煤炭学报

作者：张志军, 庄丽, 刘炯天,

关键词：选煤水化学, 循环煤泥水系统, 水化学性质, 颗粒间相互作用, 原子力显微镜,

煤泥水的水化学性质对颗粒间相互作用有重要的影响。煤泥浮选需要煤颗粒与杂质颗粒在矿浆中充分分散，而煤泥水澄清需要颗粒有效凝聚。为解决浮选环节和澄清环节所需颗粒间分散-凝聚状态相矛盾的问题，以及所需水化学环境相矛盾的问题，以煤与高岭石颗粒为例，通过Zeta电位分布和原子力显微镜测力，从微观层面上研究了水化学性质对颗粒间作用行为的影响。金属离子对颗粒Zeta电位分布的影响研究表明，Ca2+使煤和高岭石颗粒各自的Zeta电位分布变窄，使同种颗粒间发生凝聚;Ca2+浓度由1 mmol/L增大到5 mmol/L时，煤与高岭石混合颗粒的Zeta电位分布由双峰变为单峰，煤与高岭石颗粒发生凝聚。Ca2+可以促进煤与高岭石颗粒间发生同类和异类凝聚，Na+对颗粒间凝聚行为的影响较小。用原子力显微镜直接测量颗粒间作用力，发现随着Ca2+浓度的增加，煤与高岭石颗粒间的作用斥力和作用范围逐渐减小，颗粒越来越容易发生凝聚，当Ca2+浓度增大到5 mmol/L时，煤和高岭石颗粒间出现引力;而Na+对颗粒间作用力的影响微弱。不同pH条件下颗粒间作用力的测试结果表明，随着pH值的减小，煤与高岭石之间的作用力由斥力转变为引力。通过原子力显微镜对煤颗粒间作用力的测定，发现煤颗粒间存在较强的疏水引力，同时表明，煤颗粒易发生同类凝聚，煤泥水澄清环节需重点考虑煤与黏土矿物颗粒、黏土矿物与黏土矿物颗粒的凝聚效果。

来源：2021年第5期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2021年第5期