【摘要】 最后对各种强化煤气化细渣浮选的方法进行了理论验证。这项研究的结果阐明了残留碳孔吸附水分子的潜在微观机制。

煤气化渣是一种资源利用率不高、污染环境的固体废物。浮选是分选煤气化细渣的常用方法。然而，残余碳发达的孔隙结构对润湿性和浮选效率的不利影响在文献中并未得到解决[1-3]。通过大正则蒙特卡罗模拟研究了不同孔隙结构残碳模型中水分子的吸附特性。我们采用分子动力学模拟和数学模型来研究孔隙水运动的机制。此外，通过分子动力学模拟和浮选实验探讨了孔隙结构对煤气化细渣浮选效果的影响。结果表明，水分子以团簇的形式被吸附并聚集在残留的碳孔中。随着孔隙率的降低，团簇尺寸也随之减小。此外，相同的孔隙模型显示出对水分子的等效吸附。对于较小的孔径，残余碳对水分子的结合作用更强。然而，模拟和实验结果表明，煤气化细渣的孔隙结构越发达，其浮选效率越低。最后对各种强化煤气化细渣浮选的方法进行了理论验证。这项研究的结果阐明了残留碳孔吸附水分子的潜在微观机制。

阐明了削弱孔隙润湿效应的原理，为发展煤气化细渣先进浮选技术奠定了理论基础。为实现煤气化渣的高值化利用提供一定的理论指导和技术支撑，具有一定的环境和资源效益。

开发了具有不同孔隙结构的残留碳模型，并利用分子模拟分析了孔隙结构修饰对水分子吸附性能的影响。此外，还考察了CGFS中孔隙水的微观特征，并研究了不同孔隙结构对CGFS浮选效率的影响。水分子主要吸附在残留碳的孔隙中，并且在同一孔隙模型中观察到水分子吸附的等效概率。吸附过程遵循 Langmuir、伪二阶和颗粒内扩散模型。随着孔径的减小，残留碳对水分子的结合作用更强。减小孔径可以降低孔润湿效果，但也可能有一些缺点。然而，理论证据支持使用诸如减压后通过气泡自生封闭孔隙来降低孔隙率、利用含有极性和非极性基团的混合捕收剂以及应用油团聚和油泡浮选来提高CGFS浮选效率等方法。阐明了孔隙结构对CGFS浮选效率的分子水平影响。实验和模拟结果均表明，CGFS的孔径越发达，其浮选效率越差。这项研究将有助于加深对残余碳浮选的理解，并提供各种潜在的方法来提高基于孔隙结构改变的 CGFS 浮选效率。

[1] L. Ren, L. Ding, Q. Guo, et al., Characterization, carbon-ash separation and resource utilization of coal gasification fine slag: A comprehensive review, J. Clean. Prod. (2023:), 136554, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.136554.

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