超细粉体特别是纳米粉体，由于其具有极小的 煤基功能材料和工程材料提供基础。根据煤自身的
尺寸，表面的电子结构和晶体结构不同于常规颗粒． 物理化学特点，选用行星球蘑法研究制备超细煤粉，
因而具有常规颗粒和宏观物体所不具备的性质如表 并对其粒度和性质进行了表征和研究。高能球磨法
而效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，表现出一 成本低、产量高、工艺简单易行Ⅲ。
第十一章粉煤灰在建筑工程中的应用
第六章利用煤矸石制取化工产品
第十二章粉煤灰在其他方面的利用
‘
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万方数据
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超细煤粉的制备及性质研究
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
刘转年， 周安宁， 金奇庭 刘转年,金奇庭(西安建筑科技大学环境与市政工程学院,710055)， 周安宁(西安科技学院材 料系,710054)
煤化工 COAL CHEMICAL INDUSTRY 2002，30(1) 4次
参考文献(5条) 1.张代钧.鲜学福 煤的大分子结构与物理超细结构研究(I)煤的大分子结构 1992(03) 2.杜仕国 超微粉制备技术及其进展 1997(03) 3.杨桦.王子忱 发光材料硫化锌纳米晶体合成与表征 1996(04) 4.杨焕祥.廖玉技 煤化学及煤质评价 1990 5.李丹.王晓慧 硬脂酸凝胶法合成纳米钡铁氧体的红外光谱研究 1996(04)
３２．４３
煤粉的堆积 密度／ｇ·ｅｍ。
０．４５
煤粉的体积 电阻率／０·ｃｒｌｌ。１
４．０３×１ ０”
９．４ ２
０．３６
８ ５６×１ ０１ ２
２ Ｉ６
０．３３
２．０１×１０”
３结
论
３．１ 通过对煤粉行星球磨过程中的各种影响因素 的分析．原料煤粉分别经过不同大小钢球组合的工 艺球磨，可制得粒径小于８００ ｎｍ的超细煤粉，煤粉 颗粒大小较均匀，颗粒之间相互吸附粘连。
2.会议论文 郭东红.李兴长 超细煤粉、水、渣油三元混合燃料的流变行为研究 1997
该实验中制备了渣油、细煤粉、水三元混合燃料，并对其流变性和稳定性进行了研究。
3.期刊论文 刘宏英.邓国栋.顾志明 煤粉超细化技术及设备研究 -中国粉体技术2010,16(3)
根据双向旋转球磨机的超细粉碎原理,研究开发制备超细煤粉的技术及设备,并采用该设备进行煤粉的超细粉碎实验,分析各种工艺参数对超细煤粉产 品粒度影响.结果表明:采用双向旋转球磨机制备超细煤粉的最佳工艺条件为:筒体及搅拌器转数25 r/min,球料质量比为8,研磨时间为4-5 h,磨球尺寸为 10～20 mm,制备出超细煤粉产品的粒度为d50=1.15 μm,d90=2.67 μm.
