Krytyczne napięcie powierzchniowe zwilżania różnych typów węgla wzbudzone odczynnikami stosowanymi w analizie gęstościowej i flotacji

Właściwości technologiczne najdrobniejszych ziaren węglowych zależą od charakterystyk energetycznych ich powierzchni. Badania właściwości powierzclmiowych węgli "czystych'" i zwilżonych odczynnikami technologicznymi oraz wpływu tych właściwości na przebieg procesów technologicznych, takich, jak flotacja i filtracja, są prowadzone w GIG od początku lat dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia. Przedmiotem badań omówionych w niniejszym opracowaniu było określenie wpływu odczynników stosowanych w analizie gęstościowej na stan energetyczny powierzchni różnych typów węgla, charakteryzowany za pomocą takich parametrów, jak średnie krytyczne napięcie powierzchniowe zwilżania YC i niejednorodność energetyczna powierzchni ziaren deltayc w danym zbiorze ziaren oraz stanu energetycznego, kiedy powierzchnie zwilżone odczynnikami stosowanymi w analizie gęstościowej zwilżone zostaną dodatkowo odczynnikami flotacyjnymi. Materiał badawczy stanowiły węgle o różnym uwęgleniu z kopalni: ZGE Sobieski-Jaworzno III, "Szczygłowice" i "Borynia". Z grupy odczynników stosowanych w analizie gęstościowej, w badaniach używano ksylenu, czterochloroetylenu, bromofonnu i chlorku cynku, natomiast z odczynników flotacyjnych stosowano olej napędowy (ON), izooktanol (OKT) oraz mieszaninę 90% ON i 10% OKT. Wyniki badań przedstawiono w fonnie graficznej na rysunkach 1-18 jako skumulowane krzywe rozkładu napięcia powierzchiniowego zwilżania. Dla każdego przypadku zilustrowanego krzywą obliczono wartości gammac i delta gammac. Na rysunkach 1-18 w celu porównania wykreślono krzywe ilustrujące rozkład napięcia powierzchniowego zwilżania badanych węgli niezwilżonych odczynnikiem. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że odczynniki organiczne stosowane w analizie gęstościowej powodują niewielki wzrost hydrofobowości powierzchni węgla (znmiejszają wartości gammac i delta gammac) lub nie zmieniają wartości tych parametrów. Nieorganiczny chlorek cynku, adsorbując się na powierzchni badanych węgli powoduje zwiększanie wartości gammac i delta gammac. W przypadku najniżej uwęglonego węgla z kopalni ZGE Sobieski-Jaworzno III zmiany właściwości powierzchniowych spowodowane działaniem odczynników są znaczące. W zbiorze ziaren węgla "czystego'" niemal 100% z nich charakteryzuje się wartościami gammac przedziale 30-70 mJ/m2, a gammac = 43,72 mJ/m2 i delta gammac = 7,73 mJ/m2. Po zwilżeniu powierzchiu ziaren olejem napędowym (kolektor apolarny), większość ziaren uzyskuje wartości napięcia powierzchniowego zwilżania w przedziale 30-50 mJ/m2, zaś gammac = 35,56 mJ/m2. Po zwilżeniu ziaren bromoformem i olejem napędowym ponad 80%) tych ziaren wykazuje gammac mniejsze od 30 mJ/m2, a deltac = 29,20 mJ/ m2 i delta gammac= 2,13 mJ/m2. W przypadku węgla z kopalni "Szczygłowice'" niezwilżone ziarna mają wartości napięcia powierzchniowego zwilżania w przedziale 30-70 mJ/m2. Po zwilżeniu ich powierzchni olejem napędowym większość powierzchni ziaren wykazuje wartości tego parametru mniejsze od 30 mJ/m2 i  gammac równe 28,52 mJ/m2. W przypadku tego węgla efekt wynikający ze zwilżania jego powierzchni odczynnikami stosowanymi w analizie gęstościowej i flotacji nie jest znaczący (gammac = 27,46 mJ/m2) lub nie występuje wcale. W przypadku najwyżej zmetamorfizowanego węgla z kopalni "Borynia" nie stwierdzono efektu wynikającego ze zwilżania powierzchni odczyimikami stosowanymi w analizie gęstościowej i flotacji. Odczymiik flotacyjny złożony z oleju napędowego (90%)) i izooktanolu (10%>) wpływa na stan energetyczny powierzchni tiadanych węgli zwilżonych odczynnikami stosowanymi w analizie gęstościowej w sposób podobny jak olej napędowy.

Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne
Dyscypliny: inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka