药剂作用前后煤样颗粒与煤浆气泡作用的探究

为了探究表面活性剂预处理后煤浆浮选时气泡-颗粒粘附几率,本文选择了三种阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠C12LAS、十二烷基二苯醚双磺酸钠C12DPPS和十六烷基二苯醚双磺酸钠C16DPPS,探究了精煤产品及影响精煤的三种主要的无机矿物质浮选速度,矿物质与煤颗粒在浮选过程中对于气泡的粘附几率。结果表明:阴离子表面活性剂的加入明显增强了石英对精煤的相对污染程度;且在煤泥浮选过程中,刮泡开始的0～0.5min内,浮选速度受表面活性剂预处理影响较大。     

Gemini表面活性剂对高灰氧化煤浮选行为影响及机理研究

为提高高灰氧化煤表面疏水性,改善浮选效果,进行了Gemini表面活性剂在高灰氧化煤表面吸附和脱附后的浮选试验。通过红外光谱、微量热等分析技术测定研究了Gemini表面活性剂在氧化煤有机质和矿物质表面的吸附及脱附差异。氧化煤吸附表面活性剂后,煤表面疏水性增强,精煤产率随表面活性剂的浓度增大而提高,同时表面活性剂使煤系矿物质表面的疏水性提高,精煤灰分显著提高。水浴脱附后浮选试验结果表明,表面活性剂在煤中有机质和矿物质表面的脱附存在差异,使用水浴处理吸附表面活性剂的煤样,浮选精煤降灰效果显著。     

表面活性剂预处理对氧化煤浮选的影响

为研究表面活性剂预处理对氧化煤浮选的影响,考察了氧化煤吸附CTAB、SDBS和OP-10前后的精煤产率和灰分变化,采用傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪分析了表面活性剂在氧化煤表面的吸附特征。结果表明,氧化煤吸附CTAB、SDBS和OP-10后,精煤产率增加,灰分升高,其中非离子表面活性剂OP-10的选择性最好。表面活性剂预处理对氧化煤浮选效果的提升得益于表面活性剂能够覆盖氧化煤表面部分的含氧基团,使得氧化煤表面甲基和亚甲基增多,疏水性增强。     

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。     

润湿性调控界面纳米气泡生成及其对亲水性颗粒浮选的促进

浮选体系中纳米气泡的引入可以有效提高微细粒矿物特别是疏水性矿物的浮选效果,而如何利用纳米气泡提高亲水性矿物的浮选效果是一个难题。以氧化石墨代表亲水性颗粒,采用原子力显微镜(AFM)直接进行纳米气泡形貌表征,通过十二烷基醇聚氧乙烯醚(AEO-15)对石墨表面进行润湿性调控,利用温差法生成界面纳米气泡,对比分析石墨经氧化、表面活性剂吸附等润湿性调控后其表面生成的界面纳米气泡形貌、数量等差异;同时通过浮选试验验证润湿性调控界面纳米气泡的生成对浮选的影响。研究结果表明：界面纳米气泡的产生与颗粒表面亲疏水性密切相关,与其形貌高度无关。相较于亲水性的氧化石墨,经表面活性剂吸附后,其表面可以产生更加密集且均一的界面纳米气泡。此外,纳米气泡的引入可以明显提高亲水性氧化石墨的浮选回收率。研究成果提供了一种亲水性颗粒表面生成界面纳米气泡的方法,对低阶煤、氧化煤等其他亲水性颗粒的浮选强化具有一定的指导意义。     

药剂C-1对氧化煤浮选的促进机理研究

针对氧化煤浮选效率低难以回收利用的问题,研制了一种新型捕收剂C-1。首先,将表面活性剂(酯类表面活性剂、Span80)和单馏程非极性烃类油按不同比例混合,通过浮选试验结果确定最佳质量比为5%。然后,将C-1应用于氧化煤浮选试验,对比其与传统药剂的浮选效果,得到最佳药剂使用量,利用红外光谱和润湿热测量等手段研究了C-1对氧化煤浮选的促进机理。结果表明,C-1通过化学吸附与氧化煤表面的含氧官能团结合,提高煤粒表面疏水性,使煤粒与气泡结合更稳定,从而提高精煤产率、可燃体回收率及浮选完善指标。当C-1用量1200g/t,仲辛醇用量150g/t时,精煤产率为 64.51%,精煤灰分最低为 11.96%,浮选完善指标为 37.87%,此时氧化煤的浮选效果最佳。     

