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文檔簡介
1、浮選是實現(xiàn)煤炭有效分選的重要途徑,也是實現(xiàn)煤泥高效清潔利用的前提,廣泛應(yīng)用于煤泥的分選過程。我國優(yōu)質(zhì)煤炭資源的減少,微細(xì)粒煤泥的增多,入選原煤可浮性的下降,化石資源的緊缺等等多種因素致使傳統(tǒng)烴類油捕收劑在浮選過程中難以獲得理想的效果。對浮選藥劑不斷進(jìn)行改進(jìn),開發(fā)探索合適的浮選藥劑,對于優(yōu)化浮選工業(yè)流程、降低能量耗損、高效高質(zhì)發(fā)展都有著重要的意義。合理的選擇浮選藥劑,實現(xiàn)浮選效率和選擇性的同步提高,正是目前學(xué)者們探索的方向。
通
2、過乳液聚合的方法制備出兩種聚苯乙烯納米乳液,陽離子型聚苯乙烯納米粒子St-01-61和陰離子型聚苯乙烯納米粒子St-02-53,將其作為浮選捕收劑用于三種不同變質(zhì)程度煤泥的浮選,并與煤油進(jìn)行了浮選效果對比分析。利用EDLVO理論對聚苯乙烯納米粒子和煤粒的作用形式進(jìn)行了計算分析;對煤油、乳液作用前后的煤樣進(jìn)行了接觸角測量,探討納米粒子的吸附對煤表面粗糙度和疏水性的改變以及表面能的影響;利用掃描電鏡對納米粒子浮選所得產(chǎn)品進(jìn)行了表征,討論分析
3、了納米粒子用作浮選捕收劑與煤樣之間的作用機理。本文為新型煤炭浮選捕收劑的開發(fā)和設(shè)計提供了新思路,開拓定向設(shè)計與合成的新領(lǐng)域。本文主要結(jié)論如下:
1.聚苯乙烯納米粒子乳液作為捕收劑是完全可行的,其具有較好的捕收性和選擇性,對試驗所用的三種煤樣都適用,但是其具體浮選效果與煤樣的性質(zhì)密切相關(guān)。陽離子型St-01-61捕收劑浮選效果要優(yōu)于陰離子型St-02-53乳液捕收劑。
2.在浮選體系中,陽離子型聚苯乙烯納米粒子、陰離子
4、型聚苯乙烯納米粒子和煤粒之間的EDLVO總作用勢能均為負(fù)值,表明兩種聚苯乙烯納米粒子能夠吸附在煤粒表面。比較 DLVO以及 EDLVO勢能曲線可知,疏水作用力在吸附之中起到了支配性的作用。在煤顆粒和聚苯乙烯納米粒子之間的間距小于25nm之后,疏水作用力隨著間距的減小迅速增大,促成了聚苯乙烯納米粒子在水中與煤顆粒的吸附。帶正電的陽離子型聚苯乙烯納米粒子更容易吸附到煤粒表面。
3.經(jīng)過捕收劑處理的煤樣,接觸角與原煤樣相比都變大,疏
5、水性增強。基于接觸角對煤處理前后的表面進(jìn)行了計算,表明捕收劑在煤表面的吸附降低了煤的表面能,特別是陽離子型聚苯乙烯納米粒子 St-01-61的吸附降低煤表面能最多。煤表面能的降低一方面使得疏水性更強,另一方面使得煤粒更容易吸附到氣泡表面,形成氣泡-煤粒集合體,促進(jìn)浮選過程。
4.潤濕熱的測量結(jié)果顯示,納米粒子在煤粒表面的吸附使得煤粒與煤油潤濕時放出更多的熱量,即煤粒疏水性更強,陽離子型 St-01-61相比較于陰離子St-02
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