无烟煤,原矿品位一般为70-90%,是所有煤种中煤化程度最大的。因为无烟煤常与其他脉石矿物紧密结合又分布在黏土之中,导致其难被直接利用。目前无烟煤经简单处理后主要作能源燃料使用,这种方式不仅利用率低而且燃烧产物不利于环境保护。本文以福建天湖山无烟煤为对象,研究关于提纯及新应用的技术。在对原矿进行矿物学表征后,采用浮选-酸浸两步法进行提纯;再以提纯产物作为润滑油添加剂,通过超声、球磨两步骤原位制备表面活性剂包覆无烟煤的复合润滑油并进行摩擦学性能测试,主要的研究结果如下:首先,对固定碳含量为76.42%的无烟煤原矿进行浮选提纯技术研究。原矿主要以块状形式存在,粒径主要分布在500-1000μm之间;主要的矿物杂质为石英、云母和绿泥石等;主要含有C、O、Si和Al等元素;缺陷程度较大(ID\IG=1.70)。为了达到浮选要求,首先对原矿进行了球磨6h处理,该过程不仅能使块状原矿变成为片层状,而且不会破坏原矿的微晶结构。然后利用正交试验法进行了一次粗选试验,确定了影响浮选结果的主、次要因素和最佳的浮选条件:浮选浓度>起泡剂添加量>捕获剂添加量>抑制剂添加量,当浮选浓度为60g/L,起泡剂添加量为160g/L,捕获剂添加量为260g/L,抑制剂添加量为40mg/L。在最佳浮选条件下,通过一次粗选六次精选,将原矿的固定碳含量提高到93.17%,碳回收率为85.03%。然后,对浮选精矿又进行了化学提纯。在分析精矿的物性后,制定了混酸浸泡的试验方案,并通过控制变量法探究了混酸体积比、反应时间和反应温度对酸浸过程的影响。结果表明,当氢氟酸与硫酸体积比为3:2,反应时间为180min,反应温度为50℃时,能将固定碳含量提高到95.98%,灰分含量降低到0.14%。然而酸浸精矿的物性表明,酸浸过程可能会影响浮选精矿的微晶结构,降低精矿缺陷程度(ID/IG=1.26)。最后,分别以酸浸精矿和非离子型表面活性剂span80作为润滑油添加剂和分散助剂,通过先超声后球磨处理原位制备出表面活性剂包覆无烟煤的润滑油。接着,探究了添加剂浓度、运行载荷、温度和转速等对润滑油摩擦学性能的影响。结果表明:在定载荷150N下,表面活性剂包覆的无烟煤润滑油与基础油相比,其产生的平均摩擦系数、磨斑直径和磨损体积量分别降低了45.39%,60.13%和95.95%。而在变化的载荷、温度和转速下,这种润滑油也具有稳定的摩擦学性能。无烟煤能起到抗磨减摩作用归因于薄片状且分散性好的无烟煤能容易进入摩擦副当中并沉积于表面,形成保护薄膜,从起到承担载荷和修补缺陷的作用。