表面活性剂水解离子协同特殊基团润湿煤尘机理研究

为提高煤尘防治效率,通过表面张力、Walker沉降、扫描电镜、红外光谱等方法测试了十二烷基聚氧乙烯醚硫酸铵(ALES)、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠(SLES)和十二烷基硫酸钠(SDS)3种表面活性剂溶液对煤尘的润湿性能及其在煤尘表面的吸附能力。构建了ALES、SLES、SDS分子模型和LRC模型,采用分子动力学模拟软件对分子结构进行几何优化和退火优化后,计算了不同表面活性剂在煤表面的静电势(EP)、氢键、密度分布,探究了水解离子、特殊基团对润湿煤尘的影响。结果表明：ALES溶液比SDS、SLES溶液具有更强的润湿和吸附煤尘的能力,这主要得益于ALES的水解阴、阳离子可渗入至低阶煤表面27?、35?处,渗透能力较强;SDS的水解阴、阳离子具有较大的EP值,分别为-0.177 59 a.u.、0.326 26 a.u.,使其周围水分子受到约束而难以在煤尘表面扩散;NH■和EO基团使氢键缔合的数量增加,增强了ALES的吸附能力,改善了其对煤尘的润湿效果。研究结果可为煤尘灾害的防治提供依据。     

十二胺聚氧乙烯醚对石英的捕收性能

通过石英单矿物浮选试验和实际磁铁矿石磁选精矿反浮选试验,比较了十二胺聚氧乙烯醚与十二胺和十二烷基丙基醚胺对石英的捕收性能,并通过吸附热、吸附量和吸附过程焓变的测定比较了3种捕收剂与石英表面作用的强弱。单矿物浮选试验结果表明,3种捕收剂最适宜的矿浆pH条件均为6~8,但无论矿浆pH如何变化,十二胺聚氧乙烯醚对石英的捕收能力都强于另两种捕收剂。实际矿样反浮选试验结果显示,十二胺聚氧乙烯醚可在比另两种捕收剂更低的用量下获得比另两种捕收剂更好的分选指标,说明十二胺聚氧乙烯醚不仅捕收能力强,而且选择性好。吸附热、吸附量和吸附焓变测定结果显示,不同pH下3种捕收剂在石英表面的吸附都是自发进行的,且均为物理吸附,但十二胺聚氧乙烯醚在各pH下与石英表面的吸附作用都比另两种捕收剂强,从而有力地支持了浮选试验所得结果。     

复配药剂浮选低阶煤泥的效能研究

基于传统捕收剂浮选低阶煤产率低,药剂消耗大的问题,将煤油与活性物质混合,配制了由煤油与酯或脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂按照一定比例配制而成的4种复配药剂,并对葫芦素不黏煤进行了浮选试验,测定了4种药剂在水中的分散粒径及对煤的吸附热,并通过多元回归研究了分散粒径、吸附热以及吸附平衡时间与浮选精煤产率之间的相关关系。结果表明:相同药剂用量下,4种复配药剂浮选精煤产率均高于煤油;当精煤产率相同时,复配药剂的用量至少比煤油节省50%。4种复配药剂的分散粒径均小于煤油,在矿浆中更易分散;润湿热均大于煤油,在煤表面吸附作用更强,使煤表面疏水性进一步增大。回归分析表明:在浮选过程中,分散粒径、吸附热和吸附平衡时间对浮选均有显著作用,其中浮选精煤产率与吸附热正相关,与吸附平衡时间、分散粒径负相关,分散粒径与吸附热之间存在交互作用。煤油与活性物质的复配,能够显著增强煤油的捕收能力,提高精煤产率及可燃体回收率,为低阶煤煤泥浮选提供了新的高效捕收剂。     

