·302· 工程科学学报，第38卷，第3期 100 径，μm;R为填充床的半径，mm;e为粉末样品填充床 的孔隙率p为润湿液密度，g·mL;y为液体表面张 力，mNm:)为液体黏度，mPa·s:0为润湿接触角：t 为润湿时间，s 令充填床的几何因子c=r52(πR)2,则有 米购 98 =ce'ycos 0=k. (3) 27 k为直线4的斜率，即润湿速率，有 k=ceycos日 (4) 3000 2000 1000 2 般数eml 由于难以找到对物料完全润湿且表面张力小的液 图3PAMA401红外光谱 体，因此难以确定统一样品充填床的几何因子℃，难以 Fig.3 Infrared spectrum of PAM A401 测得润湿液体对某一粉末样品的接触角值.鉴于此， 缩振动特征峰1180cm和1118cm1从无到有.可见， 设k,和k分别是油和水两种不同润湿液体对同一微 吸附过PAMA4O1的煤样品的亲水性官能团增多，疏水 细物料的一直线的斜率，为准确表征某一样品对油 性官能团甲基（一CH,)及亚甲基（一CH,一）减少. 相液体和水的相对润湿性，定义亲油亲水比LHR网用 图4(b)为高岭石吸附PAMA401前后的红外光 下式表示： 谱.对于高岭石样品，900、1010和1030cm为高岭石 LHR=Cos 0kPiya (5) 等矿物质的特征吸收峰，Si一0一A1的吸收峰在1100 cos On kamu Paya cm处，Fe一0的吸收峰在540cm处，465~470cm1 图5为正己烷及去离子水对吸附PAMA401前后 为Si一0的吸收峰.对于吸附PAMA401的高岭石，在 煤及高岭石的润湿曲线，分别计算润湿曲线斜率，代入 1622cm处的酰胺基特征峰的强度均有所增强，C一N 上述式(5)计算HR值，数据列入表1.可见，正己烷 的特征峰1120cm的峰强增大，且在脂肪烃一CH,的 做润湿液体时，吸附PAMA401煤的润湿速率较未吸 2923cm处出现峰值，游离的一NH2峰强度(3440 附的煤的润湿速率略低，而吸附PAMA401高岭石的 cm处)略有增加.那么，吸附过PAMA401的高岭石 润湿速率较未吸附的高岭石的润湿速率略高；去离子 样品的亲、疏水性官能团均有增加 水做润湿液体时，吸附PAMA401煤的润湿速率较未 2.3表面润湿性 吸附的煤的润湿速率增大，而吸附PAMA401高岭石 Washburn法测试中，假定充填床由许多毛细管簇 的润湿速率较未吸附的高岭石的润湿速率略低。吸附 组成且液体润湿过程为层流，从Poiseuille定律可导出 PAMA401后，煤样的LHR值由9.23降低至7.28：吸 下式06-图： 附PAMA401后，高岭石的LHR值由1.44增大至 =re(TR)2e'ycos e 1.65,值略有升高. (2) 2n 2.4微细粒煤泥分选 式中：ω为充填床内液体质量，g「a为毛细管有效半 前面的实验结果表明PAMA401作用下，煤絮体 吸附前 吸附前 吸附后 吸谢后 3433 露 4000 300 20)0 100 4000 3000 2000 1000 波数m 波数m 图4超低灰精煤(a)和高岭石(b)吸附PAMA401前后的红外光谱图 Fig.4 Infrared spectra of coal (a)and kaolinite (b)before and after PAM A401 adsorption工程科学学报，第 38 卷，第 3 期 图 3 PAM A401 红外光谱 Fig． 3 Infrared spectrum of PAM A401 缩振动特征峰 1180 cm － 1 和 1118 cm － 1 从无到有． 可见， 吸附过 PAM A401 的煤样品的亲水性官能团增多，疏水 性官能团甲基( —CH3 ) 及亚甲基( —CH2—) 减少． 图 4( b) 为高岭石吸附 PAM A401 前后的红外光 谱． 对于高岭石样品，900、1010 和 1030 cm － 1 为高岭石 等矿物质的特征吸收峰，Si—O—Al 的吸收峰在 1100 cm － 1 处，Fe—O 的吸收峰在 540 cm － 1 处，465 ～ 470 cm － 1 为 Si—O 的吸收峰． 对于吸附 PAM A401 的高岭石，在 1622 cm － 1 处的酰胺基特征峰的强度均有所增强，C—N 的特征峰 1120 cm － 1 的峰强增大，且在脂肪烃—CH3的 2923 cm － 1 处 出 现 峰 值，游 离 的—NH2 峰 强 度 ( 3440 cm － 1 处) 略有增加． 那么，吸附过 PAM A401 的高岭石 样品的亲、疏水性官能团均有增加． 图 4 超低灰精煤( a) 和高岭石( b) 吸附 PAM A401 前后的红外光谱图 Fig． 4 Infrared spectra of coal ( a) and kaolinite ( b) before and after PAM A401 adsorption 2. 3 表面润湿性 Washburn 法测试中，假定充填床由许多毛细管簇 组成且液体润湿过程为层流，从 Poiseuille 定律可导出 下式［16--18］: ω2 = reffε2 ( πＲ2 ) 2 ρ 2 γcos θ 2η t． ( 2) 式中: ω 为充填床内液体质量，g; reff 为毛细管有效半 径，μm; Ｒ 为填充床的半径，mm; ε 为粉末样品填充床 的孔隙率; ρ 为润湿液密度，g·mL － 1 ; γ 为液体表面张 力，mN·m － 1 ; η 为液体黏度，mPa·s; θ 为润湿接触角; t 为润湿时间，s． 令充填床的几何因子 c = reffε2 ( πＲ2 ) 2 ，则有 ω2 = c ρ 2 γcos θ 2η t = kt． ( 3) k 为直线 ω2 --t 的斜率，即润湿速率，有 k = c ρ 2 γcos θ 2η ． ( 4) 由于难以找到对物料完全润湿且表面张力小的液 体，因此难以确定统一样品充填床的几何因子 c，难以 测得润湿液体对某一粉末样品的接触角值． 鉴于此， 设 kA和 kB分别是油和水两种不同润湿液体对同一微 细物料的 ω2 --t 直线的斜率，为准确表征某一样品对油 相液体和水的相对润湿性，定义亲油亲水比 LHＲ［8］用 下式表示: LHＲ = cos θA cos θB = kA ηA kB ηB ·ρ 2 B γB ρ 2 A γA ． ( 5) 图 5 为正己烷及去离子水对吸附 PAM A401 前后 煤及高岭石的润湿曲线，分别计算润湿曲线斜率，代入 上述式( 5) 计算 LHＲ 值，数据列入表 1． 可见，正己烷 做润湿液体时，吸附 PAM A401 煤的润湿速率较未吸 附的煤的润湿速率略低，而吸附 PAM A401 高岭石的 润湿速率较未吸附的高岭石的润湿速率略高; 去离子 水做润湿液体时，吸附 PAM A401 煤的润湿速率较未 吸附的煤的润湿速率增大，而吸附 PAM A401 高岭石 的润湿速率较未吸附的高岭石的润湿速率略低． 吸附 PAM A401 后，煤样的 LHＲ 值由 9. 23 降低至 7. 28; 吸 附 PAM A401 后，高 岭 石 的 LHＲ 值 由 1. 44 增 大 至 1. 65，值略有升高． 2. 4 微细粒煤泥分选 前面的实验结果表明PAMA401作用下，煤絮体 ·302·