表面活性剂溶液物理特性研究进展

认知表面活性剂溶液物理特性是揭示表面活性剂强化沸腾换热机理的基础。本文以表面活性剂强化沸腾换热为背景,阐述了与沸腾换热密切相关的表面活性剂溶液相关物理特性的研究进展,包括表面活性剂溶液的静态表面张力、动态表面张力、黏度、润湿性能和溶解度等物理特性。最后,指出了目前表面活性剂溶液物理特性的研究不足,并对表面活性剂溶液物理特性的研究方法和研究内容进行了展望。     

用非离子表面活性剂改善磷酸盐矿石浮选的泡沫特性和提高磷回收率

在用油酸钠与十二烷混合物作捕收剂浮选磷酸盐矿石时，试验了一组壬基苯基聚乙烯乙二醇酯表面活性剂的优良作用。为了评价浮选结果，测定了用油酸钠和非离子表面活性剂制备的单一和二元表面活性剂溶液的平衡表面张力。用溶液表面张力的变化和根据表面张力数据计算出的相互作用指数来决定表面活性剂之间的协同作用。在非离子表面活性剂存在时，油酸钠溶液的表面张力降低。油酸钠与非离子表面活性剂NP-4之间的相互作用参数计算值为-0.21。这表明两种表面活性剂之间发生吸引。然后在磷酸盐矿石分批浮选中试验了非离子表面活性剂NP-4。在捕收剂不同用量和捕收剂不同组合时，证实了非离子表面活性剂的促进作用。     

多组分表面活性剂复配对烟煤润湿效果研究

表面活性剂是1种溶于水且能显著降低溶液表面张力的物质,能有效解决煤矿井下采掘工作面粉尘危害问题。为研究多组分表面活性剂复配对烟煤润湿效果的影响,采用淮南潘三煤矿烟煤作为研究对象,以表面张力、沉降时间为考察指标,从8种表面活性剂中优选出阴离子表面活性剂快渗T、两性离子表面活性剂BS-12、非离子表面活性剂APG共3种试剂单体;通过比较表面张力和沉降时间,得出阴离子表面活性剂快渗T效果均为最好;同时采用分子模拟技术考察3种单体试剂的静电势分布,比较得出阴离子型表面活性剂快渗T的效果也是最好;采用正交试验法等比例复配,得到3种试剂单体最佳配方浓度分别为0.20%、0.15%、0.25%;此时表面张力为16.95 mN/m,比快渗T提高了30.59%;沉降时间为20.95 s,比快渗T提高了20.34%。     

有压源下煤层注水表面活性剂湿润煤体的研究

通过煤体在表面活性剂溶液中的浸润时间的长短选取适合的表面活性剂进行复配,对活性剂配方溶液的表面张力和接触角测定,得到煤体最优表面活性剂配方。通过煤样在表面活性剂配方溶液和纯水中吸水试验的对比,进一步验证表面活性剂配方对煤体润湿性能和降低粉尘浓度方面有一定的促进作用。最后采用Comsol Multiphysics多物理场耦合软件进行注入纯水与低浓度活性剂溶液润湿范围对比,得出结论:加入表面活性剂可以减低表面张力,提高润湿范围。     

表面活性剂强化喷雾用水润湿性能的实验研究

表面活性剂可提高喷雾用水的润湿性能,从而改善喷雾降尘效果.研究开展了4种表面活性剂溶液润湿不同类型煤尘性能的实验,并考察了表面活性剂种类、质量分数等因素的影响.表面张力实验显示,随着表面活性剂质量分数的增大,溶液的表面张力会不断减小,其中阴离子表面活性剂SDBS在降低表面张力的效率和效能方面最优.接触角实验表明,随着表面活性剂质量分数的提高,液滴在煤尘压片上的接触角不断减小,溶液润湿性能不断提高,其中OP-10溶液的润湿性能最优,在相同的质量分数下,能够获得最小的接触角.     

