亚油酸甲酯-烃类油捕收剂对煤亲水基团吸附与煤泥浮选的影响机理

摘要

适宜的捕收剂是微细粒级煤高效浮选的核心，传统表面活性剂的选用逻辑却局限了煤表面含氧官能团与药剂基团作用机制的探究.本研究耦合模拟与试验手段，系统剖析了复合捕收剂在煤表面的吸附行为及浮选强化机理.密度泛函理论（DFT）模拟显示，水分子、正十二烷、正十四烷、亚油酸甲酯与煤亲水特征单元的平均吸附能依次为-0.34，-0.36，-0.38，-0.46 eV，吸附稳定性呈亚油酸甲酯>正十四烷>正十二烷>水分子的排序，说明烃类油难以取代亚油酸甲酯在煤亲水位点的吸附. 3种药剂吸附能分别为-0.56 eV（正十二烷）、-0.79 eV（正十四烷）、-0.84 eV（亚油酸甲酯），证实亚油酸甲酯虽压缩烃类油吸附位点，但可通过吸附烃类油提升整体吸附稳定性，增强捕收效果.作用力上，煤与水分子、亚油酸甲酯的吸附由氢键主导并协同范德华力，与烃类油作用主要靠范德华力，该类作用力提升了药剂吸附能力与扩散性.分子动力学（MD）模拟验证亚油酸甲酯可增大体系内水分子间距，改善煤疏水性；浮选试验表明：正十四烷与亚油酸甲酯1∶1配比、总用量1 200 g/t时，精煤产率达89.20%，且尾煤灰分上升，分选选择性强化.综上，亚油酸甲酯可强化煤疏水改性与烃类油吸附，提升浮选效率，为煤泥浮选药剂调控提供理论支撑与实践方案.

关键词

亚油酸甲酯 / 捕收剂 / 分子动力学 / 煤泥浮选 / 疏水性 / 煤亲水特征单元

基金资助

安徽省教育厅高校科学科研项目(KJ2021A0429);安徽省教育厅高校优秀拔尖人才培育资助项目(gxyqZD2021109); 安徽省高效协同创新项目(GXXT-2022-016)