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《河南理工大学》 2010年
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热处理强化煤粉磁选脱硫降灰效果的研究

王灿  
【摘要】: 选前磁性强化对提高煤粉磁选脱硫降灰效果具有重要意义。本文主要研究热处理温度对煤系黄铁矿磁性的影响,同时系统研究热处理对煤粉磁选脱硫降灰效果的影响,主要考察热处理温度与煤粉硫含量、比磁化率及磁选脱硫率、脱灰率之间的关系,并在此基础上研究改变反应气氛及添加催化剂对煤粉磁选脱硫率的影响,探讨了热处理对煤粉磁选脱除有机硫的影响。 以宜洛结核状煤系黄铁矿为试样,采用热重分析仪分析煤系黄铁矿热分解温度区间,分别测定不同热处理温度下试样比磁化率。试验结果表明:煤系黄铁矿的热分解是其磁性增强的主要原因,利用X射线衍射仪分析发现热处理温度为600~700℃时试样中出现磁黄铁矿,当热处理温度为700℃时试样中黄铁矿完全转变为磁黄铁矿,其比磁化率与未热处理试样相比提高两个数量级以上。利用Origin软件对试验数据进行拟合,得出热处理温度与煤系黄铁矿比磁化率值之间符合一阶指数增长型的函数关系。 采用自制煤热处理装置对兖矿北宿煤和西山灵石煤进行氮气气氛下热处理,此装置与传统煤粉热解装置相比具有处理量大、操作简便等优势,能与磁选试验相结合,将热处理后的试样进行磁选试验,试验结果表明:热处理温度对煤粉比磁化率值影响较大,同时热处理温度与煤粉磁选脱硫率、脱灰率密切相关。北宿煤、西山煤热处理温度为500℃时其磁选脱硫率达到最大值,与未热处理试样相比其磁选脱硫率分别提高40.51%和23.48%;同时北宿煤磁选脱灰率与未热处理试样相比提高近35%,说明热处理能有效提高煤粉磁选脱硫降灰效果。 通过对比过热水蒸气与氮气对煤粉磁选脱硫率的影响发现:过热水蒸气能促进煤中黄铁矿的分解并降低煤中的硫含量,但在该气氛下热处理后试样磁选脱硫率与未热处理试样相比并未提高,与氮气气氛相比,过热水蒸气气氛不适合作为煤粉热处理的反应气氛。添加催化剂不仅能促进煤中黄铁矿在低温条件下发生分解反应,而且能有效提高煤粉磁选脱硫率。 以印尼高硫褐煤(有机硫占全硫84%)为试样考察热处理对磁选脱除煤中有机硫的影响,试验结果表明:热处理能降低煤中部分有机硫含量,但磁选不能脱除煤中有机硫,即使在选前对煤粉进行热处理也不能使磁选脱除煤中有机硫。
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