陽離子復(fù)配型捕收劑強化動力煤反浮選及增效機理研究.pdf

1、在細粒煤泥的分選過程中，浮選無疑是最有效且應(yīng)用最廣泛的一種分選方法。但對于一些難浮煤泥如氧化煤泥和低階煤泥來說，因其表面通常含有大量的含氧官能團，親水性較強，可浮性較差，采用傳統(tǒng)的浮選方法難以獲得理想的浮選結(jié)果。相比于煤炭復(fù)雜的組成及性質(zhì)，煤泥中所含的脈石礦物通常具有相對穩(wěn)定的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)，利用煤泥反浮選技術(shù)則可以對該類礦物進行針對性研究，從而更精確地控制浮選過程，實現(xiàn)高效分離。但目前煤泥反浮選技術(shù)也面臨一些問題如捕收劑的種

2、類少、合成成本高、藥劑用量大、選擇性差。
　　本研究從藥劑組合的理念出發(fā)，以有機脂肪酸作為輔助捕收劑部分替代價格昂貴的胺類捕收劑，配制十二胺鹽酸鹽/脂肪酸復(fù)配捕收劑，使用這種復(fù)配捕收劑可以顯著的降低煤泥反浮選過程中胺類藥劑的用量。以朔州某動力煤洗煤廠煤泥和伴生的高嶺石為主要研究對象，采用單元浮選試驗，考察了復(fù)配捕收劑的浮選效果，同時采用接觸角測定、表面張力測定、紅外光譜、顆粒微電泳和分子動力學(xué)模擬等方法研究了復(fù)配捕收劑的提效機理，

3、主要研究內(nèi)容及得到的結(jié)論如下：
　　1、以傳統(tǒng)陽離子捕收劑十二胺鹽酸鹽與常見的陰離子捕收劑油酸進行復(fù)配，研究其對煤泥反浮選效果的影響，結(jié)果表明，相比于十二胺鹽酸鹽捕收劑，十二胺鹽酸鹽/油酸復(fù)配捕收劑具有更低的臨界膠束濃度和表面張力。十二胺鹽酸鹽/油酸復(fù)配捕收劑的捕收能力顯著強于單純十二胺鹽酸鹽，且隨著復(fù)配捕收劑中油酸比例的增加而增強；而復(fù)配捕收劑的選擇性相比于十二胺鹽酸鹽有所下降，并且隨著復(fù)配捕收劑中油酸比例的增加，選擇性逐漸降低

4、。在以十二胺鹽酸鹽為捕收劑的煤泥反浮選過程中，加入一定量的油酸可以顯著的減少泡沫產(chǎn)品的體積，陰離子油酸根的存在對煤泥反浮選有不利的影響。
　　2、系統(tǒng)地研究了幾種常見的陽離子表面活性劑(十二胺鹽酸鹽、十二烷基三甲基氯化銨(DTAC)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB))與不同鏈長的脂肪酸(正辛酸、正癸酸、正十二酸、正十四酸、正十六酸、正十八酸)復(fù)配作為捕收劑對煤泥反浮選效果的影響，并同時考察了復(fù)配捕收劑中陽離子表面活性劑與脂肪酸之間

5、的摩爾比例對煤泥反浮選的影響。結(jié)果表明，十二胺鹽酸鹽/脂肪酸復(fù)配捕收劑具有更強的捕收能力，且隨著脂肪酸碳鏈的增加，捕收能力逐漸變強，其中十二胺鹽酸鹽/正十二酸復(fù)配捕收劑表現(xiàn)出了較強的捕收能力和較好的選擇性。隨著復(fù)配捕收劑中脂肪酸所占摩爾比例的增加，捕收能力逐漸增強，選擇性逐漸減弱，在摩爾比例為1:1時，反浮選效果較好。其他常見陽離子捕收劑 DTAC與脂肪酸復(fù)配后的反浮選規(guī)律與十二胺鹽酸鹽復(fù)配規(guī)律一致。而CTAB與脂肪酸復(fù)配后，反浮選效果

6、變差。
　　3、系統(tǒng)地研究了高嶺石純礦物以及各個粒度級精煤在不同捕收劑下的浮選規(guī)律，結(jié)果表明隨著復(fù)配捕收劑中脂肪酸碳鏈的增長，復(fù)配捕收劑對高嶺石的捕收能力逐漸下降，其中十二胺鹽酸鹽/正辛酸復(fù)配捕收劑對高嶺石表現(xiàn)出較強的捕收能力。增加復(fù)配捕收劑中十二胺鹽酸的比例，能夠增強捕收劑對高嶺石的捕收能力。隨著礦漿pH值的降低，高嶺石的回收率逐漸增加，且復(fù)配捕收劑的增幅較為顯著。紅外光譜表明十二胺鹽酸鹽以物理吸附作用于高嶺石表面。各個粒度級精

7、煤的反浮選試驗表明，粒度較小的精煤容易損失在泡沫產(chǎn)品中，粒度較大的精煤則不容易進入泡沫產(chǎn)品。
　　4、真空條件下分子動力學(xué)模擬結(jié)果表明，捕收劑十二胺鹽酸鹽其帶正電的頭基通過靜電作用吸附在高嶺石001面，頭基幾乎垂直于高嶺石001面，而疏水碳鏈則彎曲與高嶺石001面形成一定的夾角。正辛酸分子的疏水性碳鏈穿插于十二胺鹽酸鹽分子的碳鏈之間，提高了高嶺石001面的疏水性。水環(huán)境下模擬結(jié)果表明，捕收劑的加入可以降低高嶺石001面附近水分子的