·350 北京科技大学学报 2004年第4期 献报道基本相当，BET的EP在10左右，BET与 分析表1，BET与煤作用的效果最好，而与黄 煤作用后明显改变了煤的EP,煤的EP变化值 铁矿作用效果最差，而GF和FS202均与黄铁刊矿 (3.7)远大于黄铁矿的EP变化值(1.5).人们通常 有一定的作用，这也正是普通浮选药剂浮选高硫 用药剂与矿物作用前后电位之差来评价矿物浮 煤时选择性差的主要原因之一· 选活性的变化，电位之差越大，药剂与矿物的作 1.3BET在煤与黄铁矿表面的ESCA分析 用越好.由此可看出，BET与煤的作用效果较 化学分析电子能谱(ESCA)也称光电子能谱 好，而与黄铁矿的作用效果较差. (XPS)分析，是用单色光源或电子来照射样品， 1.2BET在煤和黄铁矿表面的润湿热 使样品中的原子或分子的电子受激发，然后测量 将固体浸入液体中所放出的热量称之为润 这些电子的能量分布，从而获得所需要的信息， 湿热，浸润过程能自动进行，体系的自由能降低， 由于进行的是煤炭浮选，黄铁矿为煤系黄铁矿， 而且自由能降低主要以热的形式释放，润湿热越 所以这里只介绍煤、黄铁矿以及它们与BET作用 大说明固体和液体间的亲合力越强，. 的碳谱.表2为实验条件及碳谱结合能，矿物组 在实验中不仅测定了BET与煤和黄铁矿的 成ESCA定量分析见文献[4,5]. 表面润湿热，同时还测定了普通煤用浮选药剂 碳来自于不同的化学环境（药剂、黄铁矿、煤 GF,FS202与煤和黄铁矿表面的润湿热，实验数 和杂质)造成碳谱较为复杂.运用Gaussian和Lor- 据见表1. entzian拟合对其进行分析，并以强峰-杂质峰为 表1浮选药剂在煤和黄铁矿表面的润湿热 基准校正，其峰位和强度结果列于表2.杂质主要 Table I Wetting heat of flotation reagents on coal and py- 是由仪器的密封真空油产生的，峰强度约284.40 rite surfaces J/g eV,为表2中的C峰；C2峰对应于C=C一，a一 矿物 BET GF FS202 C和一NC一，为煤样中C原子：C峰对应于一 煤 4.1360 3.143 1.79 COO一，为BET吸附后的C原子.分析表2和文 黄铁 0.9721 2.140 1.36 献[4]中的表3可知，经BET吸附前后C峰的结 表2ESCA分析的碳谱结合能 Table 2 Carbon chart binding energies by ESCA analysis 编号 C,结合能/eV(峰强度) 测试内容及条件 C C C 1 煤 290.1(1888) 286.0(9775) 284.6(23646 2 煤+BET0.G01molM1.0mL 288.8(1917) 285.8(14161) 284.6(15217) 3 煤+BET0.01mol/L2.0mL 286.7(5533) 284.9(12279) 284.4(15692) 4 FeS(干处理) 286.4(3056) 285.0(5653) 284.1(4382) 5 FeS,+BET 0.001 mol/L 1.0 mL 286.8(220) 285.2(3967) 284.2(6941) 6 FeS,+BET 0.01 molL 2.0 mL 286.8(2044) 285.3(3605) 284.2(6541) BET 288.4(4885) 285.4(8428) 284.5(16434) 合能及峰强度都发生了较大的变化，随BET量的 在黄铁矿的表面基本没有吸附. 增加，C峰的结合能由290.1eV变为286.7eV,变 1.4BET在煤和黄铁矿表面的吸附 化大于0.6eV,峰强度由1888增加到5533，元素 对BET在煤和黄铁矿表面吸附量进行了测 含量由4.55%增加到13.42%.这表明BET在煤的 定，测定结果见图3.煤对BET的吸附随药剂浓 表面得到吸附，并且BET在煤表面的吸附量随药 度增加而增加，黄铁刊矿表面对BET的吸附增加量 剂量的增加而增加， 则不明显.表明随BET的浓度增加，在煤和黄铁 经BET吸附前后黄铁矿表面结合能没有变 矿表面吸附量的差距也越大，实验中还发现，pH 化，随着BET量的增加，C峰的结合能由286.4eV 值在49条件下，BET在煤和黄铁矿表面吸附量 变为286.8eV,变化小于0.6eV,而且峰的强度变 基本没有变化，见图4.说明BET对pH值的适应 化也不大，C峰的元素含量由10.5%减少到 性较强.