陽(yáng)離子復(fù)配型捕收劑強(qiáng)化動(dòng)力煤反浮選及增效機(jī)理研究.pdf

1、在細(xì)粒煤泥的分選過(guò)程中，浮選無(wú)疑是最有效且應(yīng)用最廣泛的一種分選方法。但對(duì)于一些難浮煤泥如氧化煤泥和低階煤泥來(lái)說(shuō)，因其表面通常含有大量的含氧官能團(tuán)，親水性較強(qiáng)，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(duì)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(duì)該類礦物進(jìn)行針對(duì)性研究，從而更精確地控制浮選過(guò)程，實(shí)現(xiàn)高效分離。但目前煤泥反浮選技術(shù)也面臨一些問(wèn)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(jī)脂肪酸作為輔助捕收劑部分替代價(jià)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(guò)程中胺類藥劑的用量。以朔州某動(dòng)力煤洗煤廠煤泥和伴生的高嶺石為主要研究對(duì)象，采用單元浮選試驗(yàn)，考察了復(fù)配捕收劑的浮選效果，同時(shí)采用接觸角測(cè)定、表面張力測(cè)定、紅外光譜、顆粒微電泳和分子動(dòng)力學(xué)模擬等方法研究了復(fù)配捕收劑的提效機(jī)理，

3、主要研究?jī)?nèi)容及得到的結(jié)論如下：
　　1、以傳統(tǒng)陽(yáng)離子捕收劑十二胺鹽酸鹽與常見(jiàn)的陰離子捕收劑油酸進(jìn)行復(fù)配，研究其對(duì)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(qiáng)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(qiáng)；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(guò)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(duì)煤泥反浮選有不利的影響。
　　2、系統(tǒng)地研究了幾種常見(jiàn)的陽(yáng)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(zhǎng)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(duì)煤泥反浮選效果的影響，并同時(shí)考察了復(fù)配捕收劑中陽(yáng)離子表面活性劑與脂肪酸之間

5、的摩爾比例對(duì)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(qiáng)的捕收能力，且隨著脂肪酸碳鏈的增加，捕收能力逐漸變強(qiáng)，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(qiáng)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(qiáng)，選擇性逐漸減弱，在摩爾比例為1:1時(shí)，反浮選效果較好。其他常見(jiàn)陽(yáng)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(gè)粒度級(jí)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(zhǎng)，復(fù)配捕收劑對(duì)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(duì)高嶺石表現(xiàn)出較強(qiáng)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(qiáng)捕收劑對(duì)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(gè)粒度級(jí)精

7、煤的反浮選試驗(yàn)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(jìn)入泡沫產(chǎn)品。
　　4、真空條件下分子動(dòng)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(guò)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