低变质侏罗纪煤煤岩的选择性解离研究

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我国侏罗纪低变质烟煤具有储量丰富、煤质优良等特点，但其丝质组含量普遍偏高，严重制约了其作为化工原料用煤的转化效率。煤岩组分的分离是解决上述问题的重要途径。煤岩组分选择性解离是提高煤岩组分分选效率的关键。本文以神东上湾煤、神府张家峁煤、宁东羊场湾煤为研究对象，基于煤岩显微组分间的差异，利用常规粉碎方式和超细粉碎-分级系统对煤样进行选择性解离研究。利用激光粒度分析和偏光显微镜对煤岩组分的解离效果进行了表征，探索出煤岩组分差异性富集的规律。研究结果对煤岩组分高效解离具有一定的指导意义。主要结论如下：
　　(1)利用偏光显微镜对三种煤样进行了工艺煤岩学研究，结果表明：张家峁煤、上湾煤、羊场湾煤壳质组含量均小于1％；张家峁煤和上湾煤镜质组含量分别为53.8%和54.6%，惰质组分含量分别为45.6%和44.7%；羊场湾煤惰质组含量为53.9%，主要成分为丝质体和粗粒体，其含量分别为32.7%和12.6%。三种煤样煤岩组分整体呈条带状分布，主导分布宽度为50~300μm。局部出现部分团块状嵌布，嵌布粒度为10~45μm。通过对煤岩组分挥发分的差异的测定，确定了煤岩显微组分含量与干基挥发分的关系为：Vd=-0.1642I+42.4248；R2=0.9780，为后续的煤岩组分快速检测提供了一种较为实用的方法。
　　(2)利用两种典型的破碎方式，开展磨矿方式对煤岩组分解离规律的影响研究。结果表明：随着磨矿时间的增长，不同粒度级别的煤岩显微组分解离度均略有增长，综合比较发现煤岩显微组分的解离度与颗粒被粉碎的粒度相关；在棒磨过程中，当颗粒粒度小于45μm时，煤岩组分解离度大于90%；在球磨过程中，当颗粒粒度小于30μm时，煤岩组分解离度大于90%。说明棒磨作用在对煤岩组分解离的粒度选择性优于球磨作用。煤样破碎过程中对煤岩组分在不同粒级分配有差异，惰质组易富集于-45μm，镜质组易富集于+75μm；随着磨矿时间的增长，煤岩组分差异性富集现象逐渐减弱。
　　(3)在流化床气流冲击式超细粉碎-分级和机械冲击式超细粉碎-分级系统上，开展了不同煤样的煤岩组分超细粉碎与分选试验研究。通过粒度分析、煤岩光片分析、解离度分析等手段考察煤岩组分解离富集的效果。结果表明：与流化床气流冲击式超细粉碎分级系统相比，机械冲击式超细粉碎-分级系统在煤岩解离选择性以及煤岩组分差异性富集方面表现较优，其中分级机出口产品和布袋除尘产品的煤岩组分单体解离度超过90%，布袋除尘产品惰质组含量>65%。
　　(4)研究了微波预处理对煤岩组分解离的影响规律。结果表明：微波有助于煤粒内部产生裂隙和裂纹，对煤岩组分的解离有一定的辅助作用。随着微波功率增大，裂纹数量逐渐提高，当微波功率提高到1500 W时裂纹产生率最高。同时煤粒的粒度也对微波产生的裂纹有一定影响，当煤粒度在-0.125 mm~+0.074 mm时煤中裂纹数量最多。

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作者
王进;
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作者单位

西安科技大学;

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授予单位西安科技大学;
学科矿业工程
授予学位硕士
导师姓名周安宁,李振;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类煤的分析与检验;
关键词
侏罗纪煤; 显微组分; 选择性解离; 粉碎特性; 工艺煤岩学; 微波预处理;

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