可回收微乳捕收剂的分子设计及低阶煤泥浮选研究
批准号:
52074175
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李琳
依托单位:
学科分类:
矿物工程与物质分离
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李琳
中文摘要
本项目针对低阶煤泥表面含氧官能团多、可浮性差以及传统烃油捕收剂分散性差的缺陷,以神东低阶煤为研究对象,基于分子模拟技术,设计并合成兼具高表面活性、溶解性以及强磁性的双咪唑磁性离子液体;进而,依据“分散粒径最小化”原则,制备适宜的磁性离子液体微乳捕收剂,并采用介观动力学模拟研究其自组装行为及微观结构特征;进而,查明磁性离子液体微乳捕收剂的低阶煤泥浮选性能;通过离子液体回收研究,提出磁性离子液体微乳捕收剂的盐析分离-强磁回收工艺。本项目通过研制可回收的磁性离子液体微乳捕收剂,旨在高效改善低阶煤泥可浮性、提高烃油捕收剂分散性以及降低浮选药剂成本,不仅丰富了煤泥捕收剂开发的基础理论,而且提高了低阶难浮煤泥的浮选效率,有利于促进我国低阶煤资源的高效开发。
英文摘要
Low rank coal slime is featured by a number of oxygen-containing functional groups on surface and low floatability, and conventional hydrocarbon oil collector has the drawback of poor dispersion. In order to address these issues, this project is proposed to design and synthesize the bis-imidazole magnetic ionic liquid with high surface activity, solubility and strong magnetism based on low rank coal from Shendong Coal Group. The suitable microemulsified collector will be prepared with the principle of minimized dispersion diameter, and the self-assembly behavior and microstructure feature of the magnetic ionic liquid microemulsified collector will be investigated by mesoscopic dynamics simulation. The flotation performance and salting-out-high intensity magnetic technology of magnetic ionic liquid microemulsified collector for low rank coal will be proposed. The objective of this proposed project is to develop magnetic ionic liquid microemulsified collector for improving floatability of low-rank coal, enhancing dispersion of hydrocarbon oil collector and reducing cost. This study will increase the flotation efficiency of low rank difficult-to-float coal slime, enriching fundamental theory for the development of coal collector. Therefore, it will greatly promote the effective exploitation and utilization of low rank coal in China.
本项目针对低阶煤泥表面含氧官能团多、可浮性差以及传统烃油捕收剂分散性差的缺陷,以神东低阶煤为研究对象,基于分子模拟技术,设计并合成兼具高表面活性、强溶解性的磁性离子液体,在此基础上,制备适宜的磁性离子液体微乳捕收剂,查明了微乳捕收剂的低阶煤泥浮选性能,提出了磁性离子液体微乳捕收剂的盐析分离-强磁回收工艺。.基于元素分析、13C-NMR和XPS,构建了低阶煤大分子结构模型,其分子式为C68H44O22。采用密度泛函方法模拟研究了磁性离子液体(MIL)的微观结构特征,查明了离子液体对煤中氢键的影响规律,确定适宜的磁性离子液体为1-十二烷基-3-甲基四氯化铁咪唑([C12mim]FeCl4)。在此基础上,采用一步法合成了结构稳定的顺磁性离子液体[C12mim]FeCl4,其磁化率为10.17×10-7。.以磁性离子液体[C12mim]FeCl4为表面活性剂,烷基酚聚氧乙烯醚OP-4为助表面活性剂,构建了正十二烷/水/MIL/OP-4体系,采用粗粒化分子动力学模拟方法,对其微观结构和自组装行为进行了研究,查明了在水包油-双连续-油包水连续相转变时,微乳捕收剂内液滴的球状-棒状-网络状变化规律,阐明了[C12mim]FeCl4与OP-4协同作用的镶嵌结构特征;结合拟三元相图法、电导法和响应面法,依据“分散粒径最小化”原则,确定了磁性离子液体微乳捕收剂(MIL-MC)的最佳配方,即[C12mim]FeCl4、OP-4、正十二烷和水的占比分别为18.36%、18.36%、34.40%和28.88%,分散相平均粒径为47.60 nm。.浮选实验表明,MIL-MC用量为7.50 kg/t、仲辛醇用量为0.10 kg/t时,可获得精煤产率63.17%、灰分13.97%;在分选指标相近的情况下,与传统捕收剂(十二烷)相比,MIL-MC用量降低了58.33%。浮选机理研究表明,[C12mim]FeCl4作用后煤表面的C-C/C-H相对含量增加了1.64%,C=O相对含量降低了2.94%,提高了煤表面疏水性。.采用盐析分离-强磁工艺对磁性离子液体进行回收的研究表明,阳离子盐析效果为Na+>Ca2+>Al3+,阴离子盐析效果为Cl->NO3->SO42-,确定适宜的盐析试剂为NaCl,在饱和NaCl溶液、磁场强度1.50 T条件下,磁性离子液体的回收率达到93.76%。
油田矿区土壤微生物群落结构碳氮磷调控及石油烃生物降解机制
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批准号:--
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2022
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负责人:李琳
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依托单位:
Gemini微乳捕收剂的制备及对低阶难浮煤泥的表面改性机理和浮选性能研究
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批准号:51474140
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项目类别:面上项目
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资助金额:83.0万元
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批准年份:2014
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负责人:李琳
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依托单位:
微乳化烃油捕收剂的捕收性能及作用机理研究
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批准号:51104095
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2011
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负责人:李琳
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依托单位:
国内基金
海外基金