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选煤是洁净煤技术的源头和基础,浮选是细粒煤分选的主要方法,一般采用煤油/柴油作捕收剂,但大部分选煤厂普遍存在着浮选精煤回收率低,选择性差、药耗高等问题,严重影响了浮选效率的提高。因此开发煤泥高效捕收剂十分必要。本研究选取朔州麻家梁煤、忻州大远煤和古交屯兰煤作为浮选对象,首先分别以油酸酯、十二酸酯、癸二酸酯、聚乙二醇400油酸酯和芳香酯等液态酯作为捕收剂进行了浮选条件试验,比较了不同类型液态酯的捕收性能;然后考察了煤油+液态酯、煤油+表面活性剂和油酸甲酯+表面活性剂作为捕收剂的浮选效果,筛选出捕收性能好的药剂;最后,用微量热仪、接触角测量仪和激光粒度分析仪测定了煤与药剂的润湿热、浮选产品的接触角以及药剂的分散性能;此外,采用量子化学方法计算了浮选药剂的效能,结合试验和计算结果对药剂的作用机理进行了初步分析。研究结果表明:麻家梁煤、大远煤和屯兰煤的变质程度依次加深,其可浮性依次增强。油酸酯、十二酸酯对三种煤均有良好的捕收效果,芳香酯只对屯兰煤有良好的捕收效果。液态酯和煤油复配后的捕收能力均好于煤油,在保留酯的较强的捕收作用下,酯+煤油复配药剂可以减少酯的用量,降低成本。对麻家梁煤,油酸乙酯表现出最好的捕收能力,油酸甲酯次之,十二酸丁酯也有较好表现,芳香酯的捕收能力较差。对大远煤,油酸酯和十二酸酯都有较好表现,而芳香酯的捕收能力较差。油酸乙酯表现最好,其次是50%油酸乙酯+煤油、75%十二酸乙酯+煤油、75%癸二酸二辛酯+煤油。对古交屯兰煤,除聚乙二醇400油酸酯外,其余液态酯都表现出了较好的捕收性能,其中苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯乙酸甲酯、苯乙酸乙酯捕收性能最为优越;其次是75%苯乙酸乙酯+煤油、25%苯乙酸甲酯+煤油、75%苯甲酸乙酯+煤油、75%苯甲酸甲酯+煤油。油酸甲酯+表面活性剂的捕收能力低于煤油+表面活性剂的捕收能力。OP系列表面活性剂与油酸甲酯或煤油复配的捕收能力均优于纯油酸甲酯或纯煤油,其中OP-7的增效作用最明显;Tween系列表面活性剂与煤油复配的捕收能力明显优于纯煤油,但和油酸甲酯复配后的效果不明显,其中Tween-20的增效作用最明显。量子化学计算表明,药剂对煤的捕收能力不仅与其ΔELUMO-HOMO的大小有关,还与药剂分子-煤颗粒间的空间位阻以及煤的表面性质有关。十二烷的ΔELUMO-HOMO最大,煤油有最差的浮选表现;油酸酯ΔELUMO-HOMO均较小,这和油酸酯对三种煤的浮选表现均较好相对应。十二酸酯的ΔELUMO-HOMO仅次于十二烷,但对三种煤都有较好的浮选表现,这与十二酸酯分子和煤颗粒的空间位阻较小有关。芳香酯的ΔELUMO-HOMO较小却只对屯兰煤表现了好的浮选效果,这与屯兰煤变质程度高,表面含有较多的芳香基团有关。润湿热数据表明,煤与药剂间的润湿热越大,其相互作用越强,精煤产率也越高。油酸乙酯对三种煤的相互作用都强于煤油,苯甲酸乙酯和屯兰煤的相互作用强于油酸乙酯。油酸酯和煤油复配后,原煤和捕收剂的润湿热明显增加,其相互作用加强。煤油、油酸甲酯和表面活性剂复配后,药剂和原煤相互作用加强。接触角测定表明,精煤产品与水的接触角与精煤产率有很好的正相关,接触角越大,表明捕收剂对原煤表面的疏水性改善越明显。激光粒度分析表明,加入表面活性剂后的煤油分散性得到极大提高,从而使其更容易吸附在煤颗粒上,降低煤颗粒的表面能,进而提高煤颗粒的表面疏水性,使精煤产率得到较大提高。总之,对不同煤种,选择合适的液态酯或其复配物作为捕收剂,可以达到良好的浮选效果,这为选煤厂提高精煤回收率,降低精煤灰分,降低生产成本提供了一种新的思路。