基于响应面法优化SDBS对低阶煤泥浮选的促进作用

针对低阶煤表面含氧官能团多,传统浮选药剂分选效果较差的难题,采用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为浮选促进剂开展了低阶煤浮选试验研究。通过单因素条件试验,确定适宜的柴油和SDBS用量分别为6~9kg/t和800~1500g/t,仲辛醇与柴油用量比为1∶10~1∶5。在此基础上,采用响应面法对柴油、仲辛醇和SDBS的用量进行优化,优化试验结果表明,柴油、仲辛醇、SDBS之间存在交互作用,其主效应关系为:SDBS>柴油>仲辛醇,并获得了以浮选完善度为响应值的二阶回归方程,确定了柴油、仲辛醇、SDBS的最佳用量分别为8.57kg/t、1.28kg/t、1307g/t,此时浮选完善度的理论值为24.16%,在最优药剂用量条件下开展了浮选验证试验,获得的浮选完善度为23.98%,与响应面法得到的理论值基本相符,表明采用响应面法优化药剂制度准确可行。XPS宽程扫描检测结果表明,低阶煤表面的氧碳比为1.40%,吸附SDBS、柴油和柴油+SDBS后,氧碳比分别降至1.26%、1.12%和1.01%;XPSC1s分析结果表明,低阶煤表面的C—C/C—H基团含量为66.47%,吸附SDBS、柴油和柴油+SDBS后,分别提高到72.60%、75.13%和77.12%;吸附前后,低阶煤表面含氧官能团含量均明显降低,C—O基团含量由吸附前的16.59%分别降低至15.71%、14.66%和12.71%,CO基团由10.09%分别降低至7.70%、4.23%和5.64%,OC—O基团由6.85%分别降低至3.99%、5.98%和4.54%。XPS检测结果表明,将柴油和SDBS复配使用,作用效果优于单独使用柴油和SDBS。SDBS作为促进剂时,低阶煤表面C—C/C—H基团含量的增加以及含氧官能团含量的降低,表明SDBS与低阶煤表面发生了以氢键吸附为主的物理吸附,实现了对低阶煤表面含氧官能团的有效覆盖,同时,SDBS中的C—C/C—H基团暴露在低阶煤表面,增强了低阶煤表面的疏水性,有利于改善低阶煤泥的可浮性。

Optimization of promoting effect of SDBS on low rank coal flotation utilizing based on response surface method

MA Chuandong;LIU Jiayou;ZHANG Qingjian;CHI Yani;LI Lin(College of Chemical and Environmental Engineering,Shandong University of Science and Technology,Qingdao 266590,China;School of Chemical Engineering & Technology,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China;Shandong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau Inspection and Quarantine Technology Center,Qingdao 266500,China)