非离子表面活性剂对高灰细粒难浮 煤泥的浮选促进作用

为减少高灰细泥对浮选精煤的污染,以高灰细粒难浮煤泥为研究对象,将油酸二乙醇酰胺(ODEA)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)和壬基酚聚氧乙烯醚(NP10)三种不同类型非离子表面活性剂与煤油进行复配,与煤油对比,对难浮煤进行浮选试验。结果表明:非离子表面活性剂均对煤泥浮选具有促进作用,其中ODEA与煤油复配效果优于AEO9和NP10。三种非离子表面活性剂与煤油配比比例为1:10时可以达到较好的浮选效果,要使尾煤灰分达到60%以上,3种复配药剂耗用量均只需单独使用煤油用量的1/3左右,具有显著的节油效果。     

非离子表面活性剂对高灰细粒难浮煤泥浮选促进作用研究

为减少高灰细泥对浮选精煤的污染,以高灰细粒难浮煤泥为研究对象,将油酸二乙醇酰胺(ODEA)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)和壬基酚聚氧乙烯醚(NP10)三种不同类型非离子表面活性剂与煤油进行复配,与煤油对比,对难浮煤进行浮选试验。结果表明:非离子表面活性剂均对煤泥浮选具有促进作用,其中ODEA与煤油复配效果优于AEO9和NP10。三种非离子表面活性剂与煤油配比比例为1:10时可以达到较好的浮选效果,要使尾煤灰分达到60%以上,3种复配药剂耗用量均只需单独使用煤油用量的1/3左右,具有显著的节油效果。     

油酸基表面活性剂对氧化煤泥浮选的促进作用研究

以失水山梨醇单油酸酯(Span80)、聚乙二醇双油酸酯(PEG400DO)和油酸二乙醇酰胺(ODEA)3种含油酸基表面活性剂分别与煤油进行混溶复配作为捕收剂,对人工氧化煤泥进行浮选试验,测定了复合药剂作用后煤泥的润湿性。浮选试验结果表明:Span80和ODEA分别与煤油混溶复配对氧化煤浮选具有显著的促进作用,而PEG400DO与煤油混溶复配后对煤泥浮选没有影响。主要原因是Span80与煤油,ODEA与煤油的复合捕收剂在煤泥表面吸附,增大了煤泥表面与水的接触角,提高了氧化煤泥表面的疏水性,从而提高了浮选精煤产率和浮选完善度。     

纳米煤制备及其改善煤泥浮选的机理研究

为了探究普通浮选药剂里加入纳米级煤对煤泥浮选的影响,采用冷冻研磨的方法制备了纳米级超纯煤,并对其表面特性进行了分析.在煤浮选捕收剂正十二烷中加入纳米煤,制备液固混合浮选捕收剂用于煤泥浮选.通过X射线光电子能谱(XPS)结合润湿性分析表明,纳米煤颗粒主要以C元素为主,表面官能团以疏水性基团C-C和C=C为主,具有极强的疏水性.研究了正十二烷和纳米煤—正十二烷混合捕收剂对煤泥浮选的效果,并且通过扫描电子显微镜(SEM)对2种捕收剂作用后的精煤颗粒表面形貌进行分析表征.结果 表明使用纳米煤-正十二烷混配的新型捕收剂得到的精煤颗粒表面微纳颗粒显著增加,说明纳米煤颗粒在浮选过程中能够粘附于煤颗粒表面,从而增强煤的疏水性,并且增加了煤表面的固体凸起点.在浮选过程中,当气泡粘附煤颗粒时,这些微纳颗粒能够加速水化膜的破裂,促进煤颗粒和气泡的黏附效率,提高煤泥浮选效率.     

