铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)的单晶结构分析

铅离子-苯甲羟肟酸配合物捕收剂(Pb-BHA)在钨矿、锡石和钛铁矿等氧化矿浮选中展现出良好的浮选性能和应用前景,但其精确分子结构尚不清楚,阻碍了配合物浮选作用机理的深入认识和金属基捕收剂分子设计的开展。本文培养了铅离子与BHA摩尔比分别为1∶1和2∶1的两种Pb-BHA配合物单晶(配合物1和配合物2),并采用X射线结构分析方法对其结构进行解析,包括配合物晶体结构、分子结构、空间堆积结构、分子间相互作用等。结果表明:配合物1的分子式为Pb_(6)L_(8)(NO_(3))_(4)(HL=BHA),配合物2的分子式为[Pb_(6)L_(8)(NO_(3))_(3)]NO_(3),铅离子与配体氧原子配位形成非平面“O,O”五元环螯合物构型,铅离子配位数为五配位、六配位和七配位。配合物分子通过Pb—O键与临近配合物相键接形成具有单体重复结构的三维扩展堆积聚合物。配合物中弱相互作用以O…H、H…H、Pb…O为主,π-π相互作用在分子间相互作用中占据主导,其次是N—H…O氢键作用。Pb-BHA配合物单晶结构的综合分析为研究配合物的液相结构及矿物表面吸附结构、浮选行为调控方法、浮选作用机理以及新型金属基捕收剂分子设计等提供了重要研究基础。

煤系战略性金属锂镓的富集分离研究进展

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。

基于亚稳态液膜空化的长程疏水力作用机制

疏水力作为胶体物理化学及生物大分子体系中重要作用力,具有典型的多尺度作用程特征,其中亚稳态液膜空化气泡桥接诱发长程疏水力和固液界面水分子重排熵效应诱导短程疏水力假说占据着当前学术主流,但仍缺少系统理论研究.为进一步阐明基于亚稳态液膜空化的长程疏水力作用机制,借助原子力显微镜(AFM)及分子动力学模拟对全氟辛基三氯硅烷疏水化颗粒与表面间长程疏水力进行了系统研究.AFM力测试结果表明:长程疏水力作用程随接近次数增加而逐渐增大并逐渐趋于稳定,第十次接触时进针曲线跳入黏附距离达到502.01 nm,退针曲线中观察到了预示空化气泡毛细桥断裂的台阶.此外,发现经典毛细力数学模型可以较好地拟合进针曲线,通过计算得到毛细桥体积约为0.30μm^(3),从理论角度直接验证了亚稳态液膜空化气泡毛细桥的存在.进一步借助GROM ACS(GROningen M A chine for Chemical Simulations)大尺度牵引分子动力学模拟从分子尺度探索疏水颗粒分离过程中空化气泡毛细桥产生、演化过程与力学行为的内在关联机制,结果表明:疏水颗粒从基板表面跳出分离瞬间,产生的局部压降吸引氮气分子向液膜内部扩散从而形成空化气泡毛细桥,同时,在毛细桥断裂时刻在计算弹簧势力曲线中观察到了力跳跃行为.最后研究了溶液气体含量对长程疏水力的影响规律,发现气体分子含量和空化气泡毛细桥体积增长速率与毛细桥拉伸断裂长度呈现正相关关系,进一步表明了长程疏水力的气体浓度依赖效应.基于亚稳态液膜空化的长程疏水力作用机制的揭示有助于进一步完善胶体物理化学及生物大分子间相互作用理论体系,同时对调控实际矿物浮选过程具有重要指导意义.

