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烷基糖苷类浮选起泡剂的合成与性能研究

作　者: 闫芳
导　师: 聂容春
学　校: 安徽理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 葡萄糖烷基糖苷起泡剂合成工艺浮选
分类号: TD94
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 53次
引　用: 2次
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内容摘要

近几年随着洁净煤技术的蓬勃发展,选煤工业也得到了迅速的发展。选煤厂处理能力的迅速扩张,使得其主要的副产品-细粒煤泥增多,且采煤机械化程度的提高,原煤中煤泥含量显著增加,导致大量煤泥对选煤厂的闭路循环造成威胁。传统药剂浮选细粒难,选煤效果大多较差,出于对环境污染和石油短缺的忧虑,高效、廉价、环境友好的生物基起泡剂正受到广泛的重视,世界各国都在研制利用天然原料合成的浮选药剂代替石化产品生产的浮选药剂。表面活性剂-烷基糖苷的加入可以降低药耗量,提高精煤产率,改善精煤质量,且无毒无害,操作简便,符合当今研制浮选药剂的主要趋势。本文以葡萄糖和天然高级脂肪醇为原料,采用两步法工艺合成烷基糖苷(Alkyl Polyglucoside简称APG)。通过单因素试验确定了最佳反应工艺条件为：采用复合催化剂其与葡萄糖的比0.015：1、醇糖比(5-6)：1、反应时间3.5h、反应温度(118℃),减小葡萄糖粒度且葡萄糖分批加料,二次醇交换后萃取再进行高温蒸馏。对实验合成的APG红外图谱分析可见,1500cm-1—1650cm-1和1200cm-1—1000cm-1附近有C-O-C键的骨架振动峰、C-O键和C-O-C键的伸缩振动峰,其官能团基本符合商品APG。通过GC-MS也分析得出合成APG有十二烷基-α-D-吡喃葡萄糖苷和吡喃半乳糖苷。并检测APG的表面活性、临界胶束浓度、乳化性能、起泡和泡沫稳定性、浊点、硬水稳定性等性能,结果表明APG具有良好起泡剂的一般性质对淮北五沟、海孜、百善、刘二和任楼矿五种不同煤种的原煤分别以杂醇、合成和商品APG类浮选剂为起泡剂进行可比性试验,说明合成的APG类浮选起泡剂的煤种适应性及精煤选择性好。考察了捕收剂和起泡剂作用于百善矿浮选时的最佳用量,以烷基糖苷为起泡剂和柴油为捕收剂采用正交实验通过评价精煤的可燃体回收率,得到最佳组合为矿浆浓度80g/L、起泡剂100g/t,捕收剂1200g/t。图[10]表[36]参[72]

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
Content  11-14
前言  14-15
1 文献综述  15-24
  1.1 烷基糖苷的性质  15-19
    1.1.1 烷基糖苷的结构  15
    1.1.2 烷基糖苷的物理化学性质  15-19
  1.2 烷基糖苷的合成  19-20
  1.3 烷基糖苷的应用  20-21
    1.3.1 洗涤剂  20
    1.3.2 化妆品  20
    1.3.3 食品工业  20
    1.3.4 农业  20-21
    1.3.5 油田和选煤行业  21
    1.3.6 其他工业  21
  1.4 国内外研究现状  21-22
  1.5 浮选起泡剂  22-24
    1.5.1 基本原理  22-23
    1.5.2 起泡剂的现状和发展  23-24
2 实验部分  24-36
  2.1 主要试剂及仪器设备  24-25
    2.1.1 合成实验试剂及仪器  24-25
    2.1.2 浮选实验试剂及仪器  25
  2.2 烷基糖苷的合成  25-28
    2.2.1 反应机理  25-27
    2.2.2 合成反应装置图  27
    2.2.3 实验步骤  27-28
    2.2.4 验证试验  28
  2.3 烷基糖苷的结构分析  28-29
    2.3.1 红外光谱定性检测  28
    2.3.2 APG的GC-MS分析  28-29
  2.4 烷基糖苷的物化性能分析  29-32
    2.4.1 烷基糖苷的表面张力(σ)  29
    2.4.2 临界胶束浓度(CMC值)  29-30
    2.4.3 乳化性能  30
    2.4.4 起泡性能和稳泡性能  30
    2.4.5 浊点的测定  30-31
    2.4.5 硬水稳定性  31-32
  2.5 浮选试验  32-35
    2.5.1 煤质分析  32
    2.5.2 煤样粒度分析  32
    2.5.3 接触角的测定  32-33
    2.5.4 可比性浮选实验  33-35
    2.5.5 正交浮选实验  35
  2.6 本章小节  35-36
3 结果与讨论  36-59
  3.1 两步法合成烷基糖苷的影响因素研究  36-43
    3.1.1 催化剂对反应的影响  36-37
    3.1.2 温度对APG收率的影响  37-38
    3.1.3 时间对APG收率的影响  38-39
    3.1.4 葡萄糖颗粒度  39-40
    3.1.5 醇糖摩尔比  40-41
    3.1.6 加料方式  41
    3.1.7 影响产物色泽因素的研究  41-43
    3.1.8 验证实验结果  43
  3.2 APG的组成和结构分析  43-49
    3.2.1 APG的红外光谱分析  43-45
    3.2.2 APG的GC-MS分析  45-49
  3.3 烷基糖苷物化性能分析结果讨论  49-53
    3.3.1 表面张力和临界胶束浓度  49-51
    3.3.2 泡沫性质  51
    3.3.3 乳化性能  51-52
    3.3.4 浊点  52
    3.3.5 硬水稳定性  52-53
  3.4 浮选试验结果  53-59
    3.4.1 煤质分析结果  53-54
    3.4.2 煤样粒度分析结果  54-55
    3.4.3 接触角的测定结果  55
    3.4.4 可比性浮选试验结果分析  55-57
    3.4.5 正交试验结果分析  57-59
结论  59-60
参考文献  60-65
致谢  65-66
作者简介  66
读研期间公开发表文章  66

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