含氧官能团含量对褐煤吸附CTAB及润湿性改性的影响

煤中含氧官能团含量高是造成褐煤具有强亲水性的主要原因,表面活性剂通过亲水基团端吸附作用于煤表面的含氧亲水基团能够改变其表面润湿性。通过双氧水氧化的方法改变煤中含氧官能团含量,考察了含氧官能团含量对阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)吸附量的影响和吸附CTAB前后煤样的润湿热变化。试验结果表明,CTAB吸附量随着含氧官能团含量的增加而增大;煤表面的亲水性随着吸附CTAB量的增加而下降,含氧官能团含量高的氧化煤吸附CTAB对降低其表面亲水性作用较原煤显著;CTAB吸附量过大会在煤表面形成多层吸附,使得煤表面的亲水性有所增加。     

油酸甲酯对长焰煤的捕收性能及量子化学计算

为了探究油酸甲酯对麻家梁煤矿煤的浮选效果及相互作用机理,采用煤泥浮选试验、红外光谱、润湿热测定和量子化学计算方法,得到油酸甲酯、正十二烷与麻家梁煤矿煤作用前后的红外谱图、润湿热和前线轨道能量、吸附能等参数,研究了这些参数与油酸甲酯、正十二烷捕收性能之间的内在联系以及作用机理。结果表明:相同药剂用量下,油酸甲酯的精煤产率高于正十二烷,节省药剂用量50%以上。油酸甲酯与煤作用后的红外谱图在—OH振动减弱,在—CH_3、C—C等疏水基处振动变强,不仅覆盖煤表面含氧官能团,且覆盖后煤表面疏水基团增加,以此提高煤表面疏水性,从而提高浮选效果。油酸甲酯的润湿热远大于正十二烷,且通过量子化学计算发现,油酸甲酯、正十二烷的前线轨道能隙分别为8.45、4.82 eV,油酸甲酯在含硫和不含硫煤表面的吸附能分别为193.50、199.24k J/mol,正十二烷在含硫和不含硫煤表面的吸附能分别为102.49、114.82 k J/mol,故油酸甲酯具有更高的活性,更易在煤表面发生吸附,是一种低阶煤泥浮选高效捕收剂。     

疏水改性对浮选精煤助滤脱水的试验及模拟

疏水改性是降低浮选精煤水分，进而降低选煤厂总精煤水分的有效途径，而探究疏水改性药剂的作用机理则是进一步加强疏水改性、降低浮选精煤水分以及恰当选择疏水改性药剂的关键。为探索疏水改性对浮选精煤助滤脱水的作用，以孙疃选煤厂浮选精煤为研究对象，采用现代测试分析技术对浮选精煤的矿物组成和表面性质进行了表征分析，通过抽滤、离心脱水试验研究了不同疏水改性药剂对浮选精煤水分的影响，并采用分子动力学模拟方法分析了疏水改性药剂与浮选精煤表面的微观作用机理。试验结果表明：浮选精煤中黏土类矿物及石英等亲水性矿物的赋存易导致其水分偏高，使用药剂十六烷基三甲基氯化铵(1631⁺)对浮选精煤进行疏水改性后，能够明显降低浮选精煤水分且脱水效果稳定，且在药剂用量为100 g/t条件下脱水效果最佳，可使浮选精煤水分降低1.62个百分点。分子动力学模拟结果表明：1631⁺在精煤表面发生吸附时，碳链发生扭转，极性头基朝向表面，碳链朝向溶液，能较为均匀地吸附在煤表面，排开煤表面部分水分子，从而有助于降低精煤水分，这在理论上佐证了脱水试验结果。     

不同类型表面活性剂乳化煤油对低阶煤浮选的影响研究

选取阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、非离子表面活性剂Tween-80三种不同类型的表面活性剂分别与煤油制成乳化煤油捕收剂，对低阶煤进行浮选试验，对比乳化前后捕收剂的浮选效果。采用激光粒度仪、接触角和傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)分析了乳化煤油的作用机理。结果表明：在捕收剂用量为6000 g/t,单独采用煤油作捕收剂时，精煤可燃体回收率为60.07%,浮选完善指标为30.44%。采用乳化煤油的浮选效果均优于煤油，当采用Tween-80乳化煤油作捕收剂时，精煤可燃体回收率达到最大值，为88.05%,浮选完善指标31.21%。粒度分析表明，乳化作用可降低油滴粒径，煤油在水中分散的平均粒径为167μm, Tween-80乳化煤油的平均粒径为1.19μm, SDS乳化煤油的平均粒径为0.152μm, DTAB乳化煤油的平均粒径为1.52μm。结合浮选结果可知，乳化煤油油滴平均粒径1.19μm且小于3.77μm油滴占90%时，精煤可燃体回收率和浮选完善指标最高。FTIR和接触角结果表明，捕收剂有效吸附在低阶煤表面并降低含氧官能团对浮选的...     

