1.3试验方法

1)浮选精煤矿浆的抽滤试验。取16 g干煤样加水至30 mL，搅拌1.5 min后加入质量分数为1%的表面活性剂溶液，加水至80 mL再搅拌3.5 min。搅拌结束后倒入布氏漏斗进行过滤。抽滤压力为-0.1 MPa，脱水过程记录成饼时间，抽滤5 min后试验结束。取滤饼8～10 g置于105℃下烘干2 h，计算滤饼水分。

2)煤样接触角测试。采用JC2000D1型接触角测量仪对煤样与表面活性剂作用前后的接触角进行测试。取适量煤样，以硼酸为基底，压成薄片，使用座滴法测量接触角，并采用五点拟合法计算接触角。每个样品进行5次测量，最终结果取其平均值。

3)煤样表面性质XPS测试。采用ESCALAB 250Xi型X射线光电子能谱仪(XPS)对煤样与表面活性剂作用前后的表面化学官能团性质进行测试。XPS源枪类型为单色化的铝极氧靶，束斑尺寸650 mm，分析室真空度5.0×10-10 Pa，准备室真空度7.0×10-9 Pa。将XPS的图谱进行数据校正，校正基准采用C1s(284.8 eV)谱校正。

4)滤液表面张力测试。采用表面张力仪对表面活性剂添加前后的滤液进行表面张力测试。试验采用环法进行测试，其原理是欲使浸在液面上金属环脱离液面，其所需的最大拉力等于吊环本身质量加上表面张力与被脱离液面周长的乘积，该表面张力仪可根据该原理自动测出表面张力。

2结果与讨论

2.1药剂对滤饼水分及过滤时间的影响

3种表面活性剂对浮选精煤的脱水试验结果如图1和图2所示。

图1表面活性剂用量对滤饼水分的影响

由图1可知，3种表面活性剂对浮选精煤滤饼水分的影响均为：随药剂用量的增加先降低而后有所增加。其中，采用DTAB时，滤饼水分达到最低点时，随药剂用量的进一步增加，滤饼水分增加不明显。3种表面活性剂在助滤效果方面，DTAB的助滤效果最好，在其用量为5 000 g/t时，滤饼水分由不加药时的28.04%降至20.37%，降低了7.67%；其次是SDS，当用量为4 000 g/t时，可使滤饼水分降至21.43%，降低了6.61%；助滤效果最差的是Brij35，在用量为2 000 g/t时就达到了最好的降水效果，水分降至24.10%，仅降低3.94%。

图2表面活性剂种类对成饼时间的影响

过滤过程中，成饼速率与脱水速率成正比，成饼速率越快，过滤时间越短。从图2可以看出，Brij35和SDS两种药剂的成饼时间均随药剂量的增加而增加，Brij35的增加最为迅速，在用量为4 000 g/t时从不添加药剂时的55 s上升至137 s，SDS在达到最佳药剂量之前成饼时间变化并不明显，但在超过最佳药剂量后，成饼时间迅速上升。DTAB能略微减少成饼时间，在最佳用量时成饼时间从不添加药剂时的55 s减少到50 s。

2.2药剂作用对煤样接触角的影响

表面活性剂对煤表面性质的影响，本质是表面活性剂与煤表面之间发生了吸附，这种影响可以通过接触角的变化体现。通过测定煤样与药剂(最佳药剂用量)作用前后接触角的变化来表征药剂对煤样表面亲疏水性的影响。最佳表面活性剂用量时煤样表面接触角的对比如图3所示，3种药剂作用后煤样的接触角均有不同程度的下降，SDS作用后接触角降低最明显，降低了23.5°，DTAB和Brij35作用后接触角降低较少，都只降低了10°。产生这一现象的原因可归结为：表面活性剂具有两亲性质，当亲水基团较多的吸附于煤表面时可提高煤表面疏水性，而当疏水基团较多地吸附于煤表面可提高煤表面的亲水性。选取的煤样为浮选精煤，表面自身疏水性强，与表面活性剂作用时，更容易使表面活性剂的非极性疏水端吸附于煤表面，极性亲水端暴露在外面，从而导致煤样表面亲水性增强，接触角变小。煤样表面亲水性增强，导致煤表面吸附水增多或水化膜变厚，因而，从这种意义上来说，表面活性剂的加入不利于脱水，还可能使滤饼水分增加。然而，图1结果表明添加表面活性剂可以显著降低滤饼水分，其原因将与下节表面张力测试结果结合起来分析。

图3最佳表面活性剂用量时煤样表面接触角的对比