煤表面潤濕性影響因素分析

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1、全日制碩士學(xué)位論文煤表面潤濕性影響因素分析申請人姓名：李嬌陽指導(dǎo)教師：李凱琦學(xué)位類別：工學(xué)碩士專業(yè)名稱：地質(zhì)資源與地質(zhì)工程研究方向：固體礦產(chǎn)資源勘查、評價與綜合利用河南理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院二○一六年六月中圖分類號：TD714密級：公開UDC：550單位代碼：10460煤表面潤濕性影響因素分析Theinfluencefactorsofcoalsurfacewettability申請人姓名李嬌陽學(xué)位類別工學(xué)碩士專業(yè)名稱地質(zhì)資源與地質(zhì)工程研究方向固體礦產(chǎn)資源勘查、評價和綜合利用導(dǎo)師李凱琦職稱教授提交日期2016.05.29答辯日期2016.06.01河南理工大學(xué)致謝三年的研究生生活是我人

2、生中的一段重要經(jīng)歷，在這段歲月中，無論學(xué)習(xí)以及生活上，我都得到了太多的關(guān)懷與幫助，在這里我要向他們表達我最誠摯的謝意。衷心感謝我的導(dǎo)師李凱琦教授，李老師為人謙和、平易近人，三年來在學(xué)習(xí)、生活和科研等方面都給予了我無微不至的關(guān)懷。從課題的選擇、實驗方案的制定與實施再到論文的撰寫，無不凝聚著李老師的心血。同時，李老師淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、前沿的學(xué)術(shù)思想、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度都使我終生受益。在您的悉心指導(dǎo)下，我動手能力、獨立分析問題解決問題的能力、為人處世的能力都有了極大的提高。您對我的關(guān)心和教誨，我將永遠銘記。衷心感謝陸銀平老師在我學(xué)習(xí)和實驗過程中給予我的悉心指導(dǎo)和幫助，在生活上給予我的

3、關(guān)心和照顧。感謝同門姐妹孫春曉、趙會會、郭明明在生活上的陪伴以及在學(xué)習(xí)和實驗上的幫助和鼓勵。感謝李茹、李保倩、崔鈺婕、唐軍婷、葉艷敏、劉慧慧、高文秀三年來與我互勉互勵，共同成長，因為你們的存在，給我的學(xué)習(xí)和生活帶來了青春活力和快樂。感謝資源環(huán)境學(xué)院各位老師三年來對我的教育和指導(dǎo)，因為你們的督促與鼓勵，使我三年生活充實而有意義。感謝我的父母多年以來為我的成長和求學(xué)所付出的辛勞，二十多年的漫漫求學(xué)路，家永遠是我堅強的后盾和前進的動力，祝愿父母身體健康，事事如意。感謝我的母校為我的求學(xué)生涯所創(chuàng)造的便利條件和舒適的環(huán)境，母校賦予我知識，賜予我榮譽，鑄造我人格，指引我道路，母校給予的恩賜，我將

4、用一生去回報，祝愿母校蒸蒸日上！最后，衷心的感謝幫忙之中參與我論文審閱和答辯的各位專家和老師，祝你們一生幸福、安康！摘要本文選用18種不同地區(qū)、不同煤層、不同灰分、不同煤化程度的煤樣，利用JC2000C1接觸角動態(tài)測量儀測定煤與水的接觸角，并用接觸角表征煤的潤濕性（煤與水的接觸角越小，潤濕性越好）。從煤的內(nèi)在因素（煤的基本特性）和外界因素（表面活性劑因素）兩個方面分析煤與水接觸角的變化。首先研究了煤內(nèi)在因素對煤與水接觸角的影響。將制備好的實驗煤樣通過工業(yè)分析、元素分析、鏡質(zhì)組反射率測定、紅外光譜測定、激光粒度儀測定等手段，確定了實驗煤樣的變質(zhì)程度（煤階）、化學(xué)組成、含氧官能團、粒度分

5、形維數(shù)、比表面積等性質(zhì)。同時將煤的基本性質(zhì)與煤的接觸角做相關(guān)性分析，研究表明：（1）煤的化學(xué)組成對煤潤濕性的影響較大，其中，灰分、水分和氧元素含量與接觸角成負相關(guān)，固定碳、碳含量、氫含量與接觸角成正相關(guān)。（2）隨著煤階的增高，接觸角變大，親水性減弱。（3）煤-1的親水性的根本原因是煤中的含氧官能團，其中910-940cm羥基變形振動和3400-3450-1cm芳香羥基伸縮是所測煤樣的主要親水基團，煤的親水性隨著含氧官能團總峰面積的增大而增大。（4）煤粒度的分布表現(xiàn)出典型的分形特性，隨著煤粒徑D10、D50、D90變小，分形維數(shù)增大，接觸角變大，潤濕性變差。接觸角隨著比表面積的增大而增

6、大，其潤濕性變差。在上述分析研究的基礎(chǔ)上，將煤的特征參數(shù)與接觸角進行多元逐步回歸分析，最佳回歸方程為：接觸角＝44.001+0.281[碳含量]+3.449[鏡質(zhì)組反射率]。隨后又研究了外部因素對煤與水接觸角的影響。通過測定不同種類、不同濃度的表面活性劑，表面活性劑加鹽，表面活性劑復(fù)配等改性后的的表面張力和溶液對煤樣的接觸角，來研究其潤濕性能。研究表明：（1）通過表面活性潤濕劑改性之后的溶液能在很大程度上提高水對煤之間的潤濕性機能，在濃度相同的情況下，表面活性劑的潤濕能力由大到小的順序為A＞B＞C＞SDS＞Tween80＞JFC。（2）對同種表面活性劑而言，濃度越大，接觸角越小。（3

7、）陰離子活性劑（A、C）加NaCl，其接觸角變小，提高了陰離子表面活性劑對煤的潤濕效果。而非離子表面活性劑（JFC、Tween80、SDS、B）加NaCl則接觸角變化不明顯或變大。（4）非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的復(fù)配、陰離子表面活性劑和陰離子表面活性劑復(fù)配等，復(fù)配后潤濕性的效果不一定優(yōu)于復(fù)配前的效果。關(guān)鍵詞：煤；潤濕性；接觸角；表面活性劑IAbstract18kindsofcoalfromdifferentregionswithdifferent