水煤漿氣化細(xì)灰碳灰分布特性及其分離試驗(yàn)研究

何國(guó)鋒，柳金秋，徐 彤，李 磊

(中煤科工清潔能源股份有限公司，北京 100013)

0 引 言

煤化工對(duì)緩解我國(guó)石油和天然氣對(duì)外依存度，保障國(guó)家能源安全具有重要意義，煤氣化是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化的核心，在此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的氣化細(xì)灰。氣化細(xì)灰有一定的熱值，具有持水性強(qiáng)、殘?zhí)剂扛叩葐?wèn)題，難以處理和直接利用[1]。目前，氣化細(xì)灰的主要處理方式為露天堆放，對(duì)資源造成了一定的浪費(fèi)，更成為制約煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題。

隨著節(jié)能環(huán)保要求的進(jìn)一步加強(qiáng)，近年來(lái)，一些學(xué)者對(duì)氣化細(xì)灰基本特性及碳灰分離方式進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[2-4]發(fā)現(xiàn)粗渣表面的密實(shí)程度大于細(xì)渣，灰分熔融體經(jīng)熔化、冷卻后表面光滑、極少有孔洞出現(xiàn)，并具金屬釉質(zhì)光澤，殘?zhí)款w粒則表現(xiàn)出不規(guī)則形貌，或者與礦物燒結(jié)體夾雜共生，或者獨(dú)立成體。VASSILEV等[5]研究指出灰渣中大部分為硅鋁酸鹽類(lèi)的玻璃體物質(zhì)和一些熔點(diǎn)高的未發(fā)生熔融去晶態(tài)化的礦物晶體。文獻(xiàn)[6-7]對(duì)灰渣中殘余有機(jī)質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，氣化灰渣仍具有一定的炭質(zhì)，不僅造成了氣化過(guò)程中熱值的損失，同時(shí)阻礙了氣化灰渣在水泥等工業(yè)中的應(yīng)用，造成資源的浪費(fèi)。潘嬋嬋等[8]對(duì)氣流床水煤漿氣化細(xì)灰及原煤的熱解特性與官能團(tuán)特征進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)水煤漿氣化后，原煤中大多種類(lèi)的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)部分分解，而穩(wěn)定的醚結(jié)構(gòu)、含氧雜環(huán)結(jié)構(gòu)和羥基結(jié)構(gòu)僅有小部分分解，同時(shí)新生成了酚醛結(jié)構(gòu)、碳酸鹽礦物質(zhì)以及雜環(huán)芳香族化合物、酸酐等較穩(wěn)定的含氧基團(tuán)。

葛曉東[9]分別采用浮選柱和浮選機(jī)對(duì)氣化細(xì)渣進(jìn)行提質(zhì)研究，結(jié)果表明，原料灰分50.73%，在浮選機(jī)中柴油用量9 kg/t、仲辛醇用量為4.5 kg/t以及礦漿濃度為40 g/L的條件下，可獲得灰分為24.25%、產(chǎn)率為58.05%的浮選精礦產(chǎn)品，在浮選柱中采用與浮選機(jī)相同的藥劑制度，可獲得灰分23.66%、精煤產(chǎn)率為54.91%的浮選精礦產(chǎn)品，對(duì)比發(fā)現(xiàn)浮選柱對(duì)氣化細(xì)渣的提質(zhì)效果優(yōu)于浮選機(jī)，這主要是因?yàn)楦∵x柱的微氣泡更多，與顆粒碰撞幾率更大，且氣泡尺寸對(duì)氣化細(xì)渣中微細(xì)粒級(jí)的回收具有促進(jìn)作用。趙世永等[10]在單槽浮選機(jī)中對(duì)Texaco氣化細(xì)渣進(jìn)行試驗(yàn)，先將細(xì)渣全部磨至<0.5 mm，對(duì)柴油、仲辛醇制成乳化混合藥劑浮選后，發(fā)現(xiàn)對(duì)浮選分離碳、灰過(guò)程有明顯改善作用，進(jìn)一步在浮選時(shí)加入超聲波作用，精礦燒失量明顯變化，最佳條件下，精礦燒失量53.07%，尾礦燒失量41.50%。楊玉芬等[11-12]采用“先分級(jí)，后分選”的工藝，實(shí)現(xiàn)了干法流態(tài)化方法進(jìn)行脫碳的分層分選結(jié)果，其<0.074 mm的下層高灰分物料的最終產(chǎn)品產(chǎn)率為86.55%，碳含量<4.0%，工藝簡(jiǎn)單，能有效降低灰渣中的碳含量。