基于煤矸石中锂、镓元素赋存状态的高梯度磁选预富集试验

我国山西、内蒙古部分矿区煤矸石中蕴藏着锂、镓等战略性关键金属,其锂、镓元素富集逐渐成为研究热点。然而煤矸石中锂、镓含量很低,直接浸出需消耗大量化学药剂,高效、经济的富集锂、镓元素仍存在很大挑战。为提高煤矸石中锂、镓富集效率,针对山西朔州地区煤矸石中锂、镓元素赋存状态和预富集方法展开研究。采用逐级化学提取法、矿物物相组成、矿物解离分析、电感耦合等离子体质谱法、扫描电子显微镜和能量色散光谱,研究了煤矸石中锂、镓元素的赋存状态,利用高梯度磁选探究通过抛除黄铁矿对煤矸石中锂、镓元素预富集的可行性。结果表明,煤矸石主要由高岭土、黄铁矿、石英、方解石、白云母等矿物组成,锂、镓元素主要赋存于硅酸盐类矿物中,黄铁矿中含量较少。原矿中锂质量分数146.37μg/g,镓质量分数25.04μg/g。通过磁选方法抛除黄铁矿可对煤矸石中锂、镓元素预富集,1000 mT时,预富集效果最佳,磁选尾矿中锂质量分数210.63μg/g,为原矿中锂含量的1.45倍,锂回收率88.00%。镓质量分数31.88μg/g,高于原矿中镓元素,镓回收率80.07%。

陶瓷介质搅拌磨对炼焦中煤解离特性与分选潜势的影响

为研究炼焦中煤在搅拌磨机中的选择性解离特性,以涡北选煤厂的炼焦中煤为对象,进行了样品性质、磨矿条件优化、磨矿产品解离特性及颗粒形状特性等研究,对比了相同磨矿细度下搅拌磨机和棒磨机磨矿产品的浮选效果。研究结果表明:在搅拌磨机磨矿时间4min、陶瓷球直径6mm、介质填充率60%、磨矿浓度55%的最优磨矿条件下,-0.074mm含量79.39%的磨矿产品经过浮选,可得到产率61.49%的精煤(A_(d)=11.50%)产品;在相同的磨矿细度下,搅拌磨机所需的磨矿时间更短,产生的高灰细泥产率低,磨矿产品浮选精煤(A_(d)=11.50%)产率较棒磨机高9.82个百分点,说明搅拌磨机解离效果更好;SEM分析进一步证实,搅拌磨机磨矿产品表面微细粒脉石矿物较少,颗粒球形度(R0)低,伸长率(EW)高,有利于颗粒与气泡的黏附;研究结果可为炼焦中煤选择性解离提供工艺思路。

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

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。

脂肪酸不饱和度对低阶煤浮选强化的影响机制

为研究脂肪酸不饱和度对低阶煤浮选的影响,选择碳原子个数相同但双键个数依次增加的油酸、亚油酸和亚麻酸作为浮选捕收剂对低阶煤进行浮选,并与非极性捕收剂柴油进行对比,通过颗粒-气泡间粘附力测试和药剂吸附的分子动力学模拟,揭示了不饱和脂肪酸强化低阶煤浮选的作用机制.结果表明,不饱和脂肪酸的浮选性能优于柴油,低阶煤浮选产率随脂肪酸不饱和度增加而增加.采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对低阶煤表面形貌和官能团进行分析.SEM结果表明,低阶煤表面疏松,含有大量孔隙与裂隙,不利于药剂在煤表面的铺展.FTIR和XPS结果表明低阶煤表面含有大量含氧官能团,表面疏水性较差,导致浮选回收率较低.对不同捕收剂条件下气泡与煤表面粘附力进行测定,发现气泡与煤表面间最大粘附力随捕收剂不饱和程度增加而增加,这说明颗粒可浮性增加.进一步对不饱和脂肪酸吸附的分子动力学模拟进行分析,可知不饱和脂肪酸通过其极性基团与煤表面极性基团间形成氢键,从而在煤表面铺展.双键个数增加使得不饱和脂肪酸极性增加,在煤表面的铺展程度逐渐增加,导致颗粒可浮性增加,这是低阶煤浮选回收率随脂肪酸不饱和程度增加而增加的主要原因.