系列新异的电学、磁学、光学、化学和力学等性能。超
细及纳米粉体已成为２１世纪材料科学领域研究的 ｌ 实
验
热点。煤是一种天然的有机矿物岩石，具有以芳香结
构单元为主的大分子结构，其分子中富含羟基和羧 １．１原料及仪器
基等含氧官能团“］。超细及纳米煤粉的制备及性质
实验所用原料为神府３。１煤粉，平均粒径为
研究，将为煤的功能化高附加值利用，研究开发新型 ９．４１”ｍ。其工业及元素分析见表ｌ。
５
摘要本文在研究种府３＿１煤粉行星球磨过程中各种因素的基础上，将原料煤粉分别经过不同大小钢球组 台的工艺球磨，制得粒径小于８００ ｎｒｎ的超细煤粉，对其粒度和性质进行了表征和研究。
关键词超细煤粉制备性质
文章编号：１００５—９５９８（２００２）０１一００１ ９－０３中圈分娄号：ＴＱ５２０ ６ｌ
文辣标识码：Ａ
随粒度减小，颗粒数量增加，颗粒之间相互吸附团
聚，形成新的空隙，尽管形成的空隙体积较小，但空
１一超细煤粉 ２一平均粒径为９．４２ ｐｍ的煤粉 ３一平均粒径为３２．４３”ｎｌ的煤粉 圈２不同粒度煤粉的ＸＲＤ图
隙数量急剧增加，总的空隙体积增大，堆积密度减 小。 ２．５体积电阻率
万方数据
２００２年２月
刘转年等：超细煤粉的制备及性质研究
和原子团增多，外露基团增多，反应活性增加，另一
方面，超细煤粉的粒径很小，比表面积很夫，表面原
子所占比例较大，表面原子对其性质影响不能忽略。
由于表面原子与内部原子所处的环境不同，导致红 外吸收频率存在一定不同粒度煤粉的堆积密度。可以看 出，随煤粉粒度的减小，其堆积密度减小．这是因为
２．３红外光谱分析 将三种不同粒度煤粉不经研磨、直接压片．作红
外光谱分析。ｉ种煤粉的红外光潜分别在３ ｄ３ｉ ｃｍ。～３ ３９１ ｃｎｌ＿÷、２ ９】７ ＣＩＴＩ。１～２ ９１０ ｃｎｌ １、ｌ ６０６ ｃｍ。～１ ６１０ ｃｎｌ、１ ４３７ Ｃ］ＦＥｔ一～１ ４００ ＣＥｌｌ １附近均
滑，呈齿状小颗粒边缘光措。 ２．２ ｘ射线衍射分析
这说明在球磨过程中煤的芳香微晶结构部分遭到破 坏ｏ］。另外，随粒度的减小和粒度均匀性的提高，粒 度效应减弱，也会使曲线平滑。
羟基吸收峰明显宽化，且向低波数移动至３ ３９１ ｃｍ １，而１ ４３７ ｃｍ。１～１ ４００ ｃｍ－１处的ＣＨ，和一ＣＨ ３ 吸收峰变强，说明煤在超细粉碎的过程中部分氢键 缔合的羟基被破坏，煤粉表面上不完整分子或不饱
３．２ 超细煤粉的红外光谱和ｘ射线衍射研究表 明，超细煤粉中煤的芳香微晶结构和分子间氢键部 分破坏，颗粒表面缺陷和游离基团增多，提高了煤糊 表面的化学反应性。 ３．３随粒度的减少，煤粉的堆积密度和体积电阻率 均减小。
参考文献：
［１］张代钧，鲜掌福．煤的大分子结构与物理超细结构研究 （Ｔ）煤的大分子结构［Ｊ］．煤炭转化．１９９２．１ ５（３）：４６ ｒ一
４９．
ｒ＇］抖／４－同韶糟蚺出ｆ茔持士ｎ甘：扯硅『Ｔ１ ｍ仲ｔ十毫１ １（）０７
２８（３）：２３７～２４１．
［３］杨，’工子忱等发光材料硫化锌纳米晶体合成与表 征［Ｊ］．功能材料．１ ９９６，２７（４）：３０２～３０４ ［４］畅焕祥．廖玉技等编煤化学及煤质评价［Ｍ］．武汉；中
国地质大学出版社，ｌ ９９０·６１． ［５］李丹·王晓慧等－硬脂酸凝胶法台成纳米钡铁氧体的
图２是三种不同粒度煤粉的ｘ射线衍射图。可
有明显吸收峰，它们分别归属于煤中氢键缔合的羟 基吸收峰、环烷烃或脂肪烃的甲基吸收峰（ＣＨ。）、 氢键缔合的羰基吸收峰以及一ＣＨ：和ＣＨ。吸收
以看出，随粒度的减小，煤粉的ｘ射线衍射曲线发 生了变化，曲线在２０为２４ Ｃ处的衍射峰变宽变平，
峰“ｊ。三种煤粉的红外光谱通过比较可以看出，随煤 粉粒度的减小，光谱上３ ４３４ ｃｍ １处的氢键缔合的
