机械-热复合活化策略构建煤矸石胶凝材料前驱体：一种高值低碳应用策略

本文创新性地采用机械-热复合活化策略，开发了以低阶煤(LRC)为原料的微乳液捕收剂(DAK)。研究通过相图法(PTPD)优化配方，结合分子动力学(MD)模拟揭示了混合共表面活性剂(乙醇/n-戊醇=2:1)对油水界面稳定性的增强机制。当Km值为1.0时，微乳液单相区面积最大，DAK最佳配方为ω(DA(2+5))=66.0%，ω(煤油)=17.0%。该捕收剂用量仅为煤油的2.5%，显著提高了低阶煤浮选效率，为绿色选矿提供了新思路。

　　

Highlight

本研究亮点在于开发了含阴阳离子表面活性剂（DDTAB/AES）的新型微乳液捕收剂(DAK)，通过D-最优混料设计优化配方，并首次采用分子动力学(MD)模拟揭示了混合共表面活性剂对油水界面的稳定机制。

Materials

实验材料选用内蒙古哈尔乌素矿区的弱粘性煤样（粒径<0.5mm），其工业分析和元素分析显示高氧含量（表1）。主要试剂包括十二烷基二甲基苄基溴化铵(DDTAB)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)及三种共表面活性剂（乙醇、正戊醇和仲辛醇）。

Effect of cosurfactant type

研究发现单一共表面活性剂难以获得较大微乳液单相区。当乙醇与正戊醇质量比为2:1（K_m=1.0）时，微乳液单相区面积最大。分子模拟显示：乙醇分布于水相和界面层提高流动性，正戊醇则锚定在界面层起支撑作用，二者协同使油水界面层厚度达到最大。

Conclusion

1）混合共表面活性剂可显著扩大微乳液单相区；

2）优化配方DAK（DA(2+5)66%、煤油17%、水17%）的捕收剂用量仅为传统煤油的2.5%；

3）MD模拟证实乙醇/正戊醇组合能形成最稳定的油水界面结构。