本文關(guān)鍵詞：表面活性劑對高灰氧化煤浮選行為影響及機理研究　出處：《太原理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：煤因受氧化作用使得煤表面存在大量極性基團,導(dǎo)致其親水性提高,分選效果變差。為提高高灰氧化煤表面疏水性,改善浮選效果,探究表面潤濕性對氧化煤浮選行為的影響,本文選用四種具有長度相同疏水碳鏈但含不同親水基團的表面活性劑,對高灰氧化煤進行吸附后的浮選試驗,通過紅外光譜、微量熱等分析技術(shù)測定研究了四種表面活性劑在氧化煤有機質(zhì)和礦物質(zhì)表面的吸附及脫附差異,并且采用量子化學計算方法建立了四種表面活性劑的結(jié)構(gòu)模型和前線分子軌道構(gòu)成,從量子化學角度分析對比了四種表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)和藥劑活性,并通過吸附量的測定和微量熱的分析對計算結(jié)果進行了驗證。本文將含高灰分的王坪煙煤通過實驗室方法制得氧化煤、脫灰煤和脫灰氧化煤,采用四種表面活性劑:陽離子型的十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)、Gemini表面活性劑[C_(12)H_(25)(CH_2)_2N+CH_2]_2·2Br-即(G12-2-12);陰離子型的十二烷基磺酸鈉(SDS)和非離子型的脂肪醇聚氧乙烯醚(C_(12)EO_9)分別對試驗煤樣和純礦物進行吸附試驗,通過紅外光譜和微量熱儀分析了表面活性劑在煤與礦物表面的吸附特性,研究對比了含有同鏈長不同親水基團的表面活性劑對高灰氧化煤浮選效果的影響。在水熱脫附條件下,分別考察了四種表面活性劑在脫灰氧化煤和礦物質(zhì)上的脫附效果,探討了脫附后脫灰氧化煤的上浮率變化情況。論文主要研究結(jié)論如下:(1)通過紅外光譜、潤濕熱值、浮選精煤產(chǎn)率等分析,氧化程度加深使得煤表面的親水基團,如:羥基(-OH)和羧基(-COOH)的含量增加;潤濕熱值大幅度增加,其中質(zhì)量分數(shù)為9%的H_2O_2處理后的煤樣潤濕熱值約是原煤的2.7倍;精煤產(chǎn)率持續(xù)下降,由79.5%降低至45.3%。(2)吸附表面活性劑后能夠有效改善氧化煤的可浮性,但四種表面活性劑吸附氧化煤后的浮選結(jié)果有較大差異,在0~300 mg/L濃度范圍內(nèi),浮選的精煤產(chǎn)率的大小依次為:SDSDTABC_(12)EO_9Gemini,其中吸附了C_(12)EO_9的精煤產(chǎn)率在濃度為100 mg/L時達到峰值。(3)表面活性劑可以同時改善煤中有機物和礦物質(zhì)表面的潤濕性,吸附表面活性劑后氧化煤的浮選結(jié)果顯示:精煤產(chǎn)率的上升伴隨著灰分的增加。(4)熱水浴脫附試驗驗證了水浴脫附可以脫除氧化煤表面的部分含氧官能團;并驗證了四種表面活性劑在氧化煤樣上存在不同的吸附強度,在煤中有機質(zhì)和礦物質(zhì)上存在不同的脫附強度。在浮選前水浴脫附處理后,可以使精煤精煤產(chǎn)率有一定提升,而精煤灰分幾乎不變。(5)通過量子化學計算得到四種表面活性劑的前線軌道能隙,其藥劑活性為G12-2-12C_(12)EO_9DTABSDS。且這一計算結(jié)果與表面活性劑在煤和礦物質(zhì)表面的吸附量及微量熱的測定結(jié)果相吻合。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TD94;TD923

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