低阶煤是我国煤炭生产和供应的重要组成部分,其具有变质程度低、含水量多、表面含氧官能团含量多、疏水性差以及表面孔隙多等特点,这些特点都影响传统烃油类捕收剂在低阶煤表面的吸附,造成药剂耗量大和浮选效率低等问题。针对这些问题,本论文采用十二烷-酯复配捕收剂强化低阶煤浮选过程,探明浮选条件下十二烷-酯类复配捕收剂在固/液界面的粘附行为和铺展润湿行为以及铺展驱动机理,为低阶煤的提质和高效浮选提供依据。本论文采用大柳塔末煤为试验煤样,试验煤样主导粒级为-0.045mm,灰分为22.59%,细粒煤泥组分含量高;煤样中的矸石组分主要为石英、高岭石和方解石,且低阶煤表面存在大量裂隙;煤样中含有多种含氧官能团,其中亲水基团(C-O、C=O、O-C=O)的含量达到52.8%。另外煤样接触角为57.5°,疏水性较弱。选取十二烷、丁酸乙酯、辛酸乙酯、十二酸乙酯、十二烷-丁酸乙酯、十二烷-辛酸乙酯以及十二烷-十二酸乙酯作为研究对象。分别研究了不同捕收剂对低阶煤表面的诱导时间、粘附强度、润湿热和红外光谱的影响,得到如下结论:诱导时间的长短的顺序为:十二烷-酯<酯<十二烷,说明复配捕收剂缩短了诱导时间,并强化了药剂与煤颗粒的粘附效果。由EDLVO理论计算结果表明:在长程范围内,十二烷-酯复配药剂和酯相对于十二烷没有明显的优势,但在短程力范围时,由于酯的极性基团与煤表面形成的氢键与十二烷的疏水作用使得十二烷-酯复配捕收剂与煤粒的作用效果更强。在润湿热和红外光谱的分析结果中,十二烷-酯类复配捕收剂润湿放热大,含有的极性和非极性基团分别与低阶煤表面的极性与非极性基团形成稳定的吸附,增强了捕收剂粘附强度,使其不易脱落。研究了十二烷-酯类复配捕收剂在低阶煤/水界面的铺展行为和驱动机理以及煤表面粗糙度对铺展行为的影响,结果表明:不同捕收剂在低阶煤/水界面的铺展过程中,铺展系数绝对值之间的关系为丁酸乙酯>十二烷>十二烷-丁酸乙酯>辛酸乙酯>十二烷-辛酸乙酯>十二烷-十二酸乙酯>十二酸乙酯,铺展系数绝对值越小表明捕收剂在煤表面的吸附作用越强。其平衡接触角的大小顺序与铺展系数正好相反。铺展速度主要受捕收剂粘度影响,其绝对值越大,铺展速度越快。通过分子动力学模型对铺展进行拟合,十二烷-酯复配捕收剂的分子取代长度λ是低阶煤表面亲疏水位点的综合距离,小于单一捕收剂的取代距离,且十二烷-酯类复配捕收剂的分子交换频率明显小于单一酯。分子交换频率越大,其铺展速度越快,捕收剂越容易铺展,活化自由能越小。十二烷与酯的共同作用能够促进捕收剂微滴在低阶煤/水界面的铺展,使其铺展更加彻底,但也会对三相接触线的铺展速度产生一些不利影响。粗糙度降低会使低阶煤表面疏水性增强,增大平衡接触角,减小铺展系数和微滴分子取代长度,促进了微滴的铺展。但粗糙度的降低减小了微滴实际润湿面积,减缓了系统能量的消耗,使铺展系统的自由能下降速度减慢。十二烷-酯类复配捕收剂强化低阶煤浮选的试验结果表明:单一捕收剂浮选条件下,酯类捕收剂捕收效果优于十二烷;当使用十二烷-酯类复配捕收剂时,可以在最佳药剂用量3kg/t条件下得到指标为82.38%的精煤产率和8.84%的精煤灰分。复配捕收剂促进液滴在低阶煤表面的铺展和粘附从而大幅增强捕收剂的捕收能力,提高精煤回收率,同时还能保证其选择性。论文有图53幅,表16个,参考文献121篇。