從近年來(lái)的研究結(jié)果可以得出，不同的細(xì)灰由于產(chǎn)生工藝、粒度分布及原煤特性的不同，導(dǎo)致的其基本物化結(jié)構(gòu)和分離效果具有一定的差異性，以三峰級(jí)配工藝制得的水煤漿氣流床氣化工藝產(chǎn)生的細(xì)灰為研究對(duì)象，進(jìn)行氣化細(xì)灰碳分布規(guī)律及碳分離探索試驗(yàn)研究，結(jié)合氣化細(xì)灰的物理化學(xué)性質(zhì)分析結(jié)果，探討細(xì)灰浮選試驗(yàn)機(jī)理。

1 試 驗(yàn)

選取中煤陜西榆林能源化工有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)中煤榆林)的氣化細(xì)灰為研究對(duì)象，進(jìn)行試驗(yàn)研究。中煤榆林采用水煤漿GE氣化工藝，利用煤制備烯烴產(chǎn)品，氣化細(xì)灰產(chǎn)量為140 m3/h。

1.1 樣品性質(zhì)分析

對(duì)中煤榆林氣化細(xì)灰進(jìn)行工業(yè)分析、元素分析、發(fā)熱量，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 工業(yè)分析、元素分析和發(fā)熱量

從表1可知，中煤榆林氣化細(xì)灰灰分、固定碳含量較高，揮發(fā)分產(chǎn)率較低，全水含量較高為66.4%，具有一定的熱值；細(xì)灰的有機(jī)組分中，主要為碳，氫和氧的含量較低，說(shuō)明經(jīng)過(guò)高溫氣化后，煤表面的含氧官能團(tuán)和烷基側(cè)鏈基本完全分解。粒度組成是影響可浮性的主要因素之一[13]。

根據(jù)《煤炭篩分試驗(yàn)方法》規(guī)定取氣化灰100 g，采用篩孔尺寸為0.500、0.250、0.125、0.074和0.045 mm 的標(biāo)準(zhǔn)套篩[14]分對(duì)樣品進(jìn)行粒度分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 粒度組成

從表2可知，氣化灰樣品的主導(dǎo)粒級(jí)小于0.045 mm，產(chǎn)率為37.52%，灰分為78.17%，這部分為高灰細(xì)泥；次主導(dǎo)粒級(jí)是0.250～0.500 mm，產(chǎn)率為21.23%，灰分為17.65%，相較于其他粒級(jí)灰分最低。其余各粒級(jí)灰分均大于25.00%。隨著粒度的降低，樣品灰分呈升高趨勢(shì)，其中高灰細(xì)泥成為主導(dǎo)組分，在浮選過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生這部分細(xì)粒級(jí)的夾帶及對(duì)浮精產(chǎn)品的罩蓋所帶來(lái)的產(chǎn)品污染問(wèn)題[15]。

1.2 氣化細(xì)灰碳含量測(cè)定

按照《煤中碳和氫的測(cè)定方法》的要求，將一定量的氣化細(xì)灰樣品在氧氣流中燃燒，生成的二氧化碳用二氧化碳吸收劑吸收，由吸收劑的增加量計(jì)算煤中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。樣品中的硫和氯對(duì)碳測(cè)定的干擾在三節(jié)爐中用鉻酸鉛和銀絲卷消除，在二節(jié)爐中用高錳酸銀熱解產(chǎn)物消除。氮對(duì)碳測(cè)定的干擾用粒狀二氧化錳消除[16]。

1.3 氣化細(xì)灰浮選試驗(yàn)

將細(xì)灰樣品在80 ℃條件下烘干，烘干后樣品混勻、縮分、裝袋，每袋稱(chēng)取80 g待浮選備用。浮選采用XFD-1.0 L型實(shí)驗(yàn)室用單槽式浮選機(jī)進(jìn)行浮選條件探索試驗(yàn)，浮選流程如圖1所示。

