超声乳化与化学改性协同作用对起泡剂性能的影响

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:wenjuanliu_b06213
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在煤炭浮选中,起泡剂的性能不仅影响气泡的质量和数量,也影响着煤炭颗粒之间的碰撞行为,且能促进泡沫层中粘附在气泡上的不同疏水性的矿粒分离。目前,选煤厂现场常用的起泡剂有仲辛醇、杂醇、2#油等,这些起泡剂,尤其是天然起泡剂,来源有限,且由于起泡性能差、泡沫稳定性差等原因,浮选效果不甚理想。本文通过超声乳化、化学改性、化学改性与超声乳化联合作用等试验方法,用溶解度、表面张力、浮选效果等指标进行表征,对实验室常用起泡剂仲辛醇及现场常用的杂醇类起泡剂进行改性,以提高仲辛醇等起泡剂的利用率和起泡性能。结果表明,经过超声乳化后,起泡剂利用率提高,浮选效率提高;经化学改性得到的新药剂也大大提高了浮选效率;且超声乳化与化学反应协同作用改性的起泡剂的浮选效率高于超声乳化、化学反应单独作用的浮选效率。得到以下结论:1、通过对试验煤样的工业分析、XRD分析及粒度组成分析可知,晋城无烟煤样中含有高岭土,导致煤粒泥化严重,不利于浮选;煤样中小于0.045mm的极细粒级含量较多,约30%,且灰分很高,为33.72%;经浮选得其可燃体回收率为61%,晋城无烟煤为中等可浮性煤。2、在25kHz的超声功率下,对所选起泡剂进行乳化处理,得到仲辛醇、A、B三种起泡剂各自的最优乳化条件,即仲辛醇:起泡剂与水比例1:5,乳化时间8min,超声强度为100%,变幅杆长度为>8mm;起泡剂A:起泡剂与水比例1:2,乳化时间4min,超声强度为100%,变幅杆长度为>8mm;起泡剂B:起泡剂与水比例1:1,乳化时间4min,超声强度为100%,变幅杆长度为>8mm。对乳化后的起泡剂进行稳定性探究,得知:仲辛醇等在合适的条件下均能乳化,但乳化效果不稳定;加入稳定剂后,各乳液能保持稳定。3、对起泡剂进行酯化、酸化改性试验,得到结论如下:用邻苯二甲酸酐酯化的方法改性仲辛醇得到的起泡剂浮选精煤产率提高了8%,效果较明显,但起泡剂A、B经酯化后浮选性能没有改变,说明这种改性方法对仲辛醇是有效的;用硫酸酸化改性仲辛醇、A、B浮选的精煤产率分别提高了10%,9%,13%,效果明显,说明这种改性方法是有效的;用磷酸酸化的方法改性仲辛醇、A、B得到到的对应起泡剂浮选的精煤产率分别提高了5%,6%,7%,效果较明显,说明这种改性方法是有效的;仲辛醇、A、B的最佳酯化条件是:酯化时间采用5h,催化剂选择硼酸,溶剂选择环己烷,醇与酸酐比例1:1.6,酯化温度100℃。4、对起泡剂进行化学改性与超声乳化联合作用改性试验,得到结论如下:对仲辛醇、A、B单独进行超声乳化或化学改性,均能提高其浮选产率;对仲辛醇、A、B联合进行超声乳化和化学改性,其浮选产率比超声乳化或化学改性单独作用效果好。
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