第１期（总第９８期） ！！！！生！旦
煤化工 曼！！！￡！！里ｌ！！！！！ｄ！！！！ｚ
Ｎｏ．１（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．９８）
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超细煤粉的制备及性质研究①
刘转年西安建筑科技大学环境与市政工程学院 周安宁 西安科技学院材料系 ７１００５４
金奇庭西安建筑科技大学环境与市政工程学院
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㈣ ７●７，
６０ＳＸＲ傅立叶变换红外光谱仪 美国尼高力 公司生产
Ｄ／ＭＡｘ ２４００型ｘ射线衍射仪 ＺＣ３６型高阻计 上海第六电表厂生产 １．２实验方法
收稿日期：２００１一１０－２８ 作者简介：刘转年．男，１９６８年出生．博士生．工程师．南京理 工大学环境工程专业毕业。现从事（废）水处理材料和工程方 面的工作。 注：①国家科学技术部科技攻关项目（９９一Ｄ—ｌｌｏ）
细煤粉的实际粒径。取少量超缅煤粉，在适量无水乙 醇中用超声波振荡分散一定时间后，取样用透射电 镜（ＴＥＭ）分析，结果见图１。
图Ｉ超细煤粉的ＴＥＭ照片
由图１可以看出，超细煤粉颗粒以球形为主，最 大颗粒直径约８００ ｎｍ，颗粒大小分布比较均匀。由 于超细煤粉颗粒具有很大的比表面积和很高的表面 自由能，部分大颗粒煤粉周围吸附有少量小颗粒。煤 粉颗粒之问相互吸附粘连在一起。大颗粒边缘不光
等方面的用途；粉煤灰的性能、分选以及粉煤灰在建筑材料、建筑工程及其它方面的资源化利用途径。主要内
容如下：
第一章绪论
第七章煤矸石在其他方面的利用
第二章煤矸石的性能与分类
第八章粉煤友的性能
第三章煤矸石资源评价方法 第四章煤矸石作低热值燃料
第九章粉煤灰的分选 第十章粉煤灰生产建筑材料
第五章利用煤矸石生产建筑材料及其制品
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２结果及分析 ２．１ ＴＥＭ分析
万方数据
·２０·
煤化工
２００２年第１期
所制备的超细煤粉经激光粒度测试仪分析，其 表观累积９７％，粒径为５．６５”ｍ、平均粒径为２．１６ ”ｍ。因为所制超细煤粉大量严重团聚．在进行激光 粒度分析时难以很好分散，所以所测粒径并非为超
红外光谱研究［Ｊ一·功能材料·１９９６，２７‘４）：３３２～３３４·
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｒ‘ｅｐａｒａｔｔｏｎ ｏｆ Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ Ｃｏａｌ Ｐｏｗｄｅｒｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
Ｉ。ｉｕ Ｚｈｕａｎｎｉａｎ Ｚｈｏｕ Ａｎｎｉｎｇ Ｊｉｎ Ｑｉｔｉｎｇ （Ｘｉ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ７１００５５）
表１神府３叫煤的工业及元素分析
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实验在ＱＭ ４Ｈ行星球磨机上进行。实验用密 封不锈钢球磨罐体积５００ ｍＩ，，不锈钢球四种，直径 分别为１６ ｍｍ、１０ ｍｍ、６ｒａｍ和４ｒａｍ。煤粉粒度分 析在ＪＩ。一１１５５型激光粒度测试仪和］ＥＭ一２００ＣＸ透 射电镜（日本电子）上进行。其它分析仪器有：