圖1 浮選流程Fig.1 Flotation process

1.4 氣化細(xì)灰的掃描電鏡與能譜(SEM-EDS)分析

將空氣干燥后的樣品顆粒黏貼在導(dǎo)電膠帶上，隨后放入 SEM 中進(jìn)行檢測(cè)，SEM 的工作條件為：15 kV 的加速電壓，0.1 nA 的電子束電流。EDS 主要用于元素的半定量分析，使用 ES Vision 軟件獲得 EDS 光譜，并且使用薄箔法將每種元素的X射線計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換為原子或重量百分比，最低檢測(cè)限為 0.1%。 EDS 的工作條件為 15 kV的電壓，2 nA 的束電流和 10 mm 的工作距離。

1.5 氣化細(xì)灰的礦物組成分析

采用日本理學(xué) Rigaku Ultima IV型 X 射線衍射儀對(duì)原煤及灰渣的礦物質(zhì)組成進(jìn)行分析，Cu 靶輻射，電壓 40 kV，電流 40 m A，掃描范圍5°～90°，步距 0.1°，發(fā)射狹縫 1.0 mm，接收狹縫 0.2 mm。

1.6 氣化細(xì)灰的氮吸附等溫曲線與孔結(jié)構(gòu)分析

利用康塔AUTOSORB IQ型全自動(dòng)比表面及孔隙度分析儀(BET)對(duì)氣化細(xì)灰顆粒的孔隙及其分布進(jìn)行測(cè)定。將樣品干燥，通過(guò)測(cè)定樣品120 ℃下對(duì)N2的吸附和脫附獲取樣品孔隙信息。

1.7 氣化細(xì)灰無(wú)機(jī)化學(xué)成分測(cè)定

煤樣研磨至粒度小于0.074 mm，將煤粉壓片后，使用日本島律株式會(huì)社XRF-1800型熒光光譜(XRF)測(cè)定氣化細(xì)灰的無(wú)機(jī)化學(xué)組成。X射線管靶管：銠靶(Rh)；X射線管壓：60 kV(Max)：X射線管壓， 150 mA (Max)。

2 結(jié)果與討論

2.1 氣化細(xì)灰浮選碳富集試驗(yàn)研究

浮選藥劑首先采用1號(hào)捕收劑以及1號(hào)起泡劑，其浮選條件：礦漿濃度為80 g/L，浮選機(jī)攪拌轉(zhuǎn)速為1 800 r/min，充氣量為0.2 m3/h，浮選時(shí)間為4 min。結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 1號(hào)藥劑浮選探索試驗(yàn)結(jié)果

從表3可知，隨著捕收劑用量由1 kg/t增至8 kg/t，精礦產(chǎn)率由3.24%增至10.67%，產(chǎn)率總體偏低；而精礦灰分與尾礦灰分并未有較大的差別。整體而言，1號(hào)藥劑用量的增加可使精礦回收率略有上升，但仍然偏低，精礦灰分也相對(duì)較高，并未起到很好的分選作用。

通過(guò)使用1號(hào)藥劑的浮選試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)浮選效果并不理想。在此基礎(chǔ)上，選用了2號(hào)藥劑進(jìn)行了浮選探索，并增加了捕收劑和起泡劑用量。

浮選條件和浮選流程保持不變。2號(hào)藥劑浮選探索試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 2號(hào)藥劑浮選探索試驗(yàn)結(jié)果

從表4可知：隨著捕收劑用量由2 kg/t增至16 kg/t，精礦產(chǎn)率由5.06%增至14.95%，增幅約10個(gè)百分點(diǎn)，精礦灰分從48.32%降至45.53%。整體而言，在較高的藥劑用量下，精礦的產(chǎn)率及灰分都難以達(dá)到要求。

從2組分選結(jié)果中可以得出，通過(guò)改變浮選藥劑的種類(lèi)及使用量，對(duì)氣化細(xì)灰的浮選脫灰效果均不理想，即使在藥劑用量較大的情況下，精、尾礦灰分?jǐn)?shù)據(jù)接近，浮選完善指標(biāo)很低，接下來(lái)對(duì)細(xì)灰樣品進(jìn)行物化特性分析，分析浮選作用機(jī)理并對(duì)細(xì)灰中碳富集的方法進(jìn)行進(jìn)一步探索。

