理。泥化处理30 min后褐煤-0.045 mm粒级增加12.58%,实现灰分矿物的强制分散溶出。采用常规正浮选、预先强制泥化结合正浮选、常规反浮选和预先强制泥化结合反浮选4种方法开展浮选试验。结果表明:泥化处理后正浮选比未泥化处理浮选的精煤产率提高3.5%,灰分降低0.4%,然而精煤产率也仅达到20.44%,灰分为17%左右。在相同浮选药剂用量下开展反浮选试验,精煤产率达到60%,灰分高达14%,反浮选比正浮选工艺效果更加显著。在此基础上,采用强制泥化预处理,发现精煤产率比直接反浮选提高5.81%,灰分降低1%~2%,取得较为可观的分选指标。强制泥化后粗粒脉石与伴生体碎散,褐煤+0.045 mm粒级颗粒表面Si、Al元素相对含量分别减少0.65%、1.17%,表明强制泥化处理能够促进脉石矿物溶出分散,降低煤表面脉石矿物含量,减少反浮选捕收剂在煤表面吸附并强化其与脉石矿物间的相互作用,改善反浮选精煤指标。 展开更多
关键词 难浮褐煤 强制泥化 泥化行为 反浮选
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煤气化渣免烧陶粒滤料强度和孔结构的调控
2
作者 孙浩 蒋林亮 +1 位作者 常新卓 田全志 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第6期191-201,共11页
煤气化渣是制备免烧陶粒滤料的优质原材料,而强度和孔结构是决定免烧陶粒过滤性能的关键因素,因此必须明确免烧陶粒强度和孔结构之间的关系。通过优化煤气化渣、偏高岭土和固体碱激发剂等原料配比,制备了筒压强度为25.72 MPa、堆积密度... 煤气化渣是制备免烧陶粒滤料的优质原材料,而强度和孔结构是决定免烧陶粒过滤性能的关键因素,因此必须明确免烧陶粒强度和孔结构之间的关系。通过优化煤气化渣、偏高岭土和固体碱激发剂等原料配比,制备了筒压强度为25.72 MPa、堆积密度为1160 kg/m^(3)的煤气化渣免烧陶粒滤料,综合运用X射线衍射、扫描电子显微镜和固体核磁共振硅谱等表征方法,研究了免烧陶粒滤料的强度形成机理,发现免烧陶粒的主要强度来源为水化硅铝酸钠/钙(N/C-A-S-H)凝胶,偏高岭土的加入使N/C-A-S-H凝胶中的Q^(4)(2Al)聚体含量40.34%提升至56.05%,这使得硅铝酸盐网络交联程度更高,因此N/C-A-S-H凝胶结构更加致密,促进了免烧陶粒力学性能的提升。采用过氧化氢和十六烷基三甲基溴化铵作为造孔剂,结合压汞法测试分析,研究了造孔剂配比对免烧陶粒滤料孔隙率、强度和密度的影响。结果表明:免烧陶粒孔隙率21.33%可最高增长至50.60%,相应筒压强度和堆积密度降低至8.86 MPa和816 kg/m^(3)。进一步采用Menger海绵和热力学分形理论分析了免烧陶粒滤料的孔结构特征,发现基于热力学关系的分形模型计算所得的分形维数与免烧陶粒滤料强度的线性相关性更高,所得分形维数范围为2.770~2.891,说明煤气化渣免烧陶粒的孔隙结构不仅受几何分形的影响还受到热力学机制的影响,且煤气化渣免烧陶粒的筒压强度均随着分形维数的增加而下降。 展开更多
关键词 煤气化渣 免烧陶粒 孔结构 筒压强度 分形维数
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中国民用煤洁净化利用现状及展望 被引量：17
3
作者 武建军 郭凡辉 +3 位作者 孙少杰 董继祥 江尧 张一昕 《洁净煤技术》 CAS 2017年第4期1-11,共11页
概括论述了我国民用煤的来源和现状,分析了民用煤不同煤种和形态的特点,讨论了不同燃烧方式的原理及污染排放情况;根据研究现状重点分析了关于民用煤的洁净化利用方法,针对民用煤的燃前加工、燃烧技术和燃后处理三方面论述,做到从源头治... 概括论述了我国民用煤的来源和现状,分析了民用煤不同煤种和形态的特点,讨论了不同燃烧方式的原理及污染排放情况;根据研究现状重点分析了关于民用煤的洁净化利用方法,针对民用煤的燃前加工、燃烧技术和燃后处理三方面论述,做到从源头治理,提高过程效率,有效处理烟气污染,提出了我国民用煤洁净化利用的建议和思路:研究型煤固硫机理和影响因素,开发高固硫率型煤,研制成本低、机械性能好、适用性强的生物质型煤,推广型煤替代散煤;开发高效、洁净、低成本民用灶具,提高民用煤热效率,实现洁净燃烧;实现燃煤烟气处理系统的民用化。 展开更多
关键词 民用煤 污染 洁净化 展望
