基于水化膜弱化促进煤泥脱水机理及试验研究
闵凡飞1
任豹2
陈军1
刘春福2
彭陈亮3
1.深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南232001;安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽淮南2320012.安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽淮南2320013.江西理工大学工程研究中心,江西赣州341000
摘要：煤泥颗粒表面水化是煤泥脱水困难的重要因素之一,通过弱化煤泥颗粒表面水化膜促进煤泥高效脱水是一种新的技术方法.为掌握基于弱化水化膜促进煤泥脱水机理,采用密度泛函理论方法模拟了不同长链烷基季铵阳离子(表面活性剂)在煤泥水主要矿物颗粒表面的吸附,通过对吸附构型、Mulliken键布局及电荷的分析,研究了水及药剂在高岭石(001)面、α-石英(001)面和蒙脱石(001)面的吸附机理;通过开展煤泥脱水试验和接触角测试,探讨长链烷基季铵盐药剂对煤泥水分和表面润湿性的影响规律.结果 表明,水分子在不同种类矿物(001)面的吸附稳定性顺序为石英＞高岭石＞蒙脱石,石英对煤泥脱水影响大于高岭石和蒙脱石;长链烷基季铵盐药剂在矿物表面的吸附稳定性明显高于水分子,说明药剂与水分子的竞争吸附作用顺序是蒙脱石＞石英＞高岭石;长链烷基季铵盐与几种矿物(001)表面吸附均是以静电引力为主,弱氢键为辅.随着长链烷基季铵盐药剂用量的增加,煤泥滤饼水分先减少后增加,当药剂用量为500g/t效果最好,水分降低2.25％以上;随着药剂用量和链长的增加煤泥表面疏水性显著增加.控制药剂用量是实现高效煤泥脱水的技术关键,添加适量的表面活性剂有利于弱化矿物表面的水化膜,过量长链烷基季铵盐阻碍煤泥脱水.
关键词：煤泥水化膜疏水改性吸附机理脱水
分类号：TD97(选矿)
资助基金：国家自然科学基金(51874011)国家自然科学基金(51804009)
论文发表日期：2020-01-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 368-376 )
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