2.2 氣化細(xì)灰的表觀形貌與微區(qū)組成

煤氣化細(xì)灰的顆粒形貌與元素分布如圖2所示，氣化細(xì)灰中不僅存在不同形貌的無(wú)機(jī)顆粒，同時(shí)還含有較多獨(dú)立的碳顆粒，大致可以分為不定型多孔網(wǎng)狀的碳顆粒與圓球狀或不規(guī)則絮狀的無(wú)機(jī)顆粒2種。顆粒間相互夾雜，主要表現(xiàn)為較大的網(wǎng)狀顆粒中嵌雜著圓球狀的小球顆粒或不規(guī)則的絮狀顆粒，部分球狀或不規(guī)則顆粒獨(dú)立存在。從EDS結(jié)果可以看出，玻璃態(tài)的圓球顆粒表面附著著大量的碳元素較難以浮選的手段剝離。

圖2 氣化細(xì)灰的表觀形貌與元素分析Fig.2 Apparent morphology and ultimate analysis of gasification fine ash

2.3 氣化細(xì)灰的化學(xué)成分分析和礦物組成

中煤榆林氣化細(xì)灰的化學(xué)成分分析和礦物組成與結(jié)果如圖3和圖4所示。氣化細(xì)灰全組分樣品的XRD譜圖(圖4a)顯示煤氣化細(xì)灰樣品中主要晶相為石英相和少量的氧化鈣，譜圖中20°～40°附近處的鼓包峰說(shuō)明煤氣化細(xì)灰樣品中含有大量的玻璃相，該部分非晶相為煤氣化細(xì)灰主要礦相。玻璃相的形成主要是由于經(jīng)過(guò)高溫氣化過(guò)程后仍處于熔融態(tài)玻璃相的渣直接進(jìn)入水室經(jīng)歷驟冷過(guò)程形成的。從圖4b篩分后的氣化細(xì)灰礦物組成可以看出，粒徑>2.36 mm的氣化細(xì)灰主要有晶相氧化鐵(Fe2O3)和鈣鋁榴石[Ca3Al2(SiO4)2(OH)4]組成，粒徑為1.18～2.36 mm的氣化細(xì)灰主要是由石英和氧化鈣晶體組成，隨著粒徑的逐漸減小(<1.18 mm)，氣化細(xì)灰中的非晶態(tài)礦物相含量逐漸增加。

當(dāng)粒徑為125～600 μm時(shí)，通過(guò)XRD結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)此時(shí)氣化細(xì)灰中含有少量的水化硅酸鈣(C-S-H)礦相，可以看出粒徑較小的氣化細(xì)灰自身發(fā)生了水化現(xiàn)象，因此說(shuō)明氣化細(xì)灰中非晶態(tài)礦相的活性相對(duì)較高。

結(jié)合氣化細(xì)灰的表觀形貌分析結(jié)果，從煤氣化細(xì)灰的XRD分析結(jié)果可知，大部分球狀顆粒為玻璃態(tài)的鋁硅酸鹽顆粒，還存在少量的石英顆粒，而顆粒較大的多孔網(wǎng)狀部分多為氣化細(xì)灰中未燃燒完全的碳顆?；蚪固款w粒。

原煤中有機(jī)質(zhì)氣化后一些不具可燃性的礦物質(zhì)在細(xì)灰中得到熔融富集，Si2+、Fe3+、Al3+、Ca2+以及S6+組成的化合物或混合物具有加深細(xì)泥罩蓋程度的作用。捕收劑為非極性烴類(lèi)油時(shí)，單個(gè)分子中所有原子以共價(jià)鍵形式配對(duì)，在礦漿中始終保持原始結(jié)構(gòu)而不發(fā)生任何的離子溶解，與礦物表面接觸時(shí)僅產(chǎn)生物理吸附作用，該特點(diǎn)導(dǎo)致的結(jié)果是使具有優(yōu)良疏水表面的礦物顆粒會(huì)與柴油緊密貼合，礦物親水性強(qiáng)時(shí)則捕收效果變差[17]。最終隨著礦化泡沫夾帶、機(jī)械夾帶以及附著于粗炭粒表面而上浮為浮精產(chǎn)品。

由圖3可知，氣化細(xì)灰的無(wú)機(jī)組分由Si2+、Fe3+、Al3+、Ca2+以及S6+等元素組成的無(wú)機(jī)化合物存在，此外還含有少量的Na+、K+以及Cr3+等化合物。

圖3 榆林細(xì)灰化學(xué)成分Fig.3 Chemical constituents of Yulin fine ash

圖4 榆林細(xì)灰全組分和不同粒徑的XRD分析Fig.4 XRD patterns of all components and different particle sizes of Yulin fine ash

