面对环保燃料不断增长的市场需求以及煤炭燃烧日益增加的环保压力,传统的劣质煤提质技术难以适应生产低灰、低硫、高热值的清洁燃料的需求。本文采用分级研磨的方法,结合理论分析与试验验证,解决超细颗粒磨制、煤炭分选处理后物料进一步细磨工艺选择的问题,所建立的M-PBM(矩阵-群体平衡模型)模型可准确回归分析研磨过程的粒度分布迁移规律和能耗,对超细研磨领域的研究具有重要的借鉴意义。为探讨微细化过程中设备操作条件的影响,通过正交试验设计和基于PBM(群体平衡模型)方法的理论建模,考虑了研磨介质尺寸、比处理量和灰含量三种因素的影响。在微细化粒度范围内,煤炭的研磨能耗随着灰含量的提高、研磨介质尺寸的减小和比处理量的增大而减小。将PBM模型与R-R分布结合,精准的预测不同研磨时间下任一累计百分含量的粒度分布。并结合改进后的田中假说建立研磨能耗与研磨介质尺寸、比处理量和灰含量的函数表达式,与试验数据有较好的吻合。为深入研究煤炭颗粒中矿物质的嵌布特征,使用先进的矿物解离检测仪器MLA对样品中矿物质的种类、含量、粒度分布、解离度等进行了详细的研究。在检测的样品中,以碳氢化合物、高岭石和黄铁矿三种矿物相为主。未解离的碳氢化合物主要与高岭石形成两相颗粒,高岭石和黄铁矿以微细颗粒嵌布其中。为降低精煤中无机矿物质的含量并提高精煤的品位,根据碳氢化合物、高岭石、黄铁矿的质量分布、粒度分布和解离度,需要将精煤中解离不充分且占比较多的18μm以上的煤炭颗粒研磨至18μm以下,将嵌布此中的无机矿物质尽可能地释放出来。