基于润湿膜时空演化的颗粒-气泡间相互作用力数值求解

颗粒-气泡间的相互作用涉及颗粒-气泡碰撞、黏附和脱附,作为泡沫浮选的基本单元直接影响浮选效率。其中,颗粒-气泡黏附伴随着颗粒-气泡间润湿膜的薄化破裂。明晰润湿膜薄化过程中颗粒-气泡间的相互作用,对强化难浮煤/难选矿浮选回收具有重要的理论指导意义。采用动态润湿膜测试系统(DWFA)研究了亲/疏水二氧化硅表面与气泡之间润湿膜的时空演化,基于润湿膜薄化动力学数据数值求解了颗粒-气泡间相互作用力,进一步分析了润湿膜薄化过程中流体力和表面力协同作用机制。结果表明,亲水二氧化硅-气泡间润湿膜最终呈现“U”型平衡轮廓,其中心点厚度为121.0 nm;疏水二氧化硅-气泡间润湿膜不稳定并于0.93 s快速破裂,中心点临界破裂厚度为157.8 nm。颗粒-气泡相互作用力学分析表明,分离距离较远时,马达以6μm/s给定速度驱动样品接近气泡,流体力是颗粒-气泡润湿膜排液的最主要贡献力。当颗粒-气泡分离距离缩短至约300 nm时,表面力开始作用。亲水二氧化硅-气泡间润湿膜排液速率低、达到平衡所需时间久,在润湿膜稳定前,马达停止驱动,继而流体力减小,表面力增大,排斥性分离压力主导亲水二氧化硅-气泡间润湿膜缓慢排液至平衡。疏水二氧化硅-气泡间流体力持续增大,随着分离距离减小,吸引性范德华力或疏水力等表面力作用,诱发润湿膜快速破裂。因此,对于表面疏水性弱的二氧化硅,其与气泡间排斥作用强,不利于颗粒-气泡黏附;通过表面改性方法提高其表面疏水性,可诱发颗粒-气泡间润湿膜破裂,提高黏附概率,这归因于疏水颗粒-气泡间吸引性分离压力。

黄铜矿浮选体系晶态/无定形二氧化硅的流变特性与夹带行为

硅酸盐类脉石夹带是制约贫杂难选矿高效浮选分离的难题之一.借助分批浮选试验、流变学测试、冷冻扫描电镜测试、颗粒沉降试验,探究了黄铜矿浮选体系晶态/无定形二氧化硅的流变特性与夹带行为.结果显示,随着脉石中无定形二氧化硅含量的增加,矿浆表观黏度呈指数型增大,黄铜矿回收率持续降低,脉石回收率先升高后降低.脉石回收率发生变化是脉石夹带率、水回收率共同作用的结果:在黏度低增长区,脉石夹带率上移对脉石回收率升高起主导作用,而在黏度中、高增长区,水回收率减少是脉石回收率由升转降的主要原因.总脉石夹带率和各粒级脉石夹带率均随无定形二氧化硅含量增加而升高,且各粒级脉石夹带率呈现出明显差异性,细粒脉石夹带率增幅最大.冷冻扫描电镜与沉降试验表明,无定形二氧化硅与石英颗粒形成了聚集体结构,导致矿浆体系黏度增大,因而脉石颗粒沉降减缓、泡沫排液“洗涤”脉石作用弱化,单位泡沫水中的脉石质量增大,脉石夹带率升高.

