脂肪酸羧基对低阶煤-水界面弱相互作用的影响机理
刘泽晨1
董宪姝2
樊玉萍2
廖寅飞3
曹亦俊4
1.太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024;中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心,江苏徐州 2211162.太原理工大学矿业工程学院,山西太原 0300243.中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心,江苏徐州 2211164.中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心,江苏徐州 221116;郑州大学中原关键金属实验室,河南郑州 450001
摘要：复合捕收剂中脂肪酸的羧基数量对于低阶煤浮选影响机理的研究仍然有限.利用密度泛函理论(DFT)结合傅里叶红外光谱(FTIR)和Zeta电位,研究了不同羧基数量的脂肪酸(正癸酸和癸二酸)分别与十二烷组成的复合捕收剂在低阶煤-水界面的分子间弱相互作用.DFT计算结果表明有着2个羧基的癸二酸分子与苯甲酸/苯酚/水分子的氢键作用、电荷转移及相互作用能均强于有着一个羧基的正癸酸分子,而且癸二酸分子与水分子的相互作用要强于与苯/苯甲酸的相互作用,说明含有较多羧基数量的羧酸分子与低阶煤表面的相互作用受水的影响很大.FTIR和Zeta电位结果表明羧基数量对低阶煤疏水位点的吸附影响不大,具有2个羧基数量的复合捕收剂与低阶煤之间的氢键作用强度较强,同时对煤样表面的电位影响较小,表明部分癸二酸分子的羧基基团与水分子间发生氢键作用,导致煤样表面吸附较少的含有癸二酸的复合捕收剂.同时,使用含有癸二酸的复合捕收剂可获得较低的精煤灰分,但是牺牲了更多的精煤产率,而含有正癸酸的复合捕收剂在兼具捕收性能同时有着较好的选择性.说明在实际的浮选过程中,癸二酸与水较强的氢键作用以及静电相互作用削弱了其复合捕收剂对于低阶煤的捕收性能,这也证实了DFT、FTIR、Zeta的研究结果.
关键词：低阶煤浮选复合捕收剂羧基数量密度泛函理论界面相互作用
分类号：TD94(选矿)
资助基金：国家自然科学基金(52304292)国家自然科学基金(51820105006)山西省基础研究资助项目(202303021212048)
论文发表日期：2025-06-30
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：11( 3150-3160 )
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