磁化复配表面活性剂与压风细雾喷嘴耦合协同雾化降尘的性能研究

为了提高雾化降尘性能、实现有效防控煤尘危害,基于磁化复配表面活性剂与压风细雾喷嘴耦合协同降尘机理,开展了关于溶液表面张力及雾化效率的实验研究。通过对阴离子和非离子单体活性剂溶液进行测试,发现当溶液质量分数为0.06%时其表面张力趋于稳定;之后进行了阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配优化实验,当阴离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂FMEE的复配质量比为6∶4时复配溶液的表面张力达到最小值,所需最优溶液质量分数由0.06%降到0.03%;在复配表面活性剂的基础上进行了磁化测试,其最佳磁感应强度为400 mT;将磁化复配表面活性剂与压风细雾喷嘴结合实现耦合协同雾化增效的作用,耦合协同雾化效果高达74.8%,雾化效果比水提高了49.3%。     

煤临界表面张力测定及分析

临界表面张力是反映固体表面润湿性能的一个重要常数。利用自制的成型模具压制煤样试片,配制不同浓度(不同表面张力)的JFC溶液,利用FTA200表面张力仪及接触角仪测定了煤水接触角,获得了4组煤样的临界表面张力。结果表明:煤的临界表面张力为20.94～28.59mN.m-1,属于低能固体表面;在实际煤层注水过程中,普通矿井水表面张力大于煤的临界表面张力,煤体润湿效果差;在注入水中添加表面活性剂,将水的表面张力降低至煤的临界表面张力以下,煤体能够被充分润湿,取得良好的降尘效果。     

4种阴离子表面活性剂在煤沥青表面的润湿规律

为了探讨分散剂溶液对煤沥青表面的润湿性能,通过表面张力与接触角的测定研究了SDS,SDBS,NA和SN四种结构互异的阴离子表面活性剂溶液在煤沥青表面的润湿规律,并探讨了表面活性剂溶液在煤沥青表面的临界表面张力、铺展系数、黏附功和吸附机理。结果表明,SDS和SDBS溶液的表面张力和接触角均低于NA和SN,且计算得出的铺展系数高于NA和SN,而黏附功则低于NA和SN,说明SDS和SDBS溶液在煤沥青表面的润湿性强于NA和SN,而黏附性则低于NA和SN。4种表面活性剂的γlg-cosθ曲线均符合Zisman理论。SDS和SDBS的黏附张力(γ1gcosθ)与表面张力(γ1g)的曲线呈线性关系,可推测这两种表面活性剂分子在煤沥青表面的范德华吸附是润湿过程的主导因素。     

表面活性剂对煤体瓦斯解吸性能影响的实验研究

为明确表面活性剂对煤体瓦斯解吸特性的影响,实验测定了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与椰油酸二乙醇酰胺(CDEA)在不同浓度的表面张力、接触角,选择新疆硫磺沟4-504煤样测定SDBS、CDEA以及两者复配条件下煤体瓦斯解吸量及解吸速度。结果表明:煤体瓦斯解吸总量随解吸时间的增加而增加,最后趋于稳定,两者符合Langmuir关系;解吸速度随解吸时间增加逐渐减小,符合幂函数关系;随着表面活性剂浓度的增加,表面张力、接触角、煤体瓦斯解吸量和解吸速度均减小;接触角、表面张力与单一表面活性剂浓度都符合幂函数关系;瓦斯解吸量、解吸速度与单一表面活性剂浓度是负线性相关关系;与复配的表面活性剂浓度成非线性递减关系。     

不同煤种润湿性影响因素分析

实验选用8种典型煤种的煤样,6种常用表面活性剂,通过接触角实验、煤质分析,研究了不同类型表面活性剂以及煤种的元素组成对煤润湿性影响.结果表明,表面活性剂对煤润湿性影响受煤尘的液-固表面张力、溶液的气-液表面张力2方面影响,煤质对煤润湿性影响是多方面的,通过对工业分析、元素分析得到表征煤尘的润湿性公式.     

不同类型表面活性剂对煤体的润湿性研究

为了提高现场煤层注水效果,针对润湿性较差煤体,提出采用添加表面活性剂的方法以提高煤体润湿性。以贵州百色集团六龙煤矿煤样为例,根据表面活性剂种类选出4种有代表性且廉价易得的表面活性剂,通过测定纯水和添加表面活性剂的溶液的表面张力及其与煤体的接触角,优选出磺化玻拍酸二辛酷钠盐(快速渗透剂T)作为最佳表面活性剂,最佳浓度为0.4%。     

表面活性剂对锌精矿在浆萃取浸出率的影响

研究了几种不同的表面活性剂对锌精矿有机溶剂在浆萃取过程中锌浸出率的影响 ,并对表面活性剂的用量对锌精矿在有机溶剂中的行为进行了探讨 ,测定了经表面活性剂处理后矿粉在水溶液中的粘度以及浸出溶液表面张力变化情况 ,结果表明加入 0 .0 5～ 0 .2 g/L表面活性剂十二烷基磺酸钠改变了矿粉在水溶液中的润湿性 ,降低了浸出溶液的表面张力 ,有效地提高了锌精矿浸出率     