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浮选颗粒-气泡湍流脱附机理与试验技术方法研究进展
4
作者 丁世豪 史文庆 +3 位作者 陈宏基 徐梦迪 桂夏辉 邢耀文 《煤炭学报》 北大核心 2025年第7期3639-3657,共19页
浮选是细粒矿物及煤炭提质除杂的重要方法,但其分选过程存在明显的尺寸效应,其中湍流诱发颗粒-气泡脱附是导致浮选存在分选粒度上限的主要原因。为了提高浮选粒度上限,强化粗粒浮选效果,颗粒-气泡脱附研究一直是领域内的热点与难点。从... 浮选是细粒矿物及煤炭提质除杂的重要方法,但其分选过程存在明显的尺寸效应,其中湍流诱发颗粒-气泡脱附是导致浮选存在分选粒度上限的主要原因。为了提高浮选粒度上限,强化粗粒浮选效果,颗粒-气泡脱附研究一直是领域内的热点与难点。从颗粒-气泡准静态脱附理论、湍流脱附机制以及试验技术方法 3个方面对颗粒-气泡脱附研究现状进行了系统综述。目前颗粒-气泡法向脱附机理已经形成广泛共识,毛细力是维持颗粒-气泡矿化气絮体稳定的主要作用力,颗粒-气泡脱附可分为气泡拉伸变形、气泡滑动收缩及气泡颈缩断裂3个阶段。同时,颗粒-气泡湍流脱附机制认识已日趋系统,颗粒的离心运动、气泡的变速运动以及气泡的振荡是引起颗粒-气泡脱附的主要机制。此外,脱附力测试技术、高速动态摄像技术、粒子图像测速技术及数值模拟等试验方法的综合运用,形成了一个涵盖“脱附力测试、界面行为捕捉、流场解析和过程仿真”的综合研究体系,极大地推动了颗粒-气泡脱附研究向更微观、更深层次的方向发展,为揭示浮选颗粒-气泡湍流脱附机理提供了充足可靠的试验保障。最后提出了未来颗粒-气泡脱附研究的发展方向,包括不同分离角度下毛细力数学模型构建、湍流诱发颗粒-气泡脱附能量作用机制及多元湍流涡协同诱导多颗粒-气泡脱附机制研究。上述关键科学问题的解决不仅有助于完善脱附理论,还将对提高浮选粒度上限和强化粗颗粒浮选具有重要指导意义。 展开更多
关键词 浮选 颗粒-气泡 湍流 脱附 试验技术方法
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水蒸气在褐煤孔隙中的吸附行为:试验研究与分子动力学模拟 被引量：3
5
作者 王成勇 邢耀文 +3 位作者 王市委 陈鹏 李吉辉 桂夏辉 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期162-171,共10页
深入理解水在褐煤上的吸附是褐煤干燥提质技术的理论基础之一。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和低温氮吸附/脱附试验分析了褐煤的含氧官能团和孔隙结构,利用水蒸气吸附/脱附试验和分子动力学(MD)模拟探究了水蒸气... 深入理解水在褐煤上的吸附是褐煤干燥提质技术的理论基础之一。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和低温氮吸附/脱附试验分析了褐煤的含氧官能团和孔隙结构,利用水蒸气吸附/脱附试验和分子动力学(MD)模拟探究了水蒸气在褐煤孔隙中的吸附行为。研究结果表明:褐煤样品丰富的含氧官能团和较多的微孔、中孔(孔径约2 nm),为水蒸气提供了吸附位点和吸附场所。水蒸气在煤样上的吸附过程可分为3个阶段。第1阶段,相对蒸气压(P/P_(0))<0.21,水分子直接吸附于含氧官能团上,此时的吸附速度最大;第2阶段(P/P_(0)=0.21~<0.71),水分子与已吸附的水分子相互作用,促使水团簇逐渐生长;第3阶段(P/P_(0)≥0.71),水团簇填充孔隙,并发生毛细凝聚,此时的吸附速度略大于第2阶段。根据Dent模型对水蒸气吸附等温线的拟合结果,吸附类型属于多级吸附,包括初级吸附(第1阶段)和次级吸附(第2、3阶段)。初级吸附能(-48.77 kJ/mol)显著大于水的液化热(E L=-43.99 kJ/mol),而次级吸附能(-42.28 kJ/mol)略小于E L,表明吸附于褐煤的水呈液态。水蒸气脱附过程存在明显的脱附迟滞现象,表明水蒸气吸附稳定,较难去除,其中高压迟滞发生在P/P_(0)≈0.4~0.9,主要由毛细凝聚和“墨水瓶”效应引起;而低压迟滞发生在P/P_(0)<0.4,由水分子与含氧官能团间强相互作用引起。MD模拟结果与水蒸气吸附/脱附等温线分析结果一致,水分子优先吸附在孔隙中,与孔隙壁的含氧官能团形成氢键,且其扩散系数(2.98×10^(-5)cm^(2)/s)与液态水的分子扩散系数相近。 展开更多
