煤的表面结构与润湿性.pdfVIP

韩5期 造煤技术 No．5 2000年10月 COALPREPARATIONTECHNOLOGY Oct．2000 煤的表面结构与润湿性。 何杰(淮南工业学虎化工秉 安盘省淮南市232001) ■奠文章从表面化学基奉理话出发，叙述了蝶的奉征表面性质与鞠湿性闻的关幕．井探讨7表面活 性转詹的牲质、浓度毗_醍溶液的pH值等因素对潮湿性的静响． 关t词蝶表面培构润湿影响因素 润湿是一纯粹的表面现象，它可以看作是一种 写为”J： 流体从一平的固体衰面置换另一流体的过程。润湿 ，0Ⅳcos0’+％，。一7，一坼 -二…………(3． 过程涉及固体表面与液体性质以及它们之间的相互 这里t70／rr和)c／o分别是有机液体一水和煤-有机 作用．油团聚法和浮选法等都是以煤的润湿性为依 液体的界面张力；矗。为煤水之间在无有机液体吸尉 据的选煤工艺．在煤的相对接触角与成浆性关系研 膜存在情况下的界面张力{伊为通过有机相灏量的 究中发现，越是疏水的煤越能制备出高浓度的永煤 接触角I玛被定义为：坼=Yco—y“Ⅳ，其中Yc／rr为煤一 浆t而亲水程度高的煤则难以髓备水煤浆。在煤的应 水界面张力． 用性质研究中，接触角已被广泛用来表征煤的表面 润湿行为取决于界面处物质问的相互作用． 特征．通过接触角的测量t可以评价煤表面的化学特 Good等人提出∞．色散力∥对煤表面自由能托的 征以及液体与煤表面之间的相互作用方式．本文从 贡献，可由式(4)给出： 几十方面阐述煤表面润湿性与其结构特征之间的关 h=t。+t时 ……………(4) 系．以期探讨煤术混合体系稳定性与润湿特征问的 式中t柚归于液体与煤表面之间酸碱相互作用 关系。 。 的界面相互作用． 基本理论 直观描述液体在固体表面上的润湿性方程为 oung方程．Young指出．平面固体上液滴受三十界 张力的作用，如图1所示，三十力达到平衡时·有： b一靠L+7“cos# …………(1) 置2浸溃在水中的蜞裹面同液体相互作用示t田 『_蝶粒子的授渍掴湿，％c一抽篙凸G，所以： 2接麓角与蜞寰面结构的关系 7／,vCOSO=一△G ……………(2) 式中：Y,w、弘t和rw分别表示固一气、固一液和液一 煤表面为一非均相结掏．其中无机物与有机物 界面张力；口为润湿角；4G表示界面自由能． 非常复杂地结合在一起，共同影响着煤的润湿性．煤 气体 nr 表面的有机质由带不同极性盲能团的小的、成簇状 的芳香单元组成，它们难润湿于水．而易润湿于油。 煤的润湿性取决于煤阶。在褐煤阶段t由于表面 ．弓菇≥7 极性盲能团较多，因而对永的润湿性较好，接艟角较 X H 小．随着煤阶的增高，表面极性盲能团的数量逐渐减 田1液体在固体寰面上揍■^示●田 少，芳香度增加，润湿性下降．在烟煤阶段，对于芳香 一种液体在固体表面上的澜湿能力受界面自由 环少的烟煤，随芳香环的增多，堪的琉水性增强；而 能控制．若液体分散导致界面总自由能降低，则润湿 对于芳香环多的烟煤．随连接芳香环的脂肪族碳氢 过程是自发的． 链的减少，煤的疏水性反而减弱。