粗颗粒浮选过程强化研究进展及展望

粗颗粒浮选不仅能够有效拓宽浮选粒度上限、减少碎磨能耗,而且对建设绿色矿山和提高资源利用率具有重要意义。目前,针对粗颗粒浮选过程强化,国内外学者做了大量相关研究并取得了显著成果。从粗颗粒的难浮机理出发,重点综述了当前粗颗粒浮选过程强化技术新进展,并分析了不同分选技术的作用机理、优势与不足,以期为粗颗粒浮选实践提供理论指导与技术借鉴。浮选矿浆的高紊流环境是造成粗颗粒难浮的根本原因,基于此,为了降低粗颗粒紊流效应,更多研究聚焦于高效粗颗粒浮选装备开发,如矿冶科技集团有限公司研制的CLF粗粒浮选机和美国Eriez公司设计的流态化浮选设备——水力浮选机。最后提出了未来粗颗粒浮选技术的新发展方向,主要包括低紊流高相含率的浮选环境下浓相流态化浮选机理、大型流态化浮选智能装备开发以及由此带来的新型浮选工艺开发设计。

粗粒辉钼矿工艺矿物学及流态化浮选抛废研究

粗粒预选抛废是实现选厂节能降耗的重要技术手段,借助流态化浮选技术对河南某选厂低品位辉钼矿(粒级-1 mm,Mo品位0.076%)进行选前抛废探索。通过工艺矿物学对辉钼矿嵌布和解离特征进行了全面分析,研究了操作因素对流态化浮选的影响规律,并在不同捕收剂用量下比较了其与机械式浮选的抛废效果差异。工艺矿物学结果表明,试验所用矿石中主要有价矿物辉钼矿为中粒-细粒不均匀嵌布,粗粒级矿石中辉钼矿解离度较低。流态化浮选结果表明,操作因素对于尾矿品位和抛尾率均可能产生影响,最优条件下流态化浮选尾矿品位为0.011%~0.015%,抛尾率为40%~55%,抛废效果远优于机械式浮选,其原因是流态化浮选构建了低紊流环境,提升了浮选粒度上限。

植物油脂捕收剂强化低阶煤浮选作用机理及其构效关系

低阶煤的大规模分选利用产生大量细粒难浮煤泥,开发使用含极性组分的浮选捕收剂可精准调控低阶煤颗粒表面疏水性,实现细粒难浮煤泥的浮选过程强化。研究了2种植物油脂JC61、JC62以及柴油的物理化学性质及低阶煤浮选效果差异,借助宏观表征试验探索了不同捕收剂对低阶煤润湿性的影响,进而理论计算总结了酯类捕收剂分子对应浮选的构效关系。浮选试验结果表明:用量为2000 g/t时,JC62、JC61、柴油的浮选精煤产率分别为24.11%、76.03%、89.92%,2种植物油脂捕收性能均显著优于柴油。XPS测试发现JC61、JC62与颗粒作用可减少亲水基团的相对含量,且JC62效果更优。而JC61成分以C16~C20饱和脂肪酸乙酯为主,而JC62主要为含有不饱和双键的油酸甲酯。2种植物油脂中主要的酯类分子均可与低阶煤亲水性羧基形成氢键,十二烷、油酸甲酯、油酸乙酯、十六酸甲酯、十六酸乙酯的吸附能分别为-95.64、-127.71、-124.73、-121.05、-24.17 kJ/mol,即作用强度为:甲酯>乙酯、不饱和酯类>饱和酯类。在酯类捕收剂分子结构中,含有极性酯类头基的分子可与低阶煤官能团自发形成氢键,且甲酯的作用更强;疏水碳链上不饱和C=C键的存在增强了分子的极性,促进了酯类分子在低阶煤亲水位点的作用。