关键词 褐煤 孔隙结构 含氧官能团 水蒸气吸附 Dent模型 分子动力学模拟
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低品质煤泥浮选过程强化研究进展及其思考 被引量：66
6
作者 桂夏辉 邢耀文 +1 位作者 曹亦俊 刘炯天 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2715-2732,共18页
“富煤、缺油、少气”的一次能源赋存条件决定了我国煤炭的基础能源地位,与此同时,煤炭作为当前最主要的碳排放源,如何为实现碳达峰、碳中和做出煤炭贡献是整个行业迫切需要思考和解决的关键问题。我国煤炭资源禀赋条件差,高含杂低品质... “富煤、缺油、少气”的一次能源赋存条件决定了我国煤炭的基础能源地位,与此同时,煤炭作为当前最主要的碳排放源,如何为实现碳达峰、碳中和做出煤炭贡献是整个行业迫切需要思考和解决的关键问题。我国煤炭资源禀赋条件差,高含杂低品质煤资源储量丰富,随着优质煤炭资源的逐渐消耗与国家“双碳”战略的实施,低品质煤大规模分选提质已成为保障国家能源安全和煤炭行业高质量绿色发展的战略选择。目前重介质选煤技术的快速发展与推广使得粗粒低品质煤分选日趋成熟,但细粒低品质煤(低阶/氧化难浮煤、高灰难选煤等)浮选仍面临着严峻挑战,低品质煤泥浮选的基本作用原理与过程强化亟需研究。从低品质煤泥难浮难选机理、低品质煤泥浮选界面调控及流动强化3个方面对低品质煤浮选研究现状进行了系统讨论,最后提出了未来低品质煤浮选过程强化的新发展方向与技术体系,主要包括基于多尺度微纳力学解析的低品质煤浮选分离新原理、基于单分子力谱融合深度学习的浮选药剂分子智能定向筛选设计、基于能量精准适配的调浆-浮选流场精细化构建、煤系固废资源化利用与规模化消纳及低品质煤浮选界面-流体协同强化全链条智能化示范工程建设,上述关键科学与技术问题的解决将为我国煤炭行业高质量发展和国家“双碳”战略实施提供新的助力。 展开更多
关键词 低品质煤 浮选 界面调控 流动强化 表界面力学
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草酸与铁氧化物相互作用及光化学活化分子氧过程的研究进展 被引量：1
7
作者 陈婷 陈振华 徐天缘 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期405-415,共11页
草酸与铁氧化物共存于自然环境中,二者之间的相互作用及光化学行为强烈影响着分子氧的活化.而分子氧活化影响共存体系中污染物的迁移与转化,是发展绿色污染控制氧化技术的关键.因此,探讨草酸与铁氧化物之间的相互作用与光化学活化分子... 草酸与铁氧化物共存于自然环境中,二者之间的相互作用及光化学行为强烈影响着分子氧的活化.而分子氧活化影响共存体系中污染物的迁移与转化,是发展绿色污染控制氧化技术的关键.因此,探讨草酸与铁氧化物之间的相互作用与光化学活化分子氧是目前的研究热点之一.本文系统总结了近年来围绕草酸与铁氧化物相互作用以及草酸诱导铁氧化物活化分子氧的研究成果,论述了草酸在铁氧化表面的吸附与转化特性、草酸铁络合物光化学过程以及活性氧产生与转移途径,同时探讨了上述过程对环境污染物降解的影响,借此加深理解草酸诱导铁氧化物环境光化学行为与活化分子氧原理,并对今后的研究发展方向提出了展望,以期为利用天然铁氧化物和有机质发展原位环境修复技术提供依据. 展开更多
关键词 草酸 铁氧化物 光化学活化分子氧 光降解 草酸铁络合物
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非离子型复配捕收剂强化长焰煤浮选试验研究 被引量：19
8
作者 王磊 李孟乐 +2 位作者 常国慧 魏鑫鹏 桂夏辉 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期323-333,共11页
