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我国的低阶/氧化煤资源丰富,是煤炭能源的重要组成部分,在电力和化工等领域发挥着举足轻重的作用。随着机械化开采力度的不断增强和大型重选设备的推广应用,低阶/氧化煤煤泥含量和灰分急剧上升,低阶/氧化煤煤泥的分选提质关系到能源与环境的可持续发展。浮选是应用最为广泛的煤泥分选提质技术,但低阶/氧化煤可浮性差、烃类油捕收剂耗量大,浮选工艺效率低,大量的煤泥无法得到有效回收。针对以上问题,本文研究了低阶/氧化煤表面含氧官能团对煤/水界面水结构和煤泥浮选特性的影响,以高内相油包水型乳液为低阶/氧化煤浮选捕收剂,探讨了乳液的浮选性能和在浮选中的作用机制,并通过乳化工艺和内水相添加物调控,提高了乳液的储存稳定性和在矿浆中的分散稳定性,实现了低阶/氧化煤煤泥的高效回收。为提高低阶/氧化煤浮选效率、降低油类捕收剂用量提供有益借鉴。主要研究内容如下:（1）采用分子动力学模拟方法对低阶/氧化煤的煤/水界面水结构进行模拟计算,揭示低阶/氧化煤可浮性差、捕收剂用量大的微观机制。通过分析模拟接触角、煤/水界面处水分子分布、水分子的运动性、氢键结构及水分子与含氧官能团结合能,研究含氧官能团含量对煤表面水结构的影响;并通过人工氧化煤前进接触角和后退接触角的测定验证分子动力学模拟结果。分子动力学模拟显示,随着煤表面羟基含量的增多,水在煤表面的前进接触角和后退接触角减小、煤表面水膜厚度增大、水膜中水分子排列更加致密且运动性减弱、界面水分子与煤表面羟基形成的氢键数目增加。实验结果表明,人工氧化煤的前进接触角和后退接触角也随着表面氧含量的增加而减小。低阶/氧化煤界面结构致密的水化膜会阻碍烃类油捕收剂在煤表面的吸附铺展,致使低阶/氧化煤可浮性差、捕收剂用量大。（2）为进一步明晰低阶/氧化煤表面含氧官能团对其浮选特性的影响,选取山西省不同矿区煤化程度不同的煤样和实验室低温氧化煤样,通过元素分析、SEM-EDS测试、XPS测试、表面电性测试、接触角测定和微浮选实验,研究了煤表面含氧官能团对其表面电性、表面亲疏水性和可浮性的影响。研究结果显示,与高阶煤相比,低阶煤表面具有丰富的含氧官能团,疏水性差,零电点低;以传统烃类油作为低阶煤长焰煤的浮选捕收剂,煤油用量为8 kg/t以上。氧化煤具有与低阶煤类似的性质,随着氧化程度的增加,煤表面含氧官能团增加,零电点负移,疏水性下降,可浮性降低。（3）采用内水相体积分数为85%的高内相油包水型（HIP W/O）乳液作为氧化煤浮选捕收剂,通过微浮选实验考察其浮选性能。采用显微镜观察、高速摄像等手段,研究HIP W/O乳液的结构、在水中的分散性和微观结构及其在煤/水界面的吸附行为;并通过分子动力学模拟研究乳化剂Span 80分子在氧化煤表面的吸附状态。微浮选结果表明,与煤油相比,HIP W/O乳化煤油作为氧化煤捕收剂能显著降低煤油用量,提高浮选产率。其原因是乳液内相中的水能空间代替大部分煤油,且乳液表面具有与油类似的性质。此外,HIP W/O乳化煤油在水中能分散成小乳滴,且以W1/O/W2双乳液的形式存在;与煤油相比HIP W/O乳化煤油在氧化煤表面能更好的吸附铺展。分子动力学模拟结果表明,O-W2界面上的乳化剂Span 80分子能排开煤表面的水分子,与煤表面的含氧官能团形成氢键,从而促进了乳滴在煤表面的吸附铺展,提高了氧化煤的可浮性。（4）通过调控HIP W/O乳液内水相中NaCl和黄原胶的浓度,降低乳化剂用量和提高乳液在矿浆中的稳定性,实现低阶/氧化煤的经济高效浮选。采用离心沉降稳定性测定、粒度测定、流变学测定和电导率测定,探究搅拌速度、乳化剂用量及内水相中NaCl和黄原胶浓度对HIP W/O乳液理化性质的影响,如离心沉降稳定性、乳滴粒径、粘度及乳液分散在水中的稳定性,并通过微浮选实验考察HIP W/O乳液理化特性对其浮选性能的影响规律。结果表明,乳液稳定性越高,浮选节油率越高。通过提高搅拌速度、增加乳化剂用量、在内水相中添加适量浓度的NaCl,均能提高HIP W/O乳液的稳定性,表现为离心沉降稳定性增强、乳滴粒径减小、粘度增大及分散在水中的稳定性提高。另外,在内水相中添加3 wt‰的黄原胶能使内水相凝胶化,有效减缓HIP W/O乳液分散在水中后内水相的溶胀速率,在获得相同浮选性能的情况下,使乳化剂用量减少25%。以最佳条件下制备的乳液作为长焰煤浮选捕收剂,油用量为1.6 kg/t时即能获得88.54%的产率,节油率为80%。（5）通过微浮选实验和浮选机浮选试验考察HIP W/O乳液对煤与灰分矿物的分离效果。以高岭土模拟煤中的灰分矿物,首先针对煤与高岭土（30 wt%）的混合矿,通过微浮选实验比较了优化制备的HIP W/O乳液与煤油对不同粒级煤颗粒的浮选性能,结果表明,高岭土对W/O乳液的浮选性能影响较小,仅会使乳液用量少量增加,油用量为2 kg/t时即能获得86.43%的回收率,节油率为83.33%。此外,通过浮选机浮选考察了现场煤油制备的HIP W/O乳液对煤与高岭土（30 wt%）混合矿的分离效果。由于现场煤油中含有杂极性烃类油,油用量为1.2 kg/t即能获得82.75%的回收率,精煤灰分为10.67%,与现场煤油相比节油率为70%。上述结果表明,以HIP W/O乳液为浮选捕收剂,能实现长焰煤和高岭土的有效分离,低阶煤的W/O乳液浮选工艺具有较好的适应性。高内相油包水乳液作为低阶/氧化煤的新型捕收剂,能有效改善低阶/氧化煤的可浮性,降低油类用量,对提高选煤厂的经济效益,推动煤炭产业的发展具有重要意义。