炭浮选起泡剂(「论文推荐」基于响应面法优化SDBS对低阶煤泥浮选的促进作用)

Posted 2023-06-01

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炭浮选起泡剂(「论文推荐」基于响应面法优化SDBS对低阶煤泥浮选的促进作用)

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山东科技大学李琳副教授团队采用响应面法探究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为低阶煤泥浮选促进剂的浮选性能及作用机理，旨在提高浮选效率，降低药剂成本，为低阶煤泥浮选技术的发展提供支撑。

作者

马椽栋¹，刘嘉友²，张庆建³，迟亚妮¹，李琳¹

作者单位

1. 山东科技大学化学与环境工程学院；

2. 中国矿业大学化工学院；

3. 山东出入境检验检疫局检验检疫技术中心

摘要

针对低阶煤表面含氧官能团多，传统浮选药剂分选效果较差的难题，采用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为浮选促进剂开展了低阶煤浮选试验研究。通过单因素条件试验，确定适宜的柴油和SDBS用量分别为6～9 kg/t和800～1 500 g/t，仲辛醇与柴油用量比为1∶10～1∶5。在此基础上，采用响应面法对柴油、仲辛醇和SDBS的用量进行优化，优化试验结果表明，柴油、仲辛醇、SDBS之间存在交互作用，其主效应关系为：SDBS >柴油 >仲辛醇，并获得了以浮选完善度为响应值的二阶回归方程，确定了柴油、仲辛醇、SDBS的最佳用量分别为8.57 kg/t、1.28 kg/t、1 307 g/t，此时浮选完善度的理论值为24.16%，在最优药剂用量条件下开展了浮选验证试验，获得的浮选完善度为23.98%，与响应面法得到的理论值基本相符，表明采用响应面法优化药剂制度准确可行。

XPS宽程扫描检测结果表明，低阶煤表面的氧碳比为1.40%，吸附SDBS、柴油和柴油+SDBS后，氧碳比分别降至1.26%、1.12%和1.01%；XPS C1s分析结果表明，低阶煤表面的C—C/C—H基团含量为66.47%，吸附SDBS、柴油和柴油+SDBS后，分别提高到72.60%、75.13%和77.12%；吸附前后，低阶煤表面含氧官能团含量均明显降低，C—O基团含量由吸附前的16.59%分别降低至15.71%、14.66%和12.71%，C=O基团由10.09%分别降低至7.70%、4.23%和5.64%，O=C—O基团由6.85%分别降低至3.99%、5.98%和4.54%。XPS检测结果表明，将柴油和SDBS复配使用，作用效果优于单独使用柴油和SDBS。SDBS作为促进剂时，低阶煤表面C—C/C—H基团含量的增加以及含氧官能团含量的降低，表明SDBS与低阶煤表面发生了以氢键吸附为主的物理吸附，实现了对低阶煤表面含氧官能团的有效覆盖，同时，SDBS中的C—C/C—H基团暴露在低阶煤表面，增强了低阶煤表面的疏水性，有利于改善低阶煤泥的可浮性。

文中插图

图1 浮选试验结果响应面分析

图2 煤样的XPS宽程扫描结果

图3 煤样的C1s XPS分峰拟合谱图

结论

1）以鄂尔多斯高家梁煤样为试验研究对象，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为浮选促进剂，采用响应面法优化低阶煤泥浮选的药剂制度。单因素条件试验表明，SDBS、柴油的用量范围分别为800～1 500 g/t、6～9 kg/t，起泡剂与捕收剂质量比为1∶10～1∶5。

2）通过响应面法得到分选条件与浮选完善度的二阶回归方程，优化结果表明，最佳的药剂制度为柴油8.57 kg/t，仲辛醇1.28 kg/t，SDBS 1 307 g/t，此时浮选完善度的理论值达到24.16%，实际值为23.98%，与响应面法得到的理论值基本相符。因此采用响应面法优化的药剂制度准确可行。

3）在单因素试验基础上，对柴油、仲辛醇、SDBS三个因素进行中心组合设计，其主效应关系为:SDBS>柴油>仲辛醇。XPS检测结果表明，SDBS与低阶煤表面的含氧官能团结合，从而将其覆盖，增强了低阶煤表面的疏水性，提高了低阶煤的可浮性。

引文格式

马椽栋，刘嘉友，张庆建，等.基于响应面法优化SDBS对低阶煤泥浮选的促进作用[J].洁净煤技术，2019，25(3):35-42.

MA Chuandong,LIU Jiayou,ZHANG Qingjian,et al.Optimization of promoting effect of SDBS on low rank coal flotation utilizing based on response surface method[J].Clean Coal Technology，2019，25(3):35-42.

END

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