非离子型复配捕收剂在低阶煤煤泥浮选综合指标上具有明显优势,但浮选效果易受非离子型表面活性剂类型影响。选用油酸二乙醇酰胺(ODEA)、聚氧乙烯单叔辛基苯基醚(OP-4)、失水山梨醇单油酸酯(Span80)分别与煤油混合制备复配捕收剂进行浮... 非离子型复配捕收剂在低阶煤煤泥浮选综合指标上具有明显优势,但浮选效果易受非离子型表面活性剂类型影响。选用油酸二乙醇酰胺(ODEA)、聚氧乙烯单叔辛基苯基醚(OP-4)、失水山梨醇单油酸酯(Span80)分别与煤油混合制备复配捕收剂进行浮选试验,借助药剂分散性试验、接触角测试、X射线光电子能谱分析、分子动力学模拟等手段,研究了酯类、醚类、酰胺类非离子型复配捕收剂对长焰煤煤泥浮选的影响规律与强化机理。浮选试验结果表明,复配药剂具有较优捕收性和选择性,均可不同程度改善浮选效果,其中复配酯类Span80捕收剂浮选效果最佳,复配醚类OP-4捕收剂、复配酰胺类ODEA捕收剂效果相当,煤油效果最差。机理分析表明,3类非离子型表面活性剂均提升了长焰煤颗粒疏水性,但疏水强化程度因表面活性剂类型而异,主要体现在药剂对煤亲水位点覆盖与烃类油乳化分散的双重作用。由于氢键键合作用,Span80分子极性基团可有效覆盖煤粒表面极性位点,且分子疏水端向水相延伸,大幅增加了煤颗粒表面疏水性;ODEA分子同样可有效覆盖煤粒表面极性位点,效果较Span80分子稍差,但优于OP-4分子。三类非离子型表面活性剂均降低了煤油液滴尺寸,测定弦长集中在50~150μm。复配酯类Span80药剂体系液滴数量最多,增加了其与煤粒疏水位点的接触时长与面积,更有利于浮选。OP-4相较ODEA,其乳化分散烃类油的优势在一定程度上弥补了其覆盖煤亲水位点的不足。 展开更多
关键词 低阶煤 煤泥浮选 非离子型表面活性剂 表面改性 捕收剂
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浮选中煤磨矿解离工艺技术的研究 被引量：5
9
作者 魏立勇 王东岳 +4 位作者 杨自立 张翠艳 刘瑞山 夏灵勇 桂夏辉 《中国煤炭》 北大核心 2017年第10期96-101,共6页
针对浮选中煤进行二次资源开发,提出了浮选中煤螺旋抛尾——磨矿解离工艺,对入料浓度、处理量和磨矿填充率等工艺条件进行了探索研究。研究结果表明,浮选中煤的粗粒级灰分较高,需要抛除原煤中的高灰分部分,为后续煤岩解离提供良好的原料... 针对浮选中煤进行二次资源开发,提出了浮选中煤螺旋抛尾——磨矿解离工艺,对入料浓度、处理量和磨矿填充率等工艺条件进行了探索研究。研究结果表明,浮选中煤的粗粒级灰分较高,需要抛除原煤中的高灰分部分,为后续煤岩解离提供良好的原料;经过重选预先抛尾后,当要求精煤灰分12.50%时,理论精煤产率为59.77%;探索了螺旋精煤分级和不分级条件下的磨机填充率对磨矿解离的影响;对于浮选中煤,与开路分级磨煤工艺相比,闭路不分级磨煤工艺可获得更好的分选指标。 展开更多
关键词 浮选中煤 螺旋抛尾 磨矿解离
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煤系战略性金属锂镓的富集分离研究进展 被引量：4
10
作者 方丹 夏阳超 +3 位作者 李永改 邢耀文 苗真勇 桂夏辉 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第1期233-243,共11页
煤系物中存在丰富的锂、镓等战略性金属矿物,从中提取利用这些金属,既促进了资源再利用还可以增加我国战略性金属储备。由于锂镓的富集分离必经以厘清煤系锂、镓的赋存状态为前提,故先阐述了锂、镓含量检测和赋存形态研究,继而提出锂镓... 煤系物中存在丰富的锂、镓等战略性金属矿物,从中提取利用这些金属,既促进了资源再利用还可以增加我国战略性金属储备。由于锂镓的富集分离必经以厘清煤系锂、镓的赋存状态为前提,故先阐述了锂、镓含量检测和赋存形态研究,继而提出锂镓的预富集方法和分离提取方法,详细分析了物理分选法、化学分选法等富集方法,以及化学沉淀法、溶剂萃取法、离子交换吸附法和膜分离法等分离方法的技术原理和适用性。针对煤系锂、镓富集分离研究现状,提出了未来的发展方向,包括探清目标元素与有害元素的组合形式和成矿机理,提高煤系锂、镓的活化适应性和选择性,突破金属分离的技术瓶颈并优化生产工艺,实现酸碱溶液循环利用。研究成果可为煤系物的资源化利用和其他战略性金属的提取利用提供有益参考。 展开更多
关键词 煤系物 锂镓 赋存状态 物理分选 化学活化 提取分离
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基于磨矿动力学方程的磨矿技术效率模型及试验研究 被引量：3
11
作者 郭旺 李艳军 +1 位作者 邢耀文 桂夏辉 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4056-4065,共10页
