1.3試驗方法

1)浮選精煤礦漿的抽濾試驗。取16 g干煤樣加水至30 mL，攪拌1.5 min后加入質量分數為1%的表面活性劑溶液，加水至80 mL再攪拌3.5 min。攪拌結束后倒入布氏漏斗進行過濾。抽濾壓力為-0.1 MPa，脫水過程記錄成餅時間，抽濾5 min后試驗結束。取濾餅8～10 g置于105℃下烘干2 h，計算濾餅水分。

2)煤樣接觸角測試。采用JC2000D1型接觸角測量儀對煤樣與表面活性劑作用前后的接觸角進行測試。取適量煤樣，以硼酸為基底，壓成薄片，使用座滴法測量接觸角，并采用五點擬合法計算接觸角。每個樣品進行5次測量，最終結果取其平均值。

3)煤樣表面性質XPS測試。采用ESCALAB 250Xi型X射線光電子能譜儀(XPS)對煤樣與表面活性劑作用前后的表面化學官能團性質進行測試。XPS源槍類型為單色化的鋁極氧靶，束斑尺寸650 mm，分析室真空度5.0×10-10 Pa，準備室真空度7.0×10-9 Pa。將XPS的圖譜進行數據校正，校正基準采用C1s(284.8 eV)譜校正。

4)濾液表面張力測試。采用表面張力儀對表面活性劑添加前后的濾液進行表面張力測試。試驗采用環法進行測試，其原理是欲使浸在液面上金屬環脫離液面，其所需的最大拉力等于吊環本身質量加上表面張力與被脫離液面周長的乘積，該表面張力儀可根據該原理自動測出表面張力。

2結果與討論

2.1藥劑對濾餅水分及過濾時間的影響

3種表面活性劑對浮選精煤的脫水試驗結果如圖1和圖2所示。

圖1表面活性劑用量對濾餅水分的影響

由圖1可知，3種表面活性劑對浮選精煤濾餅水分的影響均為：隨藥劑用量的增加先降低而后有所增加。其中，采用DTAB時，濾餅水分達到最低點時，隨藥劑用量的進一步增加，濾餅水分增加不明顯。3種表面活性劑在助濾效果方面，DTAB的助濾效果最好，在其用量為5 000 g/t時，濾餅水分由不加藥時的28.04%降至20.37%，降低了7.67%；其次是SDS，當用量為4 000 g/t時，可使濾餅水分降至21.43%，降低了6.61%；助濾效果最差的是Brij35，在用量為2 000 g/t時就達到了最好的降水效果，水分降至24.10%，僅降低3.94%。

圖2表面活性劑種類對成餅時間的影響

過濾過程中，成餅速率與脫水速率成正比，成餅速率越快，過濾時間越短。從圖2可以看出，Brij35和SDS兩種藥劑的成餅時間均隨藥劑量的增加而增加，Brij35的增加最為迅速，在用量為4 000 g/t時從不添加藥劑時的55 s上升至137 s，SDS在達到最佳藥劑量之前成餅時間變化并不明顯，但在超過最佳藥劑量后，成餅時間迅速上升。DTAB能略微減少成餅時間，在最佳用量時成餅時間從不添加藥劑時的55 s減少到50 s。

2.2藥劑作用對煤樣接觸角的影響

表面活性劑對煤表面性質的影響，本質是表面活性劑與煤表面之間發生了吸附，這種影響可以通過接觸角的變化體現。通過測定煤樣與藥劑(最佳藥劑用量)作用前后接觸角的變化來表征藥劑對煤樣表面親疏水性的影響。最佳表面活性劑用量時煤樣表面接觸角的對比如圖3所示，3種藥劑作用后煤樣的接觸角均有不同程度的下降，SDS作用后接觸角降低最明顯，降低了23.5°，DTAB和Brij35作用后接觸角降低較少，都只降低了10°。產生這一現象的原因可歸結為：表面活性劑具有兩親性質，當親水基團較多的吸附于煤表面時可提高煤表面疏水性，而當疏水基團較多地吸附于煤表面可提高煤表面的親水性。選取的煤樣為浮選精煤，表面自身疏水性強，與表面活性劑作用時，更容易使表面活性劑的非極性疏水端吸附于煤表面，極性親水端暴露在外面，從而導致煤樣表面親水性增強，接觸角變小。煤樣表面親水性增強，導致煤表面吸附水增多或水化膜變厚，因而，從這種意義上來說，表面活性劑的加入不利于脫水，還可能使濾餅水分增加。然而，圖1結果表明添加表面活性劑可以顯著降低濾餅水分，其原因將與下節表面張力測試結果結合起來分析。

圖3最佳表面活性劑用量時煤樣表面接觸角的對比