贵州地区煤中微量元素在洗选过程中的迁移脱除规律研究

摘要

为研究贵州地区煤中微量元素在洗选过程中的迁移脱除规律，本文以贵州地区WJZ、TC、ZZC、LYS四处选煤厂为研究对象，通过工业现场样品分析与实验室试验（筛分、浮沉、浮选、静态释放试验）结合的方法，系统全面的研究了煤中微量元素在洗选过程中向各洗选产品及洗选水中的迁移规律。 工业分析表明，WJZ煤属于高灰高硫1/3焦煤；TC煤属于高灰低硫肥煤；ZZC煤属于中灰低硫肥煤；LYS煤属于高灰低硫1/3焦煤。XRF、XRD分析表明，煤样主要组成元素为Al、Si、Fe、Ca，主要组成矿物为石英和高岭石。 通过相关性分析、筛分试验及浮沉试验研究煤中微量元素的赋存状态。相关性分析表明，煤中S与Hg含量呈显著相关，Hg可能主要赋存于含硫组分中；TC、ZZC、LYS煤中Be与Aad呈显著相关，Pb与Cr呈显著相关，Be的无机亲和性较强。筛分试验表明，煤中微量元素主要分布于+0.5mm粒度级中，并趋向于富集在-0.038mm 或 0.5-0.25mm 粒级中。浮沉试验表明，微量元素主要富集、分布于高密度级中；TC煤中Hg、Cr在各密度级中含量变化异常。+1.8.g/cm3密度级中微量元素含量及分布较高，以 1.8.g/cm3作为排矸密度，可脱除 50%以上的微量元素。 选煤厂洗选产品检测表明，洗选过程中微量元素主要向矸石、矸石磁选尾矿迁移富集，其迁移脱除规律受微量元素在煤中的赋存状态影响较大。ZZC煤中微量元素在+1.8g/cm3密度级中分布率低，低密度级中分布相对较多，因而导致微量元素在中煤中富集。现场水样检测表明，As、Se、Pb 在洗选过程中向水中释放，Be、Hg较为稳定。 浮选试验表明，捕收剂、起泡剂用量对浮选脱除煤中微量元素有明显影响。随着捕收剂、起泡剂用量增大，精煤产率上升，微量元素（除Cr）相对脱除率降低，而Cr的相对脱除率上升。浮选过程中第0.25min、第2min内产率较高，微量元素上浮量大。动力学拟合表明一阶浮选动力学模型适用于煤中微量元素浮选过程，WJZ煤中Hg浮选速度最快，Cr的浮选速度最慢，TC煤中As浮选速度较快而Cr最慢。 静态释放试验表明，时间、pH 值对煤中微量元素向水中的释放影响较大，强酸强碱条件有利于煤中微量元素释放。动力学拟合表明，伪二阶动力学模型拟合效果最佳，表明煤中硒在水中的释放主要为化学反应控制。煤中 Se在pH为7、11条件下的释放焓分别为18.314、3.533kJ/mol，该释放过程为吸热反应。

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