为了提高磨矿过程中粗粒级粉碎生成合格粒级的效率,本文基于磨矿动力学方程构建了磨矿技术效率新模型,并进行了试验验证。首先,根据磨矿动力学模型,建立磨矿过程中各个粒级质量分数随时间变化的数学表达式;然后,将各粒级的磨矿动力学数... 为了提高磨矿过程中粗粒级粉碎生成合格粒级的效率,本文基于磨矿动力学方程构建了磨矿技术效率新模型,并进行了试验验证。首先,根据磨矿动力学模型,建立磨矿过程中各个粒级质量分数随时间变化的数学表达式;然后,将各粒级的磨矿动力学数学表达式与磨矿技术效率方程相结合,构建出新的磨矿技术效率模型;最后,通过不同磨矿介质尺寸和搅拌器转速的磨矿动力学试验,验证新建模型的有效性。研究结果表明:磨矿技术效率与粗粒级、过粉碎粒级的磨矿速率k有关,并随时间变化而变化;在某一时间点处,磨矿技术效率达到峰值,将该时间点作为物料在磨机内的停留时间时,可以实现粗粒级破碎生成合格粒级效率的最大化;>0.015 mm和>0.074 mm粒级质量分数随磨矿时间的变化符合一阶磨矿动力学方程,当磨矿介质尺寸为8 mm时,磨机的磨矿技术效率最大,提高搅拌器转速会减小峰值所对应的磨矿技术效率,增大介质尺寸和提高搅拌器转速均可以缩短峰值所对应的磨矿时间。 展开更多
关键词 磨矿技术效率 磨矿动力学 峰值点 磨矿速率
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难浮煤−极性捕收剂相互作用研究新视角:分子对接与诱导契合效应 被引量：2
12
作者 蘧鹏程 夏阳超 +3 位作者 薛志刚 邢耀文 桂夏辉 田佳 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期283-290,共8页
研究煤泥与浮选药剂间的相互作用将是浮选过程强化的热点和难点,针对难浮煤表面强亲水的化学结构特性,将生物医药领域诱导契合效应引入到难浮煤−极性捕收剂的相互作用研究中。基于煤样性质检测结果,构建了3D煤分子结构,采用原型分子(Pro... 研究煤泥与浮选药剂间的相互作用将是浮选过程强化的热点和难点,针对难浮煤表面强亲水的化学结构特性,将生物医药领域诱导契合效应引入到难浮煤−极性捕收剂的相互作用研究中。基于煤样性质检测结果,构建了3D煤分子结构,采用原型分子(Protomol)技术搜索并表示煤分子活性口袋,在活性口袋中搜索极性捕收剂与难浮煤的分子对接最优构象,根据极性药剂与煤分子相互作用最优构象的结合能大小,分析分子对接和诱导契合效应研究结果与浮选结果之间的对应性关系。结果表明分子对接结果与难浮煤可燃体回收率均呈现出十二醇<十二醛<十二酸甲酯的规律,浮选可燃体回收率与分子对接结合能绝对值、煤分子诱导契合效应呈现明显的正相关关系,揭示了分子对接对浮选药剂筛选的指导作用。根据分子对接构型可知结合能存在差异性归因于π-CH作用和空间位阻作用的不同。进而将药剂分子的三维空间进行固定,采用分子力学模拟对三种极型捕收剂与煤分子间“诱导契合效应”进行探索,发现十二酸甲酯与煤分子活性区域能够产生更大的相互作用,煤分子活性区域对十二酸甲酯的诱导效应、包裹性更强,因而在浮选过程中效果更好。采用分子对接和诱导契合效应研究煤分子与药剂相互作用,可为浮选捕收剂的快速筛选提供技术途径和科学指导。 展开更多
关键词 难浮煤 极性捕收剂 分子对接 对接打分方法 诱导契合
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高灰煤气化细渣的油类捕收剂浮选与难浮机理 被引量：1
13
作者 杨哲 黄根 +4 位作者 赵宇佳 王陆洋 孙小丽 廖寅飞 崔晓珂 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期142-153,共12页
高效分离煤气化细渣中的残碳和矿物是其高值化利用的前提,但气化细渣较差的可浮性成为其浮选分离面临的难题之一。以多喷嘴对置(OMB)水煤浆气化炉的煤气化细渣为对象,研究了油类捕收剂十二烷的浮选效果和气化细渣的难浮机理。通过傅里... 高效分离煤气化细渣中的残碳和矿物是其高值化利用的前提,但气化细渣较差的可浮性成为其浮选分离面临的难题之一。以多喷嘴对置(OMB)水煤浆气化炉的煤气化细渣为对象,研究了油类捕收剂十二烷的浮选效果和气化细渣的难浮机理。通过傅里叶红外光谱测试,发现气化细渣中芳香结构和侧链的含量相比煤炭样品的含量较少,且气化细渣表面存在较多含氧基团;X射线光电子能谱结果表明气化细渣矿物中包含多种亲水的氧化矿物。通过低温氮气吸附和压汞试验测量了气化细渣的孔隙特性,结果表明其孔隙在纳米到微米尺寸内均有大量分布;计算得到原矿样品的BET比表面积为62.03 m^(2)/g。通过粉末润湿试验和改进的Lucas-Washburn方程表征了水和十二烷对气化细渣粉末的润湿过程,试验发现气化细渣残碳相比水更易被十二烷润湿,而气化细渣尾矿更易被水润湿,但残碳和尾矿对水的润湿性差异较小;通过低场-H^(1)核磁共振的T_(2)反演图谱证明了油类捕收剂在孔隙中的吸附行为;油类捕收剂用量的增加和油滴粒径的减小导致孔隙药剂吸附量增加。油类捕收剂在气化细渣的浮选过程中大量进入孔隙而难以有效在残碳表面吸附,导致油类捕收剂的浮选作用效果差。 展开更多
