极性复配捕收剂对低阶煤浮选的研究

摘要

我国低阶煤资源储存丰富，低阶煤的合理高效利用对于缓解我国日益紧张的能源压力、降低能耗、保护环境具有重要意义。但由于低阶煤表面含氧官能团多疏水性差，普通常规烃类油捕收剂很难吸附到低阶煤表面，导致常规烃类油捕收剂浮选效果差。论文以鄂尔多斯低阶煤为研究对象，不同碳链长度的胺类和羧酸类药剂分别与煤油进行复配后作为捕收剂，研究了极性复配药剂对低阶煤浮选的捕收性和选择性，以及研究了极性复配药剂与低阶煤表面的相互作用。 论文研究了低阶煤试样的密度和粒度组成以及表面性质。试验煤样灰分为15.12%，煤泥的主导粒级为-0.045mm，-0.045mm 产率和灰分分别为 65.11%和20.67%。煤泥中脉石矿物主要是石英、高岭石及少量的斜绿泥石。C-O、C=O和O=C-O为低阶煤表面的主要含氧官能团，所占比例分别为23.55%、9.24%和4.33%，试样的接触角大小为46.01°，低阶煤亲水性较强。 以不同碳链长度的胺类和羧酸类复配药剂对低阶煤进行浮选试验研究。结果表明，对于胺类复配药剂，随着碳链的增长，复配药剂的捕收性效果变差。短链胺正辛胺和正癸胺复配药剂捕收性最好，精煤可燃体回收率高。在低复配浓度下，长链胺复配药剂的选择性最好，浮选完善指标在胺类复配药剂中最高，浮选完善指标最高为 25.02%。对于羧酸类复配药剂，随着碳链的增长，复配药剂的浮选效果先变好后变差。正癸酸的复配药剂捕收性和选择性最好，精煤可燃体回收率高，浮选完善指标高，浮选完善指标最高为 25.38%。胺类复配药剂的整体捕收性好于酸酸类复配药剂，但不同碳链长度的胺类复配药剂的选择性要比短链羧酸复配药剂的选择性差。煤油的浮选完善指标仅在17%左右，胺类和羧酸类复配药剂的捕收性和选择性均好于煤油。 极性复配捕收剂与煤表面作用研究。论文通过捕收剂与捕收剂作用后的红外光谱以及表面电位测试，研究了红外图谱中分子基团振动峰的漂移种类，研究了煤与捕收剂作用前后表面电位的变化规律。结果表明，短链胺复配药剂与低阶煤表面主要通过氢键作用、静电作用以及疏水作用三种形式相互作用，而长链胺复配药剂主要通过氢键作用和疏水作用两种形式相互作用；短链羧酸复配药剂与低阶煤表面主要通过氢键作用、煤表面疏水作用两种方式相互作用，长链羧酸复配药剂和煤表面的作用主要为疏水作用。短链胺类和羧酸类复配药剂氢键键合作用较强，随着碳链的增长，氢键作用强度和疏水作用均减弱。

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