生成羰基化合物，而羰基化合物的润湿热大于饱和烃，使得含有羰基化合物的煤油更容易吸附于煤表面，增强其疏水性。因此，氧化煤油的接触角较大。表5浮选剂基本性质表在煤油的氧化过程中,一般认为与烃基相连的碳上的氢容易被氧化，主要生成羰基化合物，这是组分比较复杂的混合物，其中高级脂肪酸的含量最多，也含有少量的-COOH、-C-等官能团一次氧化物。氧化煤油酸值得到明显提升。3结语（1）以煤油为原料，采用常压、常温液相催化工艺，工艺流程简单，反应条件温和，可以生产出合格的浮选剂产品；（2）采用高锰酸钾和硫酸作为催化剂进行氧化时，用量分别为600mg/L和10%时，氧化50min氧化效果最好，精煤产率提高10%，可燃体回收率提高13%；（3）通过对氧化煤油的分析，氧化煤油中羰基化合物增多，增强了其捕收活性。因此，采用一定方法将煤油进行改性处理在理论和实践上都是可行的，且具有一定的推广应用价值。参考文献：［1］张瑞英.浅谈降低煤泥浮选药剂消耗的途径［J］.选煤技术,2010，14（3）:40-42.［2］徐初阳，聂荣春，唐明康.高效复合选煤浮选药剂的研究［J］.煤炭科学技术,2003（6）：11-13.［3］吕玉庭，王劲草，吕一波.煤油捕收剂的乳化与浮选［J］.煤炭科学技术,2004（8）：57-59.［4］李亚萍,沈丽娟,陈建中,等.煤炭浮选药剂评述［J］.选煤技术,2006，10（5）:83－88，92.［5］张丽华,张俊江，王斌，等.DF浮选剂的研制［J］.甘肃化工,2003，17（4）:31-33.作者简介：张涛（1987-），内蒙古包头人，教师，硕士，从事矿物加工工程工程专业教学和科研工作.责任编辑：郑万才收稿日期：2014－10－23浮选剂原料煤油氧化煤油接触角/(°)82.29185.143密度/g·mL-10.82320.8326酸值/mg·KOH0.213.96!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!煤炭技术CoalTechnologyVol.34No.06Jun.2015第34卷第06期2015年06月doi:10.13301/j.cnki.ct.2015.06.1010引言我国褐煤资源丰富，据2004年底的统计，已探明的褐煤保有储量达1303亿t，占中国煤炭资源总储量的16.24%。褐煤是煤直接液化的液化用煤之一，深入了解褐煤的化学结构特征，是研究煤加工过程中煤分子的变化及其产物反应关系的基础。长久以来，煤地球化学工作者多以物理或化学方法研究煤大分子结构，并提出了许多大分子结构模型，例如Fuchs模式、Wiser模型等，这为了解煤大分子结构特征做出了一定的贡献。本文在前人研究的基础上，参考利用计算机辅助分子设计技术来研究煤大分子结构特征的文献，深入剖析数据，进一步了解褐煤大分子化学结构特征。本文参考的基础文献所涉及的样品分别是内蒙古五牧场矿区11号煤、神东矿区2-2号煤和北宿矿区煤，且均是利用ACD/CNMRPredictor软件和Materialsstudio4.0软件来构建煤大分子模型和模拟大分子结构模型的微观结构参数。1煤种特征五牧场煤样（WMC）采自内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗五牧场矿区内，神东煤样（SD）褐煤大分子结构模型及静态微观参数特征王威（太原理工大学煤科学与技术教育部及山西省重点实验室，太原030024）摘要：以前人的资料数据为基础，总结利用ACD/CNMRPredictor软件和Materialsstudio软件构建煤大分子结构模型及模拟方法，分析五牧场褐煤、神东褐煤、北宿褐煤的煤大分子结构模型特征，进而分析煤大分子结构模型微观静态参数。关键词：褐煤；大分子结构模型；键级；键长；键能中图分类号：TQ530文献标志码：A文章编号：1008－8725（2015）06－0260－03CharacteristicsofMacromolecularStructureModelanditsStaticMicroParametersforLigniteWANGWei(KeyLaboratoryofCoalScienceandTechnoloty,MinistryofEducationandShanxiProvince,TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Basedonthedataofpublishedpapers,usingACD/CNMRPredictorsoftwareandMaterialsstudiosoftwarebuildscoalmacromolecularstructuremodelandsimulationmethodissummarized.CharacteristicsofmacromolecularstructuremodelanditsstaticmicroparametersofWumuchanglignite,ShendongligniteandBeisuligniteisalsosummarized.Keywords:lignite;macromolecularstructuremodel;bondorder;bondlength;bondenergy260中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