关键词 气化细渣 浮选 油类捕收剂 低场核磁 Lucas-Washburn方程
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水力空化法剥离煤制备荧光碳点的性质
14
作者 李雪华 雷国暄 +4 位作者 李缘 王丽 廖寅飞 李小兵 赵辉 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3972-3979,共8页
以煤为原料制备碳纳米材料,对煤炭的清洁化和资源化利用具有重要意义。纳米碳点以其优异的性能,在许多领域显示出巨大的应用前景。目前,制备煤基碳点的化学和物理方法存在着使用药剂和设备昂贵、难以规模化生产等不足,因此亟需开发一种... 以煤为原料制备碳纳米材料,对煤炭的清洁化和资源化利用具有重要意义。纳米碳点以其优异的性能,在许多领域显示出巨大的应用前景。目前,制备煤基碳点的化学和物理方法存在着使用药剂和设备昂贵、难以规模化生产等不足,因此亟需开发一种绿色环保、可规模化的制备方法。以无烟煤为原料,本文首次采用水力空化的方法剥离出碳点。该碳点呈类球形颗粒,平均粒径为2.1nm,具有石墨类晶格结构;主要由C、O元素组成,表面附着丰富的含氧基团,水溶液中分散性良好。由于该碳点特有的核壳结构,展现出独特的荧光性能。在360nm光照射下,显示出蓝色和黄色两个荧光峰;当用小于此波长光激发时,蓝色荧光峰占主导地位,而大于此波长时,黄色荧光峰占主导地位;另外,蓝色荧光峰表现出对激发波长的依赖性,而黄色荧光峰位置基本不变。本碳点的成功制备为研究其荧光机理和双荧光峰之间的过渡与转换提供了新的实物基础。更重要的是,研究成果将为碳点的绿色、高效、低成本、连续和规模化制备,以及煤炭资源的高值化利用提供新思路和新方法。 展开更多
关键词 碳点 水力空化 煤 荧光
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基于LBM的多分散颗粒-气泡湍流碰撞频率的直接数值模拟研究 被引量：2
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作者 杨学松 陈冬琴 +3 位作者 王云琳 李哲 邢耀文 桂夏辉 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2692-2703,共12页
浮选是细粒矿物提质除杂的重要手段,但面临微细粒回收率低的难题。湍流是强化微细粒浮选的必要条件,但其多尺度碰撞及调控机制尚未明晰。尤其对于多分散颗粒/气泡体系,传统的浮选理论与现代工业应用之间存在一定的差距。以湍流中多分散... 浮选是细粒矿物提质除杂的重要手段,但面临微细粒回收率低的难题。湍流是强化微细粒浮选的必要条件,但其多尺度碰撞及调控机制尚未明晰。尤其对于多分散颗粒/气泡体系,传统的浮选理论与现代工业应用之间存在一定的差距。以湍流中多分散颗粒-气泡碰撞行为为研究对象,采用各向同性湍流直接数值模拟(DNS),并结合碰撞动力学理论,以径向相对速度和分布函数为分析突破口,研究了大尺度涡输运-微尺度涡局部富集效应下的湍流碰撞特性,及其尺寸效应对碰撞过程的影响。研究发现:多分散效应和惯性作用导致点粒子直接数值模拟结果与经典Saffman&Turner模型预测值存在明显差异,明确了经典理论在预测多分散体系中的局限性,强调了高保真预测多分散颗粒气泡体系中湍流特征与理想碰撞频率的必要性。在大涡输运和微涡富集的竞争协调作用下,提高湍流耗散率和增大微细颗粒-气泡直径是提高多分散颗粒和气泡理想碰撞频率的有效途径。另外,随着颗粒-气泡尺寸离散度的增加,大涡输运作用被增强,但微涡局部富集效应被削弱。因此存在最佳离散度可实现较高的多分散粒度的颗粒-气泡群碰撞频率。这表明调控浮选过程中的颗粒-气泡尺寸分布对提高分选效率具有重要意义。阐明了大尺度涡湍流输运效应与小尺度涡局部富集效应的竞争协同作用下颗粒-气泡碰撞机理,为现代浮选颗粒-气泡矿化理论提供了丰富的理论支持。 展开更多
