表面活性剂对煤润湿性的影响

发布时间：2020-06-22 03:33

【摘要】：煤的润湿性是煤的重要参数之一,它对于煤矿降尘、浮选技术、煤泥水处理技术以及水煤浆的制备都具有重要意义。煤浮选和煤泥水处理可使用的表面活性剂种类有很多,表面活性剂能够有效的增加溶液在煤表面的润湿性,从而提高了煤的处理效率。本文从润湿性和表面活性剂两个方面出发,研究了影响煤润湿性的主要因素和通过试验探究表面活性剂对煤润湿性的影响。首先,通过分析煤尘的接触角、工业分析、元素分析、红外光谱、粒度分析、密度分析、Zeta电位,分析煤尘润湿性的影响因素,并且建立关于煤尘的物理化学性质与煤的润湿性的最佳回归方程；其次,选择不同类型的表面活性剂测定在不同浓度时,其使表面张力、煤的Zeta电位、接触角、吸附量的变化,探究表面活性剂对煤润湿性的影响,并通过实验室过滤试验和半工业压滤试验进行验证。通过对煤的物理化学性质和其润湿性的关系的研究,分析了关于煤润湿性的影响因素。研究表明：煤样表面含有大量的脂肪烃、芳香烃等疏水性基团使煤具有较强的疏水性；而煤样表面的羧基、羟基、羰基等含氧官能团又使煤表面具有一定的亲水性。煤样的表面电性反映了煤尘表面基团亲水性基团的电离强弱；煤样中的水分、灰分、含氧量越高,煤的润湿性越好；煤样中的固定碳、挥发分、碳含量、氢含量越高,煤的润湿性越差：硫含量和氮含量对润湿性影响较小；煤尘的粒度和密度越小,润湿性越好。最后,通过逐步线性回归,得出关于煤尘润湿性的最佳回归方程。通过表面活性剂煤润湿性影响的研究,得到如下结论：随着表面活性剂浓度的增加,煤的接触角先增大后缓慢降低；溶液的表面张力先迅速下降,然后缓慢降低至趋于水平；SDS使煤样的Zeta电位迅速下降然后逐渐趋于水平,OP-10使煤样的Zeta电位变化不明显,SDS使煤样的Zeta电位先迅速增大然后逐渐趋于水平；表面活性剂在煤表面的吸附量先迅速增加,然后缓慢增加至趋于水平。分析说明溶液表面张力和表面活性剂对煤Zeta电位的改变并不是影响煤润湿性的主要因素,吸附量是表面活性剂对煤润湿性影响最重要的因素。通过实验室过滤试验和半工业压滤试验,使用三种表面活性剂作为助滤剂对煤样进行过滤。根据试验结果所作曲线,随煤样接触角的增加,滤饼水分降低,验证了机理分析的正确性。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ531

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