废弃植物油制备环保型捕收剂及其在低阶煤清洁浮选回收中的应用研究

本文推荐：研究者创新性地利用工业级工艺将植物油生产废料转化为环保型浮选捕收剂（GC-MS分析显示其主要成分为烷基甲基酯类含氧烃），通过分子动力学模拟（MD）、X射线光电子能谱（XPS）和原子力显微镜单分子力谱（AFM-SMFS）揭示了其通过增大C-C/C-H结构占比、形成平铺式吸附构象的增效机制。该捕收剂使低阶煤浮选精煤回收率提升至90%以上（较柴油提高20%），灰分显著降低，为废弃油脂资源化与煤炭清洁利用提供了新范式。

　　

Highlight

本研究采用废白土油（WBCO）可持续制备浮选捕收剂。废白土油源自工业植物油脱色工艺（含96.0 wt%脂肪酸甘油酯），经图6所示集成流程处理：原料先经预处理去除杂质，再通过酯交换反应将甘油酯转化为烷基甲基酯。气相色谱-质谱（GC-MS）显示产物以C₁₆-C₁₈烷基甲基酯为主，平均粒径100纳米且分散稳定。

低阶煤浮选性能

植物油脂基捕收剂在三种低阶煤（HQ/SD/YL）浮选动力学实验中表现卓越（图9）。当用量为2500 g/t时，SD煤回收率超80%，HQ/YL煤达90%以上，且精煤灰分较柴油降低15-20%。

作用机制

分子动力学（MD）模拟与X射线光电子能谱（XPS）证实：新型捕收剂使煤表面C-C/C-H结构增加40%，C-O基团减少30%。传统捕收剂形成簇状吸附，而植物油脂基捕收剂呈现平铺式吸附（覆盖面积增大2倍）。原子力显微镜（AFM）单分子力谱显示：-RCH₃探针与煤模型表面粘附力弱，而-RCOOR探针因氢键作用产生显著"跳跃式"强吸附。

Conclusion

(1) 废白土油制备的捕收剂以低毒易降解的烷基甲基酯为主，适用于低阶煤浮选；(2) 该捕收剂通过调控煤表面化学组成与吸附构象，实现"提效降灰"双重目标。