本论文旨在通过煤岩组分表面改性以提高煤岩组分的浮选分离效果。探讨了微波球磨对煤岩组分破碎和解离的影响;研究了微波作用下氢气和甲烷气氛,以及紫外光作用下有机小分子对煤岩组分表面的改性作用。分析了表面性质变化对煤岩组分可浮性差异的影响,为煤岩组分分离技术的发展提供重要的数据和指导。以神府煤为研究对象,利用微波搅拌球磨机,结合浮沉试验研究了微波和机械力化学联合处理对神府煤浮沉性能的影响。探讨了处理时间和处理方式(微波处理,搅拌研磨和微波-机械力化联合处理)对神府煤粒度分布和浮沉性能的影响。分析了粒度分布和浮沉试验的关系。试验结果表明,微波-力化学联合处理对神府煤粒度分布和浮沉性能有明显影响。随着球磨过程中微波处理时间的延长,细粒级煤收率增加;筛分后粗粒级煤中重组分煤含量较大,而细粒级煤中轻组分含量相对较高,表明煤岩组分在磨矿和筛分过程中有差异富集现象;浮沉实验结果还表明相同组成、同一粒度、不同微波处理时间的煤样浮沉结果不同,揭示了微波在磨矿过程中对煤岩组分解离的促进作用。进一步探讨了磨矿方式和药剂种类对浮选效果的影响。结果显示,当微波辐射时间为2min时,浮物的收率最小,沉物的收率最大,且镜质组和惰质组的富集率最高,分别为92.57%和57.74%。采用阳离子型药剂,当pH=7时,浮物镜质组富集率和沉物惰质组富集率相对较高,分别为85.04%和47.34%。而采用非离子型药剂浮选后,由于矿粒表面的电性对捕收剂影响较小,致使回收率和显微组分富集率受矿浆pH的影响较小。在微波作用下,采用氢气和甲烷气氛下微波处理对神府煤表面进行改性,通过浮选分离富集煤岩单组分。结果表明,氢气气氛下微波处理1min时镜质组和惰质组富集率最高,分别为92.71%和54.35%;甲烷气氛下微波处理5min时镜质组和惰质组富集率最高,分别为89.98%和52.99%。进一步用该方法对手选丝炭(SFF)和镜煤(SFV)进行了表面改性研究,分析表征了改性前后接触角和zeta电位的变化。研究发现,随着微波处理时间的延长,SFF和SFV表面接触角和表面电位出现明显变化,氢气气氛下微波处理1min后SFF和SFV的pzc(表面零电点)值差异最大,而甲烷气氛下微波处理2min时差异最大。当改性后的SFF和SFV润湿性差异增大时,浮选分离后镜质组和惰质组富集率增加。上述结果表明,微波作用下,用氢气或甲烷气氛对显微组分进行表面改性是提高显微组分表面性质差异及浮选法分离煤岩组分效率的有效途径。设计了一种光催化反应器,研究在光催化下有机小分子对不同煤岩组分表面改性的作用,探寻增大煤岩组分润湿性差异的新方法。通过氮气携带有机小分子,并在紫外光的照射下与不同煤岩组分进行反应,分析改性前后其润湿性的变化。结果表明,光催化有机小分子改性可以明显提高丝炭和镜煤的表面润湿性差异。FTIR分析显示,微波改性和光催化改性过程中煤岩组分官能团如-OH、NH2、-NH、-COOH以及取代芳烃的C=C都有不同程度的变化,且与处理方式和处理时间有关。XPS分析表明,改性过程中C-C,C-H,C-O,C=O和COO-等官能团含量变化较大,而且,SFF表面C=O和COO-含量的变化较SFV更为明显。改性后煤样的润湿性受-OH和-COOH的共同作用,从而导致SFF和SFV在不同改性条件下润湿性呈现出不同的变化。