不同煤种接触角及润湿性规律探究

为了确定粗糙度、表面活性剂以及变质程度对煤表面疏水性和润湿性的影响,选用5种不同变质程度的煤,测定了不同表面粗糙度煤样的表面接触角。并采用OWRK法理论模型计算不同变质程度、不同粗糙度煤的表面能。结果表明,粗糙度会影响煤表面的疏水性和润湿性,试验表明所选用的砂纸目数越小,煤样表面所测得接触角值越小,疏水性越差,煤表面能越大。不同表面活性剂对不同变质程度煤表面的润湿能力不同,对于褐煤和气煤,SDBS的润湿性最好,随着变质程度的增加,OP-10的润湿性较好;同一表面活性剂的不同浓度溶液,表面张力越小,润湿性越强;表面活性剂浓度在接近临界胶束浓度(CMC)时润湿效果较好。     

超细煤水煤浆流变特性的研究

利用不同变质程度超细煤粉进行超细煤水煤浆的成浆试验 ,研究了超细煤粉的粒度组成、制浆浓度和添加剂种类及用量对超细煤水煤浆流变特性的影响。试验结果表明 ,不同变质程度的煤成浆特性有很大的区别。另外 ,还介绍了一种评价水煤浆分散剂分散效果的方法———润湿热对比法。     

煤尘抑尘剂的润湿性能研究

选取3种煤粉作为研究对象,分别对7种不同抑尘剂的润湿性能进行了测试.基于煤粉成分、粒径分析结果,结合抑尘剂电动电位、表面张力性能,通过抑尘剂在煤粉表面的接触角和正向渗透实验研究了抑尘剂对煤粉润湿性的影响.结果表明,抑尘剂在煤粉表面的接触角与煤粉的灰分成反比;抑尘剂溶液的表面张力、液—固之间的界面张力共同影响抑尘剂在煤粉...     

煤表面润湿性的影响因素

为了深入研究煤表面润湿性的影响机理,选用16种不同变质程度的煤样,利用JC2000C1接触角测量仪表征润湿性大小。通过煤尘的镜质组反射率测定、工业分析、元素分析、红外光谱实验、激光粒度仪测定,研究了煤的变质程度(煤阶),化学组成,含氧官能团,粒度分形维数,比表面积等性质,并用最小二乘法与接触角建立线性拟合。研究表明:煤表面润湿性主要取决于氧含量、水分、灰分和含量官能团;亲水性含氧官能团主要为910~940 cm-1羟基变形振动和3 400~3 450 cm-1芳香羟基伸缩,在所测煤样中羰基和羧基表现不明显;同时随着煤阶,碳含量,固定碳的增大,其接触角逐渐增大,润湿性变差;利用分形维数表征粒度分布,随着煤粒径D10,D50,D90变小,分形维数增大,接触角变大,润湿性变差。     

不同变质程度煤的润湿性研究

为了研究不同变质程度煤的润湿性,采集大佛寺4#煤层、胡家河4#煤层、寺河3#煤层和上高寨11#煤层样品,通过工业分析和煤岩分析研究不同变质程度煤的物质组成,通过煤水界面接触角测定法和粉末浸透速度法研究不同变质程度煤的润湿性。     

不同变质程度煤表面动态行为与临界表面张力的研究

为研究不同变质程度煤表面动态行为和临界表面张力,利用悬滴法恒温27℃测试不同浓度下的烷基糖苷(APG)溶液表面张力,以及利用躺滴法动态连续跟踪测量模式研究不同浓度下的APG溶液在煤表面接触角随时间的变化情况。研究结果表明:水在煤表面形成接触角较大,且接触角变化不明显;随着APG溶液浓度的增大,溶液在煤表面形成的接触角变小,同时接触角的变化幅度也在增大,当APG溶液浓度超过临界胶束浓度时,接触角进一步减小,但变化幅度减小;接触角余弦值与临界表面张力的相关性显著,且呈负相关关系;随着煤样变质程度的提高,临界表面张力先减小后增大。     

超细粉碎对煤表面性质及超净煤分选的影响

为探讨超细粉碎对煤表面性质及絮团和超净煤分选的影响，选取淮南气煤(HN)和太西无烟煤(TX)2种不同变质程度的煤样，利用傅里叶红外光谱仪（FTIR）、ζ电位仪、比表面分析仪、微量热仪分析了不同超细粉碎时间后煤颗粒表面官能团、电位以及润湿性的变化，分别研究了粒度、表面电位和润湿性对絮团形成的影响，结合超净煤的分选结果，综合探讨了超细粉碎、表面性质变化、絮团形成以及超净煤分选的关系。结果表明：超细粉碎改变了煤粒表面的亲水基和疏水基的比例；随着粒度的减小，太西煤的电动电位绝对值先减小后增大，在粒度8.30 μm时电负性最弱，润湿热出现小的峰值，搅拌过程中形成的大尺度絮团较多，在乳化柴油用量67.62 kg/t时，分选出的超净煤灰分0.68%，产率高达97.26%；而淮南煤随着粒度的减小，电负性逐渐增强，润湿热单调递减，润湿性逐渐减弱，在相同搅拌强度下，细颗粒形成的大尺度絮团减少，分选出的超净煤产率降低；分散剂的加入有效地降低了淮南气煤分选出超净煤的灰分，粒度越小，灰分减小愈明显。     

