煤炭洗选加工与分级提质团队立足于当前“洁净煤”“双碳”背景，着眼于多数洗煤厂细粒煤分选及资源化利用问题现状，从分选系统入料段的粒度精确控制到干扰沉降分选过程的强化进行技术攻关，旨在提高细粒煤分选效率；进一步对洗选后的废弃物煤泥，煤矸石等进行材料化再生利用技术研发，为煤炭的高值化利用提供技术渠道。

（1）揭示了深锥结构和流场耦合强化粗煤泥高效分级机理：底部给水+环水顶水设计使整个分级机流场更加稳定；深锥结构可强化颗粒分级过程：在锥壁区域，顶水形成的流场沿锥壁向上运动，从而带动多数细颗粒沿锥壁上升成为溢流，分级现象明显；在中心无锥壁区域，部分细颗粒出现回流现象，影响分级效率。

图1 锥壁耦合流场强化细颗粒分级

（2）试验分析入料浓度、入料速度、顶水流量对粗煤泥分级效率影响规律：分级效率随着入料浓度的降低、入料速度的降低而升高，随着顶水流量的增加先增后减，当入料浓度40%、入料速度0.8m/s、顶水流量4m³/h，分级效率达89.3%，底流产品中-0.2mm颗粒含量仅占1.9%，底流产品主要为以硅为主的黏土组分。研究成果已发表在《FUEL》杂志。

图2 强化煤泥分级实验结果

（3）采用一步加热工艺处理高硫煤泥，可以成功获得能从高浓度硫代硫酸盐溶液中，吸附回收Au(S₂O₃)₂^3-的焙烧高硫煤泥（CHSC）。在焙烧温度为1000 °C下获得的CHSC具有最好的吸附效果。对焙烧前后高硫煤泥的官能团和物相进行了相应的FT-IR和XRD表征，发现经过焙烧处理后，高硫煤泥中的黄铁矿变为了磁黄铁矿。对磁黄铁矿XRD图谱进行精修，得到了分子式为Fe₈S₉的晶胞结构。1000 °C焙烧后的高硫煤泥电化学测试结果表明，相比于HSC和600°C焙烧的高硫煤泥，1000 °C焙烧温度下获得的CHSC开路电位最低。基于密度泛函理论的研究结果证实，Fe₈S₉的解离面的费米能高于FeS₂的费米能级， Fe₈S₉的解离面比FeS₂具有更高的电荷密度， 并且一价金离子在Fe₈S₉表面可以获得比FeS₂表面更多的电荷。正因为磁黄铁矿的以上性质，使CHSC具有极强的还原性，从而使溶液中的Au(S₂O₃)₂^3-还原为单质金，实现了Au(S₂O₃)₂^3-的吸附回收。

图3 高硫煤泥再生做吸附材料机理

（4）开展了基于煤矸石的4A型沸石分子筛吸附铅离子最优条件探究实验，结果表明：随着分子筛用量的增加，吸附率先升高后降低，用量为1.5g时，吸附铅离子效果最好；随着pH的变化，吸附率持续升高，pH为7时，吸附铅离子效果最好；随着实验温度的增加，吸附率先升高后降低再升高，温度为60℃时，吸附铅离子效果最好；随着铅离子浓度的增加，吸附率持续升高，铅离子浓度为100mg/L时，吸附铅离子效果最好。

该团队成果得到国家自然科学基金项目，省科技攻关计划项目，企业委托项目支持，年度累计授权发明专利10余项、发表高层次论文20余篇，部分成果与煤矿企业达成初步合作协议。