湍流场中浮选颗粒-气泡脱附行为的尺寸效应研究

湍流诱发浮选颗粒-气泡脱附已达成广泛共识,但湍流场中颗粒的脱附行为机制仍未明晰。传统离心脱附理论认为当颗粒所受离心力大于毛细力时颗粒从气泡表面脱附,忽略了颗粒重力对浮选颗粒-气泡间稳定性的影响,且未考虑不同尺寸颗粒间的脱附行为差异。采用自制的微流体通道湍流槽探索了湍流涡中不同尺寸颗粒的脱附行为,运用Image-Pro Plus图像处理软件对颗粒脱附过程的动力学参数进行测量分析。结果表明,粗颗粒(2.0 mm)质量大,颗粒在气絮体升浮阶段发生直接脱附;而中颗粒(1.0 mm)和细颗粒(0.5 mm)质量小,气泡会带动颗粒由湍流槽底部向湍流涡中心旋转迁移,同时颗粒在气泡表面高速旋转发生离心脱附。此外,颗粒稳定性分析表明传统邦德(BO*)模型并不能对湍流场中的颗粒-气泡气絮体稳定性进行准确判断,颗粒易受湍流涡加速或气泡振荡的影响,导致颗粒脱附时邦德数在1左右波动。

基于分子对接技术的难浮煤浮选捕收剂虚拟筛选研究

设计和优化高效绿色浮选捕收剂是浮选过程强化的热点和难点,针对难浮煤表面存在众多含氧位点的化学结构特性,将生物医药领域分子对接技术引入到难浮煤浮选捕收剂的虚拟筛选中,探究了多种捕收剂与难浮煤的分子对接结果,分析了分子对接结果与浮选结果之间的对应性关系,揭示了分子对接对浮选捕收剂筛选的指导作用。结果发现多种捕收剂与难浮煤分子以及煤中1、6、7、8号含氧活性位点的分子对接规律相同,整体对接与局部对接的结合能相互验证,均呈现出十二烷<十二醇<十二醛<十二酸甲酯<油酸的规律,并且均表明十二烷、十二醇、十二醛、十二酸甲酯和油酸与难浮煤分子的最优对接位点分别为碳氢结构、1号羧基、6号羟基、6号羟基和6号羟基,根据分子对接构型可知结合能存在差异性归因于氢键作用、疏水键合作用和空间位阻作用的不同。难浮煤可燃体回收率呈现出十二烷<十二醇<十二醛<十二酸甲酯<油酸的规律,浮选试验结果规律与捕收剂在煤分子整体以及1、6、7、8号含氧活性位点上的结合能规律相一致,即结合能绝对值大的捕收剂对应的浮选可燃体回收率更高,可燃体回收率与结合能绝对值呈现明显的正相关关系。研究结果表明通过分子对接可以预测捕收剂对难浮煤的浮选规律,还可以预测捕收剂在难浮煤分子上的作用位点,将生物医药领域的分子对接技术应用于浮选捕收剂领域,可为浮选捕收剂的快速筛选提供技术途径和科学指导,对环保型靶向浮选捕收剂的开发设计具有重要意义。

异质细泥在煤泥浮选中的过程特征

选择开滦矿区高灰难选煤泥试样进行浮选速度试验,对其5个精煤产品和高灰细粒级产品进行了粒度分析和密度分析,运用扫描电镜(SEM)观察了精煤产品的矿物形貌。结果表明:细泥污染存在于整个浮选过程中,J1,J2,J3,J4和J5五个子过程的高灰细泥占原煤的比例接近,但占各产品的比例逐渐升高;随着浮选的进行,高灰细泥(灰分>50%)的浮选速度下降,单位时间细泥的作业回收率降低;通过斯托克斯准数分析和扫描电镜观察,细泥主要是通过机械夹带和在粗粒煤表面罩盖进入精煤产品。

难浮煤泥浮选速率试验研究

针对主导粒级为细粒级的难浮煤泥,进行了窄粒度级和全粒度级的浮选速度试验。结果表明:浮选速度由快到慢的粒级依次为0.125～0.074、0.250～0.125、<0.074、0.500～0.250、>0.500 mm。粗粒级煤粒因其质量大、脱附概率高、部分连生体表面疏水性较差,需在高能量输入条件下,通过较长时间的矿化作用才能浮出;而细粒级煤粒比表面积大、药耗高、细泥含量大。运用Mat-lab软件计算该煤泥窄粒级和全粒级的最大回收率和浮选速率常数,并与试验值进行比较,得出窄粒级煤泥的浮选速率符合经典的一级动力学模型。一级矩形模型是全粒级浮选速率的最合适模型。