2.4 氣化細(xì)灰的氮吸附等溫曲線與孔結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)試驗(yàn)樣品的氮?dú)馕?脫附測(cè)試結(jié)果，以相對(duì)壓力為橫坐標(biāo)，單位質(zhì)量樣品的吸附量及脫附量為縱坐標(biāo)，繪制氮?dú)馕?脫附等溫線，如圖5所示。由圖5可知：等溫吸附曲線與脫附曲線不一致，可以發(fā)現(xiàn)明顯的遲滯曲線，根據(jù)IUPAC分類(lèi)，為Ⅳ型等溫線，主要由介孔固體產(chǎn)生[18]。依據(jù)等溫線、遲滯回線的形狀即可判斷孔隙形態(tài)，圖 6為5類(lèi)遲滯回線及其對(duì)應(yīng)的孔隙形態(tài)[19]，其中 A 類(lèi)為兩端開(kāi)口的圓筒狀孔隙，B 類(lèi)主要為平板狹縫狀的毛細(xì)孔，C、D 類(lèi)主要為兩端開(kāi)口的錐形孔，E 類(lèi)主要以大腔小口的墨水瓶狀孔隙為主。

圖5 氣化細(xì)灰吸附-脫附等溫曲線Fig.5 Adsorption desorption isotherm curve gasification fine ash

圖6 五類(lèi)遲滯回線及其孔隙形態(tài)Fig.6 Five types of hysteresis loops and their pore morphology

由遲滯曲線看出中煤榆林細(xì)灰屬于B型回滯環(huán)，由片狀粒子堆積形成的狹縫孔和層狀結(jié)構(gòu)的孔組成。

氣化細(xì)灰樣品的多點(diǎn)BET如圖7所示，通過(guò)線性擬合(R2=0.999)得出直線的斜率和截距，得到氣化細(xì)灰的比表面積和吸附常數(shù)CBET，見(jiàn)表5。CBET與樣品的吸附特性也存在一定的關(guān)系，即CBET越大，在樣品表面越容易快速形成一層較薄的吸附層；反之，則會(huì)緩慢形成較厚的吸附層。從表5可以看出，N2在氣化細(xì)灰樣品表面快速形成一層薄吸附層。試驗(yàn)采用N2等溫吸附法對(duì)氣化細(xì)灰比表面積和空隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，試驗(yàn)結(jié)果如下：比表面積為265.930 m2/g ，孔隙容積為0.276 cm3/g，孔隙大小5.08 nm。

圖7 氣化細(xì)灰的多點(diǎn)BETFig.7 Multipoint bet diagram of gasification fine ash

表5 氣化細(xì)灰的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)

樣品顆粒表面孔隙結(jié)構(gòu)越發(fā)達(dá)，其比表面積、孔容積均增大，從結(jié)果中可得出，氣化細(xì)灰孔徑較小，中微孔數(shù)量多，大孔出現(xiàn)坍塌或合并。此現(xiàn)象對(duì)細(xì)灰的浮選有很大的阻礙作用，發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)會(huì)吸入大量水分和浮選藥劑，不僅使得顆粒表面親水而不易上浮，同時(shí)消耗大量藥劑，導(dǎo)致選別效果差[20]。

2.5 氣化細(xì)灰碳分布規(guī)律

氣化細(xì)灰是由制漿用煤在氣化爐的高溫(≥1 300 ℃)條件下，經(jīng)過(guò)燃燒、分解、與CO2和H2O反應(yīng)生成，殘?zhí)驾^高(20%～50%)，其殘?zhí)剂考敖Y(jié)構(gòu)形式受較多因素的影響，主要包括水煤漿制漿原料煤種理化特性、粒度級(jí)配、制漿藥劑選擇、氣化爐結(jié)構(gòu)、氣化燒嘴、噴漿壓力、氣化燃燒溫度、燃燒時(shí)間、C/O 等[21]。對(duì)中煤榆林細(xì)灰樣品中碳分布規(guī)律進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖8所示。

圖8 中煤榆林氣化細(xì)灰碳分布規(guī)律Fig.8 Carbon distribution of fine ash fromYulingasification of China Coal