关键词 浮选 湍流 多尺度涡 直接数值模拟 碰撞频率
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生物柴油捕收剂强化粉煤灰浮选脱炭试验研究 被引量：2
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作者 代世琦 张锐 +4 位作者 刘秦杉 刘金成 包西程 邢耀文 桂夏辉 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期336-343,共8页
粉煤灰颗粒表面氧化程度高,疏水性差,易形成稳定的水化膜。常规烃类油捕收剂难以有效地吸附在粉煤灰颗粒表面从而提高粉煤灰表面疏水性,造成粉煤灰浮选药耗量大,脱炭困难,严重制约粉煤灰回收利用。为解决传统捕收剂在粉煤灰浮选脱炭中... 粉煤灰颗粒表面氧化程度高,疏水性差,易形成稳定的水化膜。常规烃类油捕收剂难以有效地吸附在粉煤灰颗粒表面从而提高粉煤灰表面疏水性,造成粉煤灰浮选药耗量大,脱炭困难,严重制约粉煤灰回收利用。为解决传统捕收剂在粉煤灰浮选脱炭中选择性差,分选效率低及环境污染严重的问题,采用生物柴油作捕收剂进行粉煤灰浮选脱炭试验。通过包覆角、饱和吸附量、颗粒团聚行为、红外光谱、气相色谱-质谱联用等测试方法进一步分析了生物柴油捕收剂强化粉煤灰浮选脱炭机理。试验结果表明,相比于常规烃类油捕收剂,生物柴油捕收剂具有较优的选择性,均可改善浮选效果,其中1600型和1030型捕收剂质量复配比为3∶1,用量为200 g/t时,浮选效果最佳,单一1600型和1030型捕收剂效果相当。不同捕收剂处理后,包覆角大小为柴油<1600型捕收剂<1030型捕收剂1030型捕收剂>1600型捕收剂>复配药剂,0.045~0.010 mm颗粒团聚尺寸为复配>柴油>原样。机理分析表明,生物柴油捕收剂中的酯、羧酸和醇类化合物的极性端基团与粉煤灰表面含氧官能团之间形成氢键从而吸附在粉煤灰表面,使其疏水端暴露在矿浆中,提高粉煤灰表面疏水性,使其细颗粒更易团聚,从而提高了粉煤灰的可浮性以及降低了泡沫产品的灰分。研究成果为开发适用于粉煤灰绿色、高效浮选脱炭捕收剂提供策略和指导。 展开更多
关键词 粉煤灰 浮选 生物柴油 疏水性 绿色捕收剂
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脂肪酸羧基对低阶煤–水界面弱相互作用的影响机理
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作者 刘泽晨 董宪姝 +2 位作者 樊玉萍 廖寅飞 曹亦俊 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期3150-3160,共11页
复合捕收剂中脂肪酸的羧基数量对于低阶煤浮选影响机理的研究仍然有限。利用密度泛函理论(DFT)结合傅里叶红外光谱(FTIR)和Zeta电位,研究了不同羧基数量的脂肪酸(正癸酸和癸二酸)分别与十二烷组成的复合捕收剂在低阶煤–水界面的分子间... 复合捕收剂中脂肪酸的羧基数量对于低阶煤浮选影响机理的研究仍然有限。利用密度泛函理论(DFT)结合傅里叶红外光谱(FTIR)和Zeta电位,研究了不同羧基数量的脂肪酸(正癸酸和癸二酸)分别与十二烷组成的复合捕收剂在低阶煤–水界面的分子间弱相互作用。DFT计算结果表明有着2个羧基的癸二酸分子与苯甲酸/苯酚/水分子的氢键作用、电荷转移及相互作用能均强于有着一个羧基的正癸酸分子,而且癸二酸分子与水分子的相互作用要强于与苯/苯甲酸的相互作用,说明含有较多羧基数量的羧酸分子与低阶煤表面的相互作用受水的影响很大。FTIR和Zeta电位结果表明羧基数量对低阶煤疏水位点的吸附影响不大,具有2个羧基数量的复合捕收剂与低阶煤之间的氢键作用强度较强,同时对煤样表面的电位影响较小,表明部分癸二酸分子的羧基基团与水分子间发生氢键作用,导致煤样表面吸附较少的含有癸二酸的复合捕收剂。同时,使用含有癸二酸的复合捕收剂可获得较低的精煤灰分,但是牺牲了更多的精煤产率,而含有正癸酸的复合捕收剂在兼具捕收性能同时有着较好的选择性。说明在实际的浮选过程中,癸二酸与水较强的氢键作用以及静电相互作用削弱了其复合捕收剂对于低阶煤的捕收性能,这也证实了DFT、FTIR、Zeta的研究结果。 展开更多
关键词 低阶煤 浮选 复合捕收剂 羧基数量 密度泛函理论 界面相互作用
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褐煤廉价吸附剂制备及其对煤气化废水的吸附性能研究 被引量：1