煤层气洗井中煤粉分散剂对煤岩的影响

为了综合优选煤层气洗井液中煤粉分散剂,采用韩城矿区太原组11号煤及不同类型的阴离子分散剂,从分散剂对煤粉悬浮性、煤岩表面性质以及分散剂溶液进入煤储层的影响角度出发,开展了不同分散剂对煤粉分散稳定性、润湿性及分散剂进入煤岩中伤害的实验,探究了不同煤粉分散剂对煤岩的影响。研究结果表明,粒径300μm的贫煤煤粉在水中分散稳定性差,添加分散剂有助于提高煤粉的分散稳定性。综合不同分散剂溶液的表面张力、溶液在煤表面的接触角、铺展系数和黏附功的分析,不同分散剂对煤粉润湿程度不同,质量浓度为2 g/L的SDS溶液对煤粉表面的润湿性最好。不同分散剂溶液进入煤岩样品,煤岩样品的渗透率均发生变化,且存在水锁效应,渗透率损害程度表现为SDSCMNSN。随毛细管力的增加,分散剂溶液对煤储层的渗透率损害程度增大。针对韩城区块,在煤层气洗井液中加入SDS分散剂可使煤粉更易排出,同时也会对煤岩渗透率产生一定的伤害。因此,在洗井过程中,应保持井底流压稳定,尽量避免分散剂溶液进入近井地带的煤储层中。     

粒径对褐煤粉尘润湿性的影响研究

喷雾降尘技术的降尘效率与煤尘的润湿性密切相关,而煤尘的润湿性受诸多因素影响.为了研究粒径对煤尘润湿性的影响,以内蒙古雁南煤矿4种不同粒径煤粉为研究对象,从接触角、沉降效率、红外光谱、润湿热4个方面探讨粒径对煤尘润湿性的影响规律.研究表明:当煤尘粒径逐渐增大时,接触角则逐渐减小,亲水沉降效果显著;粒径变化没有造成煤尘官能...     

表面活性剂对煤润湿性的改性实验

表面活性剂对煤表面润湿性的改性处理广泛应用于煤矿防尘、防瓦斯以及煤层气的开采中。利用JC2000C1接触角测量仪测定不同种类、不同浓度及不同复配下煤的接触角和表面张力,研究了表面活性剂对煤润湿性的改性能力。     

不同变质程度煤尘的润湿性影响因素研究

为深入研究变质程度对煤表面润湿性的影响机理,选取了2种变质程度不同的煤样:褐煤和无烟煤。煤的润湿性与其结构有着密不可分的关系。利用FEI INSPECT F50场发射扫描电子显微镜对煤尘的表面形貌进行了观察;利用Bruker TENSOR27红外光谱仪分析可以在不破坏煤的原有结构的情况下更真实地反映其结构。通过煤尘的元素分析、红外光谱实验分析、SEM分析,研究不同变质程度煤的亲疏水性能。研究成果可为配制抑制煤尘配方提供依据。     

煤尘抑尘剂的开发与研究

对采自神华集团选煤厂的两个煤尘进行了性质表征 ,并基于其表面性质特点开发出了几种抑尘剂。通过对抑尘剂的保水性、润湿性和凝聚性能测试 ,得出 5号配方抑尘剂的性能较好。     

基于主成分分析法的松软煤体煤尘润湿特性研究

矿井煤层产尘与煤体坚硬程度密切相关,而深部含瓦斯煤体往往呈现松软煤层的特征,为了研究松软煤层煤体润湿性的影响因素,以对粉化松软煤体产尘进行治理,以衡量煤样润湿性强弱和评价粉尘灾害的重要指标接触角为主线,从淮北煤田7个突出矿井选取了7种松软程度不同的煤样进行煤-水接触角测定,通过工业分析、煤与瓦斯基础参数测定、孔隙结构测定和红外光谱定量分析试验,采用主成分分析法系统探讨了松软煤体煤尘的润湿特性和主要控制因素。研究结果表明:松软煤体的润湿性主要取决于煤的灰分、水分、孔容、比表面积、坚固性系数、羟基含量,且影响程度依次减弱;其中灰分、水分、孔容、比表面积、羟基含量与接触角成负相关,是煤的亲水因素,而坚固性系数与接触角呈正相关,是煤的疏水因素;煤体强度越低,煤体越松软,煤-水接触角越小,煤的表面润湿性越好;通过主成分多元回归分析方法的结果得出灰分与煤-水接触角的相关程度最高,是煤表面润湿性的主控因素;瓦斯在煤层赋存过程中影响煤体的强度,瓦斯的吸附、放散作用促进原生裂纹的开裂和新生裂纹的产生,导致煤体物理化学性质的改变,间接影响了煤的润湿性。     

