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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
植物油脂捕收剂强化低阶煤浮选作用机理及其构效关系
  • 作者

    郝烨生刘金成包西程张远明夏阳超邢耀文桂夏辉

  • 单位

    中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心中国矿业大学化工学院

  • 摘要
    低阶煤的大规模分选利用产生大量细粒难浮煤泥,开发使用含极性组分的浮选捕收剂可精准调控低阶煤颗粒表面疏水性,实现细粒难浮煤泥的浮选过程强化。研究了2种植物油脂JC61、JC62以及柴油的物理化学性质及低阶煤浮选效果差异,借助宏观表征试验探索了不同捕收剂对低阶煤润湿性的影响,进而理论计算总结了酯类捕收剂分子对应浮选的构效关系。浮选试验结果表明:用量为2 000 g/t时,JC62、JC61、柴油的浮选精煤产率分别为24.11%、76.03%、89.92%,2种植物油脂捕收性能均显著优于柴油。XPS测试发现JC61、JC62与颗粒作用可减少亲水基团的相对含量,且JC62效果更优。而JC61成分以C16~C20饱和脂肪酸乙酯为主,而JC62主要为含有不饱和双键的油酸甲酯。2种植物油脂中主要的酯类分子均可与低阶煤亲水性羧基形成氢键,十二烷、油酸甲酯、油酸乙酯、十六酸甲酯、十六酸乙酯的吸附能分别为-95.64、-127.71、-124.73、-121.05、-24.17 kJ/mol,即作用强度为:甲酯>乙酯、不饱和酯类>饱和酯类。在酯类捕收剂分子结构中,含有极性酯类头基的分子可与低阶煤官能团自发形成氢键,且甲酯的作用更强;疏水碳链上不饱和C=C键的存在增强了分子的极性,促进了酯类分子在低阶煤亲水位点的作用。
  • 关键词

    低阶煤浮选植物基捕收剂量子化学计算

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目(52174265);
  • 文章目录
    0 引 言
    1 试验材料与方法
    1.1 试验煤样
    1.2 浮选药剂
    1.3 浮选试验
    1.4 接触角试验
    1.5 X射线光电子能谱测试(XPS)
    1.6 密度泛函理论计算(DFT)
    2 结果与讨论
    2.1 浮选试验结果
    2.2 低阶煤润湿性变化
    2.3 低阶煤表面化学性质差异
    2.4 药剂成分分析
    2.5 药剂分子微观作用机理及构效关系
    3 结 论
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