煤表面润湿性影响因素分析

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1、全日制硕士学位论文煤表面润湿性影响因素分析申请人姓名：李娇阳指导教师：李凯琦学位类别：工学硕士专业名称：地质资源与地质工程研究方向：固体矿产资源勘查、评价与综合利用河南理工大学资源与环境学院二○一六年六月中图分类号：TD714密级：公开UDC：550单位代码：10460煤表面润湿性影响因素分析Theinfluencefactorsofcoalsurfacewettability申请人姓名李娇阳学位类别工学硕士专业名称地质资源与地质工程研究方向固体矿产资源勘查、评价和综合利用导师李凯琦职称教授提交日期2016.05.29答辩日期2016.06.01河南理工大学致谢三年的研究生生活是我人

2、生中的一段重要经历，在这段岁月中，无论学习以及生活上，我都得到了太多的关怀与帮助，在这里我要向他们表达我最诚挚的谢意。衷心感谢我的导师李凯琦教授，李老师为人谦和、平易近人，三年来在学习、生活和科研等方面都给予了我无微不至的关怀。从课题的选择、实验方案的制定与实施再到论文的撰写，无不凝聚着李老师的心血。同时，李老师渊博的学识、严谨的治学态度、前沿的学术思想、严谨的工作态度都使我终生受益。在您的悉心指导下，我动手能力、独立分析问题解决问题的能力、为人处世的能力都有了极大的提高。您对我的关心和教诲，我将永远铭记。衷心感谢陆银平老师在我学习和实验过程中给予我的悉心指导和帮助，在生活上给予我的

3、关心和照顾。感谢同门姐妹孙春晓、赵会会、郭明明在生活上的陪伴以及在学习和实验上的帮助和鼓励。感谢李茹、李保倩、崔钰婕、唐军婷、叶艳敏、刘慧慧、高文秀三年来与我互勉互励，共同成长，因为你们的存在，给我的学习和生活带来了青春活力和快乐。感谢资源环境学院各位老师三年来对我的教育和指导，因为你们的督促与鼓励，使我三年生活充实而有意义。感谢我的父母多年以来为我的成长和求学所付出的辛劳，二十多年的漫漫求学路，家永远是我坚强的后盾和前进的动力，祝愿父母身体健康，事事如意。感谢我的母校为我的求学生涯所创造的便利条件和舒适的环境，母校赋予我知识，赐予我荣誉，铸造我人格，指引我道路，母校给予的恩赐，我将

4、用一生去回报，祝愿母校蒸蒸日上！最后，衷心的感谢帮忙之中参与我论文审阅和答辩的各位专家和老师，祝你们一生幸福、安康！摘要本文选用18种不同地区、不同煤层、不同灰分、不同煤化程度的煤样，利用JC2000C1接触角动态测量仪测定煤与水的接触角，并用接触角表征煤的润湿性（煤与水的接触角越小，润湿性越好）。从煤的内在因素（煤的基本特性）和外界因素（表面活性剂因素）两个方面分析煤与水接触角的变化。首先研究了煤内在因素对煤与水接触角的影响。将制备好的实验煤样通过工业分析、元素分析、镜质组反射率测定、红外光谱测定、激光粒度仪测定等手段，确定了实验煤样的变质程度（煤阶）、化学组成、含氧官能团、粒度分

5、形维数、比表面积等性质。同时将煤的基本性质与煤的接触角做相关性分析，研究表明：（1）煤的化学组成对煤润湿性的影响较大，其中，灰分、水分和氧元素含量与接触角成负相关，固定碳、碳含量、氢含量与接触角成正相关。（2）随着煤阶的增高，接触角变大，亲水性减弱。（3）煤-1的亲水性的根本原因是煤中的含氧官能团，其中910-940cm羟基变形振动和3400-3450-1cm芳香羟基伸缩是所测煤样的主要亲水基团，煤的亲水性随着含氧官能团总峰面积的增大而增大。（4）煤粒度的分布表现出典型的分形特性，随着煤粒径D10、D50、D90变小，分形维数增大，接触角变大，润湿性变差。接触角随着比表面积的增大而增

6、大，其润湿性变差。在上述分析研究的基础上，将煤的特征参数与接触角进行多元逐步回归分析，最佳回归方程为：接触角＝44.001+0.281[碳含量]+3.449[镜质组反射率]。随后又研究了外部因素对煤与水接触角的影响。通过测定不同种类、不同浓度的表面活性剂，表面活性剂加盐，表面活性剂复配等改性后的的表面张力和溶液对煤样的接触角，来研究其润湿性能。研究表明：（1）通过表面活性润湿剂改性之后的溶液能在很大程度上提高水对煤之间的润湿性机能，在浓度相同的情况下，表面活性剂的润湿能力由大到小的顺序为A＞B＞C＞SDS＞Tween80＞JFC。（2）对同种表面活性剂而言，浓度越大，接触角越小。（3

7、）阴离子活性剂（A、C）加NaCl，其接触角变小，提高了阴离子表面活性剂对煤的润湿效果。而非离子表面活性剂（JFC、Tween80、SDS、B）加NaCl则接触角变化不明显或变大。（4）非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的复配、阴离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配等，复配后润湿性的效果不一定优于复配前的效果。关键词：煤；润湿性；接触角；表面活性剂IAbstract18kindsofcoalfromdifferentregionswithdifferent