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作者 梁占荣 辛学铭 +1 位作者 董秀勇 贺琼琼 《煤炭工程》 北大核心 2020年第5期158-162,共5页
煤气化废水污染物组分复杂、COD值高,含有多种有毒有害物质,煤气化废水的处理问题一直是我国煤气化工业发展的重要问题之一。文章研究了胜利(SL)和昭通(ZT)热处理褐煤(TTL)对煤气化废水中有机物的吸附。研究结果表明:两个TTL中的残留水... 煤气化废水污染物组分复杂、COD值高,含有多种有毒有害物质,煤气化废水的处理问题一直是我国煤气化工业发展的重要问题之一。文章研究了胜利(SL)和昭通(ZT)热处理褐煤(TTL)对煤气化废水中有机物的吸附。研究结果表明:两个TTL中的残留水分对COD去除效率有很大影响,与有效的吸附孔呈负相关。其中SL TTL吸附效果明显优于ZT TTL,SL TTL在300℃下热处理2min显示出最高的COD去除效率,当吸附剂用量为100. 0g/L且pH值为2. 0时,去除率可达64. 5%。 展开更多
关键词 煤气化废水 热处理褐煤 吸附 COD去除率
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基于气体搅拌的折流板萃取柱液泛特性研究
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作者 王驰 许东兵 +8 位作者 常朝 蒋子超 谭博仁 王晨晔 王勇 李会泉 赵泽森 桂夏辉 杨建国 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第2期109-115,共7页
萃取柱具有连续性强,安全性高,通量大的优点,受到相似金属分离、精细化工等工业分离领域的青睐。液泛特性是萃取柱稳定运行的关键参数之一,低界面张力萃取体系分散相液滴极易破碎的特征是导致萃取柱易发生液泛的本质原因。采用新型气体... 萃取柱具有连续性强,安全性高,通量大的优点,受到相似金属分离、精细化工等工业分离领域的青睐。液泛特性是萃取柱稳定运行的关键参数之一,低界面张力萃取体系分散相液滴极易破碎的特征是导致萃取柱易发生液泛的本质原因。采用新型气体搅拌技术,以气泡上浮过程中的动能和不均匀流场产生的弱曳力作用代替传统搅拌、脉冲能量形式破碎液滴。选取三种不同界面张力萃取体系,研究了气体搅拌条件下的萃取柱液特性,发现分散相液泛流速随着气速与连续相流速的增大逐渐降低,并且高界面张力体系降低的程度比低界面张力体系高。基于试验值,通过最小二乘法回归分析,提出预测误差为10.05%的液泛流速预测关联式,为后续气体搅拌萃取柱的设计与放大提供参考。 展开更多
关键词 液泛特征 气体搅拌 折流板萃取柱 预测关联式
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气泡尾涡诱导颗粒多轨迹演化动力学机制
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作者 陈冬琴 杨学松 +3 位作者 周博博 李哲 邢耀文 桂夏辉 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第9期3236-3252,共17页
随着优质矿产资源日益减少,复杂难选矿石的开发利用成为选矿领域的研究重点。针对微细粒矿物浮选回收率低的技术难题,本文通过自主搭建的气泡尾涡区实验平台,结合高速动态显微摄像技术,系统研究了微细颗粒在气泡尾涡区的运动特性;发现... 随着优质矿产资源日益减少,复杂难选矿石的开发利用成为选矿领域的研究重点。针对微细粒矿物浮选回收率低的技术难题,本文通过自主搭建的气泡尾涡区实验平台,结合高速动态显微摄像技术,系统研究了微细颗粒在气泡尾涡区的运动特性;发现了绕流-脱离、卷吸-碰撞、振荡-回落和多涡耦合四种典型运动模式,揭示了其与雷诺数的定量关系;建立了基于曳力动态特性的颗粒运动模型,阐明了切向曳力积累和径向力平衡对颗粒行为的调控机制。并通过流场参数优化,提出了提升微细粒浮选效率的新方法。研究成果为揭示微细颗粒在气泡尾涡区内的复杂运动机制提供了理论依据,并为提高微细颗粒回收率奠定了技术基础。 展开更多
关键词 微细矿物 浮选 气泡尾涡 运动轨迹 受力机制
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