煤层气解堵实验研究

利用添加表面活性剂降低煤粉和水的表面张力，使煤粉容易被水润湿。浆体具有一定的流动性，从而可被活性水从煤层细缝中冲去达到解堵的目的。通过对不同表面活性剂的解堵作用效果的研究表明：加入自制表面活性剂PS后，煤粉和水之间的表面张力明显减小，对煤层气有较好的解堵效果，实现煤层气的增产。     

难润湿疏水性煤尘润湿性研究

通过表面张力实验、接触角实验和煤尘润湿性沉降试验研究煤尘润湿性能并优选润湿剂。研究表明:合适的表面活性剂可以大大提高润湿性能,矿井水具有更好的润湿性能;初选的9种表面活性剂对比试验得出阴离子和非离子表面活性剂的润湿性能优于阳离子和两性离子表面活性剂;表面活性剂的润湿性能不一定和表面活性剂的浓度成正比,30℃时表面活性剂润湿性能更好;通过接触角和煤尘润湿性沉降试验,得出浓度0.35%的快渗T是最优润湿剂。     

煤尘润湿性影响因素的研究

试验以望峰岗原煤和祁东原煤为研究对象,选择表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、减水剂NF和吐温-80,通过接触角实验、红外光谱实验以及表面张力实验,研究了煤尘润湿性的影响因素。研究表明,表面活性剂水溶液对煤尘润湿性的影响与溶液的种类、浓度和表面张力以及煤样表面结构等因素密切相关。     

磷酸盐矿石浮选药剂的评述

磷块岩矿石需要选矿,以降低脉石矿物(如硅酸盐矿物、碳酸盐矿物和黏土)的含量,满足磷酸盐工业的要求.自20世纪20年代到今天,浮选法成为选别磷矿石的主要选矿方法,世界市场上销售的磷酸盐产品有一半以上是由泡沫浮选生产的.本文对有关磷块岩浮选的文献进行了评述.文中列出了在磷酸盐矿石浮选中常用的捕收剂、抑制剂、辅助药剂和混合捕收剂.评价了不同种类药剂(如离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂)的优缺点.根据文献评述可得到以下结论表面活性剂混合物的应用比应用单一表面活性剂有一些优点,因为在表面张力、接触角、吸附和浮选试验中已观察到了表面活性剂混合物之间具有的协同作用.     

表面活性剂溶液降低爆破尘毒的研究

通过表面张力的测定和爆破对比实验，得到了降尘毒效果较优的两种表面活性剂溶液配方。对表面活性剂溶液的降生毒机理进行了研究。     

蓝晶石和石英浮选行为的研究（待续）

通过表面张力测试、浮选试验和红外光谱的测定，研究了蓝晶石和石英在阴／阳离子混合表面活性剂系统中的浮选行为。研究结果说明了表面活性剂混合物引起的表面张力下降中的协同作用。在浮选系统中，由于这一协同作用的存在，油酸钠／十二胺的添加导致在很宽的ｐＨ范围内，浮选回收率提高。文中还分析了在阴／阳离子混合表面活性剂系统中捕收剂的吸附机理。     

磷酸盐矿石浮选药剂评述

磷块岩矿石需要选矿，以降低脉石矿物(如硅酸盐矿物、碳酸盐矿物和黏土)的含量，满足磷酸盐工业的要求。自20世纪20年代到今天，浮选法成为选别磷矿石的主要选矿方法，世界市场上销售的磷酸盐产品有一半以上是由泡沫浮选生产的。本文对有关磷块岩浮选的文献进行了评述。文中列出了在磷酸盐矿石浮选中常用的捕收剂、抑制剂、辅助药剂和混合捕收剂。评价了不同种类药荆(如离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂)的优缺点。根据文献评述可得到以下结论：表面活性剂混合物的应用比应用单一表面活性剂有一些优点，因为在表面张力、接簋角、吸附和浮选试验中已观察到了表面活性剂混合物之间具有的协同作用。     

压力水溶液中煤体湿润性能试验与研究

煤层注水能有效降低煤炭开采过程中产生的粉尘量,提高煤体吸水性能对降低产尘率具有重要意义。文章通过自行设计制作的注水模拟装置,对不同煤样在不同水压条件下进行压力吸水试验,得到不同煤样的吸水方向性和注水压力参数;分析选取多种表面活性剂进行复配,得到多种表面活性剂配方,通过对活性剂配方的表面张力和与煤饼的接触角测试试验,得到最优表面活性剂配方;通过煤样在表面活性剂配方溶液和纯水中吸水情况的对比,验证所得到的表面活性剂配方能有效提高煤的湿润性能。