摘要：浮选油性捕收剂的使用是实现煤炭高效浮选分离回收的重要途径,然而从微观层面直接测试捕收剂分子与煤炭表面的黏附作用的研究目前鲜有报到。本研究采用原子力显微镜单分子力谱测试(AFM-SMFS)、DLVO/EDLVO理论及密度泛函理论(DFT)计算,分析了非极性烷基捕收剂/极性羧基捕收剂在低阶煤/高阶煤表面的黏/脱附力学及界面吸附行为。在亲水表面,RCH_(3)探针在接近过程中始终表现为排斥作用,而RCOOH改性探针与表面有微弱的跳入黏附现象,在远离过程中RCOOH探针产生的脱附力大于RCH_(3)探针产生的脱附力,表明极性羧基捕收剂与亲水表面黏附较牢固。DLVO理论可以拟合亲水体系力曲线,范德华力为引力作用,静电斥力支配相互作用过程。在疏水表面,RCH_(3)及RCOOH探针在接近过程中均先出现排斥作用再发生跳入黏附,在远离过程中RCH_(3)探针产生的脱附力大于RCOOH探针产生的脱附力,表明非极性烷基捕收剂与疏水表面黏附牢固。EDLVO理论可以拟合疏水体系力曲线,静电力始终为排斥力,疏水力始终为引力作用,衰减长度是决定疏水力大小的核心参数,RCH_(3)与疏水表面间的衰减长度明显大于RCOOH与疏水表面间的衰减长度。DFT计算发现低阶煤分子具有静电势极值点,可与具有静电势极值点的极性羧基捕收剂通过氢键等作用发生黏附,而非极性烷基捕收剂只能通过疏水烃链吸附在低阶煤的芳香结构上。非极性烷基捕收剂不能覆盖低阶煤的含氧位点,而极性羧基捕收剂可以覆盖低阶煤的含氧位点。高阶煤表面强疏水特性导致非极性烷基捕收剂极易吸附在其表面,而具有负静电势极值点的极性羧基捕收剂不易吸附。研究结果从微纳尺度明晰了典型捕收剂分子在煤炭表面上的微观界面黏附作用,可为浮选捕收剂的筛选设计提供理论借鉴。

摘要：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。

摘要：“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。

摘要：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。

摘要：为促进煤炭资源绿色开采和利用,推动煤炭井下采选充一体化的发展,文章对井下选煤技术发展现状进行综述。从目前研究的井下选煤方法入手,介绍干法分选技术中气固流化床分选、选择性破碎分选和X射线分选,湿法分选技术中动筛跳汰分选、空气脉动式跳汰分选、重介质浅槽分选、重介质旋流器分选和水介质旋流器分选,并对井下煤矸分选关键技术问题进行讨论,认为井下选煤除设备结构和性能上的需要改进之外,还要开展自动化和智能化研究,探索井下分选的模块化设计和管理,实现煤炭井下"采-选-充"相互协调。最后总结井下选煤技术发展现状,简要分析其社会经济效益,并展望其发展趋势。

摘要：通过Solid Works软件对液压旋转压曲机机架底座进行三维建模,并利用ANSYS Workbench软件对其进行有限元静力学分析,在有限元分析的基础上进行了结构优化设计。优化后的机架底座在等效应力、等效应变、总变形等性能方面均有了大幅改善,不但满足工程使用需求,而且其结构强度得到了提高,为机架的设计提供了依据。

摘要：动力托辊在自动包装流水线中起着很重要的作用,它的性能好坏直接决定了流水线的性能。通过有限元仿真分析方法对运转状态托辊进行分析,发现链轮之间的托辊轴容易疲劳损坏,远驱动端可以更易实现平稳的运送货品,这为更好地设计、使用、制造托辊输送线提供了理论依据。

摘要：针对可浮性差的低阶煤,设计了新型复配药剂FO3与柴油在浮选机转速为1 500,1 800,2 100,2 400和2 700r/min时的浮选速率试验,并依据经典一级动力学模型,计算出了各个浮选时间段的浮选速率常数.利用MATLAB软件得出了4种传统动力学模型对试验数据的拟合参数,并提出了适用于低阶煤浮选的新动力学模型.结果表明:在相同药剂量下,FO3能获得高于柴油20%左右的可燃体回收率;FO3作用的浮选过程浮选速率常数大,反应速率快;经典一级动力学模型和一级矩阵分布模型对FO3作用的浮选过程拟合较好,柴油作用的浮选过程更接近一级矩阵分布模型和二级动力学模型;新模型对低阶煤浮选过程有很好的适用性,和方差SSE均接近于0,R^2均趋近于1.

摘要：针对煤泥浮选过程可浮性越来越差的特征,提出了基于能量输配的浮选过程设计方法,通过增强流体流动以强化难浮物料的分选过程。研究表明,随着浮选的进行,上浮单位精煤可燃体回收率所消耗的能量逐渐增加,需构建越来越强的能量条件,来适配物料可浮性在浮选中越来越差的物性变化特征,以实现过程设计与物性特征的最佳耦合;在此基础上,开发了煤泥两段式分选过程。两段式分选过程保证了易浮物料的精煤质量,其高紊流环境也实现了难浮物料的强制回收。

摘要：流化床浮选在粗粒分选领域具有较大的应用前景,通过液固两相流体模拟研究了多环桥联式流体分布器设计参数对流化床浮选柱流体动力学的影响。模拟结果表明:当入口表观水流速度为3 m/s时,流体分布器喷出水流速度主要为0.4~1.2 m/s,局部水流速度可为0 m/s或1.8 m/s;流化床内固相体积分数为26%~32%,中心区域颗粒以0.11~0.21 m/s速度上升运动,近壁区域颗粒呈静止或下降状态,速度均低于0.07 m/s。通过改变开孔数量增大流体分布器开孔率会导致内环喷出水量相对增大、布水非均匀性增大,而通过降低内/外环孔径比、提高开孔不均匀度能够抑制内环出水量,强化布水均匀性,同时降低床层内湍流强度和粗颗粒脱附概率。研究结果为流化床浮选柱的流体分布器设计提供了依据。