硅酸钠强化煤和蒙脱石浮选分离效果的试验研究

针对煤泥浮选过程中蒙脱石等黏土矿物难以与煤分离的难题,以硅酸钠作抑制剂、煤油作捕收剂,采用强机械搅拌强化矿浆分散与浮选药剂选择性调控同步抑制相结合的方式,对东庞矿选煤厂原生入浮煤泥进行了浮选试验,并通过药剂吸附量测定和接触角测量等方法对选择性调控原理进行了定量表征。结果表明:采用先加捕收剂、再加抑制剂的药剂调控方式,可增强硅酸钠在煤和蒙脱石表面吸附的选择性,强化煤和蒙脱石颗粒表面润湿性的差异,促进煤与蒙脱石的浮选分离;采用强化分散—同步抑制方式进行煤泥浮选时,精煤产率和灰分分别为47.03%和14.21%,浮选完善度可达30.83%;在精煤产率相当的情况下,精煤灰分显著降低。     

炭黑-烃类油捕收剂强化炼焦煤浮选效果的机理研究

针对常规浮选药剂(如柴油、煤油等)难以实现难浮煤泥的高效浮选回收问题,以难浮炼焦煤泥为研究对象,基于炭黑颗粒的超疏水特性,将炭黑颗粒与正十二烷按1 g∶150 m L的比例混合配制成炭黑-正十二烷新型捕收剂,对比分析正十二烷和新型捕收剂对炼焦煤泥的浮选效果。采用X射线光电子能谱(XPS)和接触角测定仪对炭黑颗粒的表面疏水性进行测定,采用扫描电镜和能谱仪(SEM/EDS)分别对2种捕收剂作用前后煤表面颗粒形貌和元素进行表征。结果表明:炭黑颗粒主要含碳,表面官能团以C—C和CC为主,接触角达136°,极其疏水;新型捕收剂作用后的煤表面吸附有较多的纳微颗粒,且其表面碳元素含量显著高于正十二烷作用后的煤表面,表明炭黑颗粒可吸附于煤表面。炭黑-正十二烷的混合物作为捕收剂,不但增加了煤表面的疏水性,且炭黑颗粒吸附于煤表面可以增加煤表面的固体凸起点,从而在气泡-煤粒粘附过程中加速水化膜的破裂,促进煤粒-气泡粘附效率,提高难浮煤的浮选回收效果。     

Gemini表面活性剂在地沟油制备微乳捕收剂中的应用

为实现低阶煤泥的高效浮选,以地沟油、Gemini阳离子表面活性剂(31709型表面活性剂)为主要原料制备新型高效微乳捕收剂(DG-1),检测结果表明,微乳液滴体积分数在98%以上,稳定性良好。浮选实验及成本利益概算表明,在药剂用量相同时,DG-1的浮选性能及所获精煤利润均优于0#柴油,其浮选性能的提高与31709型表面活性剂的添加密切相关。使用X射线光电子能谱仪(XPS)、接触角测量仪和微电泳仪对31709型表面活性剂提高DG-1浮选性能进行研究,结果表明,31709型表面活性剂有效覆盖了样品表面的含氧官能团,造成煤泥表面氧元素的含量减少,提高了煤泥的疏水性;吸附31709型表面活性剂后煤泥接触角增大了约12°,进一步验证了吸附后煤泥疏水性的增强;同时31709型表面活性剂对煤粒具有一定的分散作用,比煤粒单纯在水中更稳定,有利于浮选。