不同变质程度煤岩微表面电性特征

为进一步研究煤岩电磁辐射产生机理,通过原子力显微镜研究了不同变质程度煤岩微表面电势及电荷密度等电性参数的变化规律,将煤岩表面微观电性特征研究推进到微纳米尺度。结果表明:煤体表面在细观或宏观统计层面上显弱电性或电中性,但在纳米尺度下对外显示一定的电性特征;计算得到了煤体表面电荷密度,不同煤样的表面电荷密度差异明显,在79. 95～312. 97μC/m2变化;煤的变质程度对表面电性参数存在重要影响:随变质程度的升高,煤表面负电势经历了先缓慢下降又快速升高的变化趋势,表面电荷密度呈现出先减小后增大的"V"型曲线变化。研究煤岩微结构的电性特征,对从微观层面进一步揭示煤岩电磁辐射机理、瓦斯吸附和解吸过程,乃至煤岩物质特性等具有重要意义。     

瓦斯氛围下煤水固液接触特征

为了探明瓦斯氛围下煤水固液接触机制,搭建了瓦斯氛围下煤水润湿角测试系统,测试了CZ(山西成庄矿无烟煤)及DW(陕西大湾矿烟煤)2种煤样在不同甲烷及氦气压力条件下的润湿角变化,结合煤表面形貌测试、低压CO2吸附试验及XRD试验分析了瓦斯氛围下煤水接触角的变化规律.结果 表明,随着气体压力的增加,煤润湿角逐渐增加,但在吸附...     

不同煤阶煤孔隙特征及其吸附能力响应

我国是煤炭资源大国,煤层气储量规模相当可观,但煤储层又具有低孔、低渗的不足,照搬国外或常规石油天然气的开采程序和方法已被证实是走不通的。应结合实际,根据不同地质条件、不同煤阶的开采程序,进行孔隙特征研究。煤孔隙特征、连通性和吸附能力对煤层气开采影响尤为重要,为研究煤孔隙结构特征随煤变质程度的变化关系及其吸附能力的响应特点,采取不同地区不同变质程度煤样,进行压汞测试和等温吸附实验。实验结果表明,煤孔隙度和平均孔径均随变质程度增加呈现降低—升高—降低的趋势;煤中孔隙连通性随煤变质程度增加逐渐变差;随煤变质程度增加,其最大吸附能力也呈现降低—升高—降低的总体趋势。     

二茂铁/钾盐超细颗粒气溶胶防治矿井火灾实验研究

以磷酸二氢钾KH2 PO4、二茂铁Fe(C5 H5)2、碳酸氢钾KHCO3为主料制备超细颗粒气溶胶用于矿井火灾防治效果研究,通过热分析(TG/DSC)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)分析、电镜扫描(SEM)等微观测试手段,对气溶胶处理前后的煤样结构特性及燃烧特性进行分析.TG/DSC测试经KH2 PO4、Fe(C5 H...     

表面活性剂对煤尘湿润性能的影响研究

采用沉降法对不同表面活性剂的煤尘湿润能力进行了研究,结果表明在水中添加表面活性剂能明显提高煤尘湿润效率。实验发现,表面活性剂类别、浓度及煤尘本身性质是影响煤尘湿润效率的主要因素。通过对湿润性能较好的表面活性剂进行表面张力测定,其张力值均低于湿润的临界张力值45mN/m。工业性实验表明,添加表面活性剂进行喷雾降尘是一项积极有效的降尘措施。研究结果为开发新型、高效的化学降尘剂提供了技术基础。     

界面润湿性调控对氧化煤浮选的促进作用

煤炭的氧化使其表面疏水性减弱,可浮性显著降低。表面活性剂通过其亲水基团作用于煤表面的极性含氧官能团能够改变其表面润湿性。本文用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对氧化煤进行表面润湿性调控,通过红外光谱和润湿热测定分析了CTAB在煤表面的吸附特性及煤表面的润湿性变化,结果表明,氧化煤吸附CTAB后,煤表面疏水性增强,可浮性随CTAB吸附量增大而提高;CTAB吸附于煤的同时也吸附于矿物质,矿物质表面由亲水同样转为疏水,精煤灰分大幅提升,分别采用浮选作业前水热预处理和添加六偏磷酸钠作为灰抑制剂,浮选精煤降灰效果显著。