表面疏水改性促进煤系黏土矿物沉降的机理及试验研究

作者：郭月亭; 李志红; 刘爱荣; 薛中华; 杨宏丽; 高建川; 郝波

来源：煤炭转化, 2022, 1-8.

• 沉降规律
• 颗粒表面
• 静电斥力
• 疏水改性
• 疏水聚团

针对选煤厂高泥化煤泥水难沉降的现状，以煤系黏土矿物为对象，探索了絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)与十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）配合使用的沉降规律，并通过聚团影像观测、XPS分析、润湿热和接触角测定及Zeta电位试验，半定量分析了其作用机理。结果表明：DTAB和CTAB的添加能够促进黏土颗粒生成大聚团，进而提高沉降速度，并大幅度降低上清液浊度，且CTAB作用效果优于DTAB；当CTAB用量为1800 g/t、PAM用量为80 g/t 时，沉降效果较好，对应初始沉降速度为43.32 m/h，浊度值为76 NTU，沉淀物高度为19 mm，聚团直径最大约为2.6 mm；XPS 及表面润湿性测试结果显示，阳离子表面活性剂与矿物表面作用，亲水基朝向颗粒表面，通过“电中和”作用降低颗粒表面负电位，使颗粒间静电斥力减小，同时，其疏水基脱离颗粒表面定向排列，罩盖表面含氧基团而增加含炭基团，使颗粒表面的润湿热绝对值减小及接触角增加，改变了矿物表面疏水性，促进了颗粒疏水聚团，从而更易聚集沉降；与DTAB相比，CTAB的烷基链更长，故对矿物表面疏水改性的能力更强，黏土矿物的沉降效果更好。

• 单位
  山西焦煤集团有限责任公司; 太原理工大学