此外，从图4中还可看出，煤对BET的吸 7.89%,随药剂量的增加而没有增加，这表明BET 附量较黄铁矿对BET的吸附量要高2~3个数量北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 献 报 道 基 本 相 当 ， 的 在 左 右 ， 与 煤 作 用 后 明 显 改变 了煤 的 ， 煤 的 变 化 值 远 大 于 黄铁 矿 的 变 化 值 人 们 通 常 用 药 剂 与矿 物 作 用 前 后 电位 之 差 来 评 价 矿 物 浮 选 活 性 的变 化 ， 电位 之 差 越 大 ， 药 剂 与矿 物 的作 用 越 好 口 由此 可 看 出 ， 与 煤 的作 用 效 果 较 好 ， 而 与 黄 铁矿 的作 用 效 果较 差 在 煤 和 黄铁 矿 表 面 的 润 湿 热 将 固 体 浸 入 液 体 中所 放 出 的热 量 称 之 为 润 湿 热 ， 浸 润 过 程 能 自动 进 行 ， 体 系 的 自由能 降低 ， 而 且 自由能 降低 主 要 以热 的形 式 释 放 ， 润湿 热越 大 说 明 固体 和 液 体 间 的亲 合 力越 强闭 在 实验 中不 仅 测 定 了 与 煤 和 黄 铁 矿 的 表 面 润 湿 热 ， 同 时 还 测 定 了普 通 煤 用 浮 选 药 剂 ， 与 煤 和 黄 铁矿 表 面 的润 湿 热 ， 实验 数 据 见 表 表 浮 选 药剂 在煤和 黄铁 矿 表 面 的 润 湿 热 可 矿 物 煤 ， 黄 铁习 “ 分 析 表 ， 与 煤 作 用 的效 果 最 好 ， 而 与黄 铁 矿 作 用 效 果 最 差 ， 而 和 均 与 黄 铁矿 有 一 定 的作 用 ， 这 也 正 是普通 浮选 药 剂 浮 选 高硫 煤 时 选 择 性 差 的主 要 原 因之 一 ， 在 煤 与 黄铁 矿 表面 的 分 析 化 学 分 析 电子 能谱 也 称 光 电子 能谱 分 析 ， 是 用 单色 光 源 或 电子 来 照 射 样 品 ， 使 样 品 中 的 原 子 或 分 子 的 电子 受 激 发 ， 然后 测 量 这 些 电子 的 能量 分 布 ， 从 而 获 得 所 需 要 的信 息 由于 进 行 的是 煤 炭 浮 选 ， 黄 铁矿 为煤 系黄 铁 矿 ， 所 以这 里 只 介 绍 煤 、 黄 铁 矿 以及 它们 与 作用 的碳 谱 表 为 实验 条件 及 碳 谱 结合 能 ， 矿 物 组 成 定 量 分 析 见 文 献 ， 碳 来 自于 不 同 的化 学 环 境 药剂 、 黄 铁 矿 、 煤 和 杂 质 造成碳 谱较 为复 杂 运 用 和 拟 合 对 其 进 行 分析 ， 并 以强 峰 一 杂质 峰 为 基 准 校 正 ， 其 峰位 和 强度 结果 列 于 表 杂质 主 要 是 由仪 器 的密 封 真 空 油产 生 的 ， 峰 强 度 约 ， 为表 中 的 ， 峰 ， 峰对 应 于一 一 一 ， 一 和一 一 一 ， 为煤 样 中 原 子 峰 对 应 于一 一 ， 为 吸 附后 的 原 子 分 析 表 和 文 献 中的表 可 知 ， 经 吸 附前 后 ， 峰 的 结 表 分 析 的碳 谱结 合 能 勿 编 号 测 试 内容及 条 件 ， 结合 能 峰 强度 ’ 煤 煤 几 煤 几 二干处 理 几 了 习 劝 合 能及 峰 强度 都 发 生 了较 大 的变 化 ， 随 量 的 增 加 ， ， 峰 的结 合 能 由 变 为 ， 变 化 大 于 ， 峰 强 度 由 增 加 到 ， 元 素 含 量 由 增 加 到 这 表 明 在 煤 的 表 面 得 到吸 附 ， 并且 在 煤 表 面 的吸 附量 随药 齐 量 的增 加 而 增 加 经 吸 附 前 后 黄 铁 矿 表 面 结 合 能 没 有 变 化 ， 随着 量 的增 加 ， ’ 峰 的结 合 能 由 变 为 ， 变 化 小 于 ， 而 且 峰 的强 度 变 化 也 不 大 ， ‘ 峰 的 元 素 含 量 由 减 少 到 ， 随药剂 量 的增 加而 没 有增 加 ， 这 表 明 在 黄 铁 矿 的表 面 基 本 没 有 吸 附 在 煤 和 黄铁 矿 表 面 的 吸 附 对 在 煤 和 黄 铁矿 表 面 吸 附量 进 行 了测 定 ， 测 定 结 果 见 图 煤对 的吸 附 随 药 剂 浓 度 增 加而 增 加 ， 黄铁矿 表 面 对 的吸 附增 加 量 则 不 明显 表 明 随 的浓 度 增 加 ， 在 煤 和 黄 铁 矿 表 面 吸 附量 的差 距 也 越 大 实验 中还 发现 ， 值 在 一 条件 下 ， 在煤 和 黄铁矿 表 面 吸 附量 基 本 没 有 变 化 ， 见 图 说 明 对 值 的适 应 性 较 强 此 外 ， 从 图 中还 可 看 出 ， 煤 对 的吸 附量 较黄 铁 矿 对 的吸 附量 要 高 一 个 数 量