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低阶煤炭资源在煤炭资源总储量中占全国煤炭储量的30%,同时长焰煤又占到低阶煤储量的53%。长焰煤目前主要用做电厂燃料和气化原料,长焰煤如不经合理有效分选直接燃烧将对环境产生严重污染。粗煤泥在选煤厂产品中占有很大比例,同时粗煤泥中嵌布了大量脉石矿物,是造成粗煤泥高灰高硫的原因。本论文提出一种磨矿过程添加捕收剂浮选的方式对粗煤泥进行回收:磨矿过程可以促进粗煤泥中煤与脉石矿物解离释放出更多的低灰精煤,降低煤泥粒度使煤泥达到浮选的粒度要求;同时磨矿可以促进捕收剂在煤泥表面吸附,提高捕收剂的利用效率。本文首先对磨矿解离进行了试验探索,然后对磨矿过程添加捕收剂和浮选过程添加捕收剂两种不同浮选方式进行了试验,并利用红外光谱、XPS、SEM-EDS、接触角测量仪和激光粒度分析仪对试验煤样进行了分析。论文主要研究内容及主要结论如下:(1)利用筛分浮沉试验、X-射线衍射仪、XPS、红外光谱以及扫描电镜等仪器设备对长焰煤粗煤泥特性进行了分析:煤样中煤较脉石矿物易碎;煤样含有大量-0.5mm细粒灰分煤泥,不利于传统粗煤泥分选设备分选;该煤样中中间密度级及高密度级物料含量较高,其矿物质主要由高岭石和石英组成;煤样表面含有较多的含氧官能团,其中碳元素基团中含有大量C-O、C=O、COOH基团,其总含量占到碳元素基团的36%;煤样表面粗糙具有较多的沟壑和孔隙,进一步加剧了矿物颗粒等亲水性物质在煤粒表面的吸附。(2)利用搅拌磨对粗煤泥进行了磨矿试验探索,探索磨矿时间对长焰煤解离的影响,结果表明:随着磨矿时间的增加越来越多的低灰精煤与脉石矿物解离。当磨矿时间达到12min时,灰分为10%的浮物累计产率为66%较粗煤泥高出了14%,当磨矿时间达到12min以后-0.045mm粒级产率达到了73%。继续增加磨矿时间至15min,-0.045mm粒级产率仅增加了4%,磨矿效率较低;随着磨矿时间的增加粗颗粒灰分逐渐增加,煤泥灰分随着粒度降低而降低,说明长焰煤相对于其它脉石矿物易碎;低灰煤泥主要集中在-0.045mm粒级,-0.045mm粒级是后续浮选回收的主导粒级。(3)探索了磨矿时间和磨矿过程捕收剂添加量对浮选效果的影响,同时与浮选过程添加捕收剂浮选试验进行了对比,结果表明:增加磨矿时间可以在增加可燃体回收率的同时降低精煤灰分;在相同药剂用量的下,磨矿过程添加捕收剂浮选可燃体回收率较浮选过程添加捕收剂高出30%左右,同时精煤灰分变化并不明显;浮选动力学试验结果表明:在相同捕收剂用量下,磨矿过程添加捕收剂浮选最大可燃体回收率同样要比浮选过程添加捕收剂高出30%左右,且浮选速度明显快于浮选添加捕收剂浮选,在捕收剂用量为10kg/t时,磨煤过程添加捕收剂浮选速度常数为0.870,浮选过程添加捕收剂浮选速度常数为0.696。(4)利用XPS、激光粒度分析仪、DSA100接触角测量仪以及SEM-EDS对试验中的煤样性质进行了分析:通过XPS分析,发现磨矿过程添加捕收剂煤样表面碳元素含量高于浮选过程添加捕收剂煤样表面碳元素含量,且碳元素基团中碳氧基团相对含量更小;通过SEM分析发现,磨矿过程添加捕收剂煤样表面相对于浮选过程添加捕收剂煤样表面更加光滑平整,通过EDS分析发现,磨矿过程添加捕收剂煤样表面碳元素含量要高于浮选过程添加捕收剂煤样表面碳元素含量,同时在磨矿过程添加捕收剂煤样里发现了煤泥絮团;在相同捕收剂用量下,磨矿过程添加捕收剂煤样接触角平均高出浮选过程添加捕收剂煤样接触角10o左右;通过粒度分析发现,随着捕收剂用量的增加精煤中细粒煤泥含量增加,在浮选添加捕收剂方式下细粒煤泥随捕收剂用量增加变化明显,在磨矿过程添加捕收剂方式下增幅并不明显;在捕收剂用量相同的条件下磨矿过程添加捕收剂浮选精煤的平均粒度都要比浮选过程添加捕收剂浮选精煤粒度要细;通过对磨后煤浆筛分分析发现,随着捕收剂用量的增加磨矿产品中+0.045mm粒级产品逐渐增加。基于上述分析:在粗煤泥磨矿过程中添加捕收剂可以强化捕收剂在煤泥表面的吸附,同时由于煤泥油类捕收剂的桥连作用和搅拌磨的剪切力作用,大量细粒煤泥团聚形成絮团上浮。因此,在磨矿过程中添加捕收剂浮选相对于传统调浆浮选,可以在有效减少捕收剂用量的同时提高可燃体回收率。