羧酸对低阶煤泥浮选的促进作用研究

王晖, 李志红, 樊民强, 高建川. 羧酸对低阶煤泥浮选的促进作用研究[J]. 矿产综合利用, 2023, 44(2): 45-51. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2023.02.009
引用本文: 王晖, 李志红, 樊民强, 高建川. 羧酸对低阶煤泥浮选的促进作用研究[J]. 矿产综合利用, 2023, 44(2): 45-51. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2023.02.009
Wang Hui, Li Zhihong, Fan Minqiang, Gao Jianchuan. Study on Promoting Effect of Carboxylic Acid on Flotation of Low-rank Coal[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2023, 44(2): 45-51. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2023.02.009
Citation: Wang Hui, Li Zhihong, Fan Minqiang, Gao Jianchuan. Study on Promoting Effect of Carboxylic Acid on Flotation of Low-rank Coal[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2023, 44(2): 45-51. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2023.02.009

羧酸对低阶煤泥浮选的促进作用研究

  • 基金项目: 山西省自然科学基金资助项目(201801D121054)
详细信息
    作者简介: 王 晖(1994-),男,硕士研究生,主要研究方向为煤泥浮选药剂
    通讯作者: 李志红(1970-),女,副教授,博士,主要研究方向为矿物浮选
  • 中图分类号: TD985;TD94

Study on Promoting Effect of Carboxylic Acid on Flotation of Low-rank Coal

More Information
  • 低阶煤表面含氧量高,表面疏水性差,柴油难以在煤表面高效吸附,药剂消耗量大,浮选效果不理想。将柴油与羧酸类的油酸、月桂酸、正癸酸、正辛酸复配对大同侏罗纪低阶煤进行浮选实验,基于煤样的表面性质对复配药剂的作用机理进行研究。结果表明:除正辛酸外,油酸、月桂酸、正癸酸的加入均会有效提高实验的浮选效果,油酸、月桂酸的提升效果最明显,相比于单独使用柴油在达到同等的浮选效果时节油率可达50%。此外油酸、月桂酸的加入可有效增加煤样表面的接触角,使煤样更疏水,正癸酸的效果弱于油酸与月桂酸。10%质量分数的四种羧酸与柴油的复配药剂中以油酸的复配药剂在矿浆中的分散粒径最小,月桂酸次之;且通过XPS分析,发现油酸的加入可有效增加煤样的C-C,C-H疏水性含氧官能团,降低C-O亲水性含氧官能团。药剂的分散性有效改善以及药剂作用后煤样的亲水性减弱,疏水性增强使浮选效果得到提升。

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  • 图 1  实验煤样的XRD

    Figure 1. 

    图 2  羧酸质量分数对精煤产率的影响

    Figure 2. 

    图 3  羧酸质量分数对精煤灰分的影响

    Figure 3. 

    图 4  羧酸质量分数对尾煤灰分的影响

    Figure 4. 

    图 5  羧酸质量分数对可燃体回收率的影响

    Figure 5. 

    图 6  不同方式药剂处理后煤样的接触角变化

    Figure 6. 

    图 7  捕收剂的粒径分布

    Figure 7. 

    图 8  实验煤样的C1s分峰拟合曲线

    Figure 8. 

    图 9  油酸处理后煤样的C1s分峰拟合曲线

    Figure 9. 

    表 1  试样的工业分析和元素分析

    Table 1.  Proximate and ultimate analysis of coal samples

    工业分析空干基水分Mad/%空干基灰分Aad/%挥发分 Vad/%固定碳 FCad/%
    数值2.8023.9823.7049.52
    元素分析C/%H/%N/%O/%S/%
    数值62.203.370.727.961.07
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    表 2  煤样的粒度组成

    Table 2.  Particle size composition of coal sample

    粒级/mm产率/%灰分/%筛上累计
    产率/%灰分/%
    0.25~<0.5023.1615.9323.1615.93
    0.125~<0.2533.8118.3656.9717.37
    0.074~<0.12511.2025.8368.1718.76
    0.045~<0.0747.4027.2075.5719.59
    0~<0.04524.4338.74100.0024.27
    总计100.0024.27
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    表 3  实验药剂

    Table 3.  Testing potion

    类型名称分子式规格
    烃类油柴油试剂纯
    羧酸油酸C18H36O2试剂纯
    月桂酸C12H24O2试剂纯
    正癸酸C10H20O2试剂纯
    正辛酸C8H16O2试剂纯
    起泡剂仲辛醇C8H18O试剂纯
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    表 4  柴油浮选实验结果

    Table 4.  Results of conventional flotation test

    药剂用量/(g·t-1产品指标/%
    捕收剂仲辛醇精煤产率精煤灰分尾煤灰分可燃体回收率浮选完善指标
    300020076.327.8279.2093.4669.33
    200020075.537.8775.7592.1467.85
    100020073.447.3272.2490.2368.34
    300010076.908.3680.4393.9768.26
    200010076.377.7278.6293.3169.22
    100010071.337.2668.4987.9867.12
    10005058.336.9548.0471.4854.64
    50010064.217.1054.8078.6759.79
    5005043.096.3938.0353.3542.06
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    表 5  捕收剂中位径测试结果

    Table 5.  Test results of median diameter of collector

    药剂柴油10%正辛酸+90%柴油10%正癸酸+90%柴油10%月桂酸+90%柴油10%油酸+90%柴油
    粒径 /μm72.7568.8463.8456.0146.07
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    表 6  油酸处理前后官能团含量对比

    Table 6.  Comparison of functional group content before and after oleic acid treatment

    结合能/eV碳元素存在形式加药前含量/%加药后含量/%
    284.8C-C,C-H76.4783.34
    286.2C-O19.8112.15
    287.5C=O2.783.43
    290.0COO-0.941.08
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出版历程
收稿日期:  2021-03-11
刊出日期:  2023-04-25

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