临沧褐煤富集氧化焙烧转化成含锗褐煤灰的研究.docVIP

临沧褐煤富集氧化焙烧转化成含锗褐煤灰的研究 第24卷第2期 2009年4月 天中学刊 JournalofTianzhong ,b1.24No.2 Apri.2009 临沧褐煤富集氧化焙烧转化成含锗褐煤灰的研究 赵巍,牛建兵,时文中 (黄淮学院,河南驻马店463000) 摘要:研究了采用氧化焙烧法将富集临沧含锗褐煤转化成褐煤灰的适宜条件.结果表明:氧化焙烧的温度,时 间,褐煤进料方式和电阻炉升温速率,是影响褐煤灰中锗保留率的因素.富集临沧舍锗褐煤氧化焙烧转化成褐煤 灰的适宜条件是:先将平铺均匀的富集合锗褐煤置入电阻炉,然后以30~C/rain的速率程序升温至600℃.保温氧 化焙烧2.5h,所得褐煤灰中锗的保留率大于97%. 关键词:临沧含锗褐煤;氧化焙烧;锗;褐煤灰 中图分类号:TQ522.59文献标识码:A文章编号:1006.5261(2008)05.0016.03 锗在自然界中没有天然独立的矿物存在,全部分 散于其他矿物中,其相对含量往往只有万分之几.煤 中锗的平均含量为O.001%,煤是锗的重要来源[.褐 煤中有机态的锗占总量的89.73%～98.28%,无机态的 锗占锗总量的1.72%～l0.27%.褐煤中的锗绝大部分是 以非矿物形式均匀地富集在矿化褐煤的团块腐植体 中[2~8】. 临沧超大型锗矿床产于临沧盆地第三系砂岩,锗 矿体赋存于盆地西缘的褐煤中f9】.临沧矿床因其巨大 的储量而具有重要的经济价值,受到国内地质学家的 普遍重视.但多年来,直接影响褐煤中锗回收和冶炼 锗的赋存状态一直没有真正解决[1.1.临沧褐煤中的锗 主要富集在腐植体(尤其是团块腐植体)中,其次是 轻质组份和无机矿物.临沧这些矿化褐煤以富含氧官 能团为特征,并且锗含量随褐煤有机质含氧指数的增 加而升高.锗可以与H,C,O,N,C1,F,S等多种 非金属元素成键.煤中其他主要元素如C,N和s的 成键能力也很强,H也可以与锗形成甲基锗.褐煤中 无机状态的锗没有形成独立的矿物.无机矿物中的锗, 锗可能以Ge因半径(r=0.050nm)与si (r=0.040tim)相近而加人硅酸盐矿物晶格和锗被无 机矿物吸附的方式存在【8】. 在煤转化过程中,锗大部分富集于煤灰或烟道灰 中.煤灰中锗的含量与原煤中锗的含量成正比,与煤 的灰份含量成反比.根据褐煤中锗的赋存,采用氧化 焙烧的方法将富集褐煤转化成褐煤灰,可使煤中锗大 部分固定于煤灰中】.研究由富集褐煤转化成褐煤灰 的工艺,对于回收褐煤中的锗,有着重要的意义. 1试验部分 1.1试验仪器与材料 盐酸(_T业级),碳酸氢钠,氯化铵,硫酸,盐酸, 苯基荧光酮(均为分析纯),GeO2(光谱纯),煤油, 轻柴油,2油(油比10:1),临沧褐煤(锗含量 375ppm). 723可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公 司),KSY-4D一16型管式电阻炉(±l℃,山东龙口电炉 制造厂). 1.2试验方法 将I临沧褐煤磨矿2分钟后得到的精褐煤混匀,称 取一定量的精褐煤配制成浓度为12%的矿浆,按煤油 用量2kg/t和柴油用量2kg/t的比例混合药剂进行浮 选富集【l1】.分析富集褐煤中的锗含量. 取50g富集褐煤平铺于焙烧皿中后放置与在炉管 敞开的管式电阻炉中,设定电阻炉升温速率和焙烧温 度,在氧化性气氛中氧化焙烧富集褐煤至无黑煤粒, 制备制褐煤灰.采用GB/T8207--1987的测定方法化 验分析褐煤灰中的锗[12~13】,计算褐煤灰中锗的保留率. 考察焙烧温度,焙烧时间,电阻炉升温速率和褐煤灰 的进料方式对氧化焙烧富集褐煤的影响. 收稿日期:2009.01.16 基金项目:河南省科技发展计划科技攻关计划项目(0424270130) 作者简介:赵巍(1971～),男,河南开封人,黄淮学院化学化工系实验师. 通讯作者:时文中(1964-),男,河南上蔡人,黄淮学院化学化工系教授 赵巍,牛建兵,时文中:临沧褐煤富集氧化焙烧转化成含锗褐煤灰的研究l7? 2结果与讨论 2.1氧化焙烧富集含锗褐煤制煤灰的温度 一 般焙烧的温度不同,焙烧所需的时间也不同, 煤灰中锗的保留率也不同.随着焙烧温度的增高,焙 烧所需时间将逐渐下降. 以15~/min的速度将管式电阻炉进行程序升温, 分别升到400,450oC,500,550℃,600oC和650 ℃,取50g的富集褐煤(锗含量574ppm)均匀平铺 于焙烧皿后置入电阻炉中,在设定的温度下保温氧化 焙烧至无黑煤粒存在,考察氧化焙烧温度对褐煤灰中 锗保留率的影响,结果如图l所示. 1O0 ,_, 摹9s 嚣90 85 8O 450500550600650 氧化焙烧温度(0【) 图1氧化焙烧温度对褐煤灰中锗保留率的影响 冈1表明,随着焙烧温度的增高,煤灰中锗的保 留率逐渐升高.焙烧温度达到