基于CNN−BP的浮选尾煤灰分智能检测方法

尾煤灰分是浮选系统的重要生产指标,不仅可以反映当前浮选系统运行工况和精煤采出率,对浮选智能化控制也有重要意义。针对现有基于图像的浮选尾煤灰分检测方法特征提取不全面、模型精度不足的问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)−反向传播(BP)的浮选尾煤灰分智能检测方法。构建了CNN初步预测与BP神经网络补偿预测相结合的浮选尾煤灰分智能检测模型。通过CNN提取矿浆图像特征数据,初步预测尾煤灰分,然后将图像灰度特征数据和彩色特征数据作为BP补偿模型的输入,以初步预测值与真实值的差值为输出,最终将初步预测值与补偿预测值相加,得到浮选尾煤灰分。实验结果表明:磁力搅拌器的转子为小转子、转速为500 r/min、光照强度为12750 Lux条件下矿浆搅拌充分,图像质量最好;与CNN模型及极限学习机(ELM)模型相比,CNN−BP模型预测精度最高,误差波动范围最小,预测误差范围为−2%~+2%;CNN−BP模型的均方根误差(RMSE)为0.7705,决定系数为0.9974,平均绝对误差(MAE)为0.5572%,表明其精度高、效果好、泛化性强,可以满足现场生产检测要求。

液固流化床内颗粒沉降特性试验研究

以小于1.5cm的粗煤泥颗粒为研究对象,根据密度级和粒度级的不同,将粗煤泥分成20种窄密度级和窄粒度级的均质颗粒,在100mm液固流化床粗煤泥分选机内,分别进行自由沉降试验和干扰沉降试验,干扰沉降包括干扰沉降速度的试验和悬浮体密度的测量。结果表明,分选机内的流态应属于过渡区域,阿连公式是粗煤泥颗粒自由沉降末速的合适公式;影响干扰沉降速度的主导因素是介质中固体颗粒数量的多少和粒群的结构特点,固体容积浓度λ越大,颗粒的干扰沉降速度降低系数β越小;机体内从底部到顶部,流化床中悬浮体的密度逐渐减小,但在接近悬浮体顶部,悬浮体的密度稍有增加;随着密度和粒度的增加,悬浮体密度自下而上减小的程度增大。

能量输入对煤泥浮选过程的影响

为研究煤泥浮选指标与能量输入的关系,针对细粒级为主导的难选煤泥,建立浮选能量输入测试系统,设计在浮选机轴转速分别为1 500,1 800和2 100 r/min时的浮选速度试验,并对不同浮选能量输入条件下的产品进行粒度分析、密度分析和扫描电镜分析。研究结果表明:随着浮选的进行,煤泥的可浮性越来越差,单位精煤可燃体回收率上浮所需要的能量越来越大;当转速为1 500 r/min,精煤灰分含量(质量分数)为13.27%,可燃体回收率为73.35%时,需消耗能量0.18 W;在相同的精煤灰分含量下,当转速为2 100 r/min时,精煤可燃体回收率为81.01%时需消耗能量0.73 W;在低转速下单位能耗所获取的精煤可燃体回收率比高转速下的高,但在相同浮选时间内,高转速下能获得更高的精煤可燃体回收率;在相同条件下,增加浮选过程能量输入能够提高精煤质量或可燃体回收率;在低能量输入条件下,损失的精煤主要是粗粒级的煤岩连生体,粗颗粒连生体和煤岩解离较好的微细粒煤粒需在高能量输入条件才能回收,但同时伴随着异质细泥对精煤的污染。

低品质煤泥浮选过程强化研究进展及其思考

“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。