從圖8中得出，中煤榆林氣化細(xì)灰粒度分布主要特點(diǎn)為，粒度從1 mm逐漸降低至0.045 mm以下的過(guò)程中，顆粒產(chǎn)率呈現(xiàn)先增大后降低的變化規(guī)律，以0.150 mm為分界線，大于該粒級(jí)產(chǎn)物含量隨粒徑的增大逐漸減少，小于該粒級(jí)產(chǎn)物含量隨粒徑的減小逐漸增大。

碳含量的分布規(guī)律為，隨著細(xì)灰粒度的減小，細(xì)灰顆粒中的碳含量先緩慢降低后迅速降低，為0.100～0.150 mm，細(xì)灰中碳含量降低速度最快，大于1.000 mm的物料含碳量最高為82.37%，小于0.045 mm的物料含碳量最低為19.00%。從氣化細(xì)灰的碳灰分布規(guī)律可以得出，可以使用物理分級(jí)的方法對(duì)細(xì)灰中的碳進(jìn)行初步碳富集。當(dāng)分級(jí)粒度為0.100 mm時(shí)，可獲得碳含量為79.78%，產(chǎn)率為54.2%的高碳細(xì)灰產(chǎn)品。

3 結(jié) 論

1)中煤榆林細(xì)灰經(jīng)過(guò)工業(yè)分析、元素分析和粒度分析結(jié)果顯示，細(xì)灰灰分、固定碳含量較高，揮發(fā)分含量較低，具有一定的熱值；經(jīng)過(guò)高溫氣化后，原煤中的烷基側(cè)鏈和表面官能團(tuán)基本完全反應(yīng)；氣化灰樣品的主導(dǎo)粒級(jí)小于0.045 mm，產(chǎn)率為37.52%，灰分為78.17%，為高灰細(xì)泥。

2)探索通過(guò)浮選回收細(xì)灰中的碳組分，使用常規(guī)浮選方案，改變浮選藥劑的種類(lèi)及使用量發(fā)現(xiàn)，細(xì)灰的浮選脫灰效果均不理想，即使在藥劑用量較大的情況下，精礦產(chǎn)率不高且精、尾礦灰分?jǐn)?shù)據(jù)接近，浮選完善指標(biāo)很較低。使用1號(hào)捕收劑時(shí)，隨著捕收劑用量由1 kg/t增至8 kg/t，浮選精煤產(chǎn)率由3.24%增至10.67%，精煤灰分從43.63%升高至46.89%后又降低至45.1%，使用2號(hào)捕收劑時(shí)，隨著捕收劑用量由2 kg/t增至16 kg/t，浮選精煤產(chǎn)率由5.06%增至14.95%，精煤灰分從48.32%降低至45.53%。

3)氣化細(xì)灰中不僅存在不同形貌的無(wú)機(jī)顆粒，同時(shí)還含有較多獨(dú)立的碳顆粒，顆粒相互夾雜，以普通浮選的手段難以有效分離，原煤中有機(jī)質(zhì)氣化后一些不具可燃性的礦物質(zhì)在細(xì)灰中得到熔融富集，形成的化合物或混合物具有加深細(xì)泥罩蓋程度的作用。捕收劑為非極性烴類(lèi)油時(shí)，容易與礦物表面接觸時(shí)僅產(chǎn)生物理吸附作用，導(dǎo)致捕收效果變差。

4)細(xì)灰比表面積為265.930 m2/g，孔隙容積為0.276 cm3/g，孔隙大小5.08 nm，是由片狀粒子堆積形成的狹縫孔和層狀結(jié)構(gòu)的孔組成；其孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比表面積、孔容積均較大，對(duì)于細(xì)灰的浮選有很大的阻礙作用，發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)會(huì)吸入大量水分和浮選藥劑，不僅使得煤粒表面親水而不易上浮，同時(shí)消耗大量藥劑，導(dǎo)致浮選效果差。

5)細(xì)灰碳-灰分布規(guī)律顯示，粒度從1.000 mm逐漸降低至0.045 mm的過(guò)程中，顆粒產(chǎn)率呈現(xiàn)先增大后降低，隨著細(xì)灰粒度的減小，細(xì)灰顆粒中的碳含量先緩慢降低后迅速降低，為0.100～0.150 mm，細(xì)灰中碳含量降低速度最快，從氣化細(xì)灰的碳-灰分布規(guī)律可以得出，可以使用物理分級(jí)的方法對(duì)榆林細(xì)灰中的碳進(jìn)行初步碳分離。