第34卷第06期Vol.34No.06褐煤大分子结构模型及静态微观参数特征———王威采自神东矿区马家塔露天煤矿，兖州煤样采自北宿煤矿，其工业分析及元素分析如表1所示。表1煤样的工业分析与元素分析2构建煤大分子模型的方法利用核磁共振实验得到煤样的13C-NMR图谱，再采用NUTS98软件和Origin软件对煤样的13C-NMR图谱进行分峰拟合，最后根据煤中各种官能团的13C-NMR图谱峰位归属及其含量计算出煤样的煤结构参数，如表2所示。表2煤样的结构参数根据煤样的结构参数，可以计算出芳香族的尺寸，进而计算出煤大分子结构模型的芳环类型及其个数，脂肪碳原子数量。利用ACD/CNMRPredictor软件，对所建的大分子结构模型进行13C-NMR化学位移计算，并与实验图谱进行对比，然后根据对比结果对结构模型进行调整，最终得到计算13C-NMR图谱和实验图谱吻合的模型，如图1～图3所示。图1五牧场煤大分子结构模型图2神东煤大分子结构模型图3兖州煤大分子结构模型3褐煤大分子化学结构模型特征3.1芳香结构单元从3个褐煤结构模型可以看出，芳香结构单元主要以苯和萘为主，其次是蒽，再次是菲，如图4所示。芳香结构单元连接方式为邻位亚甲基、醚键、氢化芳环的形式连接，但由于煤的成分不同、成因不同，导致不同煤以不同的链接方式为主。图4样品芳香结构单元的类型百分比直方图3.2脂肪结构单元从3个褐煤结构模型可以看出，脂肪结构单元主要以脂肪侧链和氢化芳环的形式存在。脂肪侧链包括甲基侧链、乙基侧链和丙基侧链；氢化芳环主要由亚甲基、次甲基组成，季碳的含量较少。3.3含氧官能团从3个褐煤结构模型可以看出，含氧官能团以酚羟基、羰基、羧基和醚的形式存在，且五牧场煤和神东煤主要以酚羟基、醚的形式存在，兖州煤以羰基的形式存在，如图5所示。图5样品含氧官能团的类型百分比直方图4褐煤大分子化学结构模型键参数特征大分子结构模型键参数的计算，选择的是Materialsstudio软件中的Forcite模块，进行分子力学及分子动力学模拟计算，得到能量最小化几何构象及其势能组成。进而选择VAMP模块进行结构模型微观静态参数的计算，得到各原子之间的键级、键长等键参数。煤大分子结构的键级参数可以确定煤结构中相邻碳原子之间成键强度。从大分子结构模型键级参数可以看出，褐煤大分子结构中芳香碳-碳键的键级要大于烷基碳-碳键的键级。相同的原子组成的的共价键，其键长越短，键能就越大，形成的共价键就越牢固。从煤大分子结构模型中碳-碳键长参数显示，芳香结构单元内碳碳键（Car-Car）的键长＜芳香结构单元之间形成的芳香碳-碳桥键的键长＜烷基碳-碳键（Cal-Cal）的键长。由含氧官能团键级和键长参数显示，碳氧键的稳定性为醚键<酚羟基<羰基的碳氧双键，且脂肪族中的醚键键级最小，键长最长。由文献中烷基碳-碳键表格可以看出，交联程度比较高的地方、未与芳香结构单元连接的烷基碳(Cal-Cal)键能较弱，且越临近氧原子的烷基碳键能样品WMCSDYZ反射率/%0.460.510.62Mad5.149.771.92Aad16.1517.7014.32Vdaf33.1541.1746.23C77.7977.9380.17H4.484.715.61O16.0216.188.12N1.281.001.43S0.430.184.68工业分析w/%元素分析wdaf/%fa0.660.710.74fac0.090.060.10fa′0.560.650.64faN0.390.230.19faH0.180.420.45faP0.110.030.08faS0.160.110.05faB0.120.090.06fal0.330.290.26fal*0.090.050.11falH0.240.220.12falO0.000.030.03样品WMCSDYZCH3CH3OHH3CCH3SOH3CCH3NOCH3OCH3CH3CH3CH3CH3H3COOHSCH3OOOHOHOCH3CH3OCH3CH3CH3SOOOHOH3CH3CH3CSHOSHNNCH3NHCH3OHHOHOHOCH3OHNH3COHH3COOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOONOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHHOOHH3CH3CCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3OHCH3CH3NCH3WMCSDYZ苯奈蒽菲0.80.70.60.50.40.30.20.10WMCSDYZ酚羟基羰基羰基醚0.60.50.40.30.20.10261中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

越小；同时，脂肪侧链越长，烷基碳-碳键键长越长，烷基碳-碳键的键能越弱。与芳香结构单元连接的烷基碳(Car-Cal)键能由小到大依次是芳接次甲基键、芳接亚甲基键、芳甲基键；这与LeiShi的键能参数结果不谋而合，如图6所示。图6键能参数/kJ·mol－15结语（1）褐煤大分子结构模型芳香结构单元主要以苯和萘为主，蒽、菲为辅；（2）芳香碳-碳键键长＜芳香碳-烷基碳键长＜烷基碳-碳键键长；（3）脂肪结构单元主要以脂肪侧链和氢化芳环的形式存在，且脂肪侧链较长的地方、交联程度高的地方烷基碳-碳键的键能越弱；（4）含氧官能团中，醚键键能较弱，且越临近氧原子的烷基碳键能越小。参考文献：［1］谢崇禹.煤液化用煤种的选择研究［J］.当代化工，2007，36(1):65-66，111.［2］王三跃，曾凡桂，田承圣，等.分子模拟在煤大分子结构演化研究中的应用及进展［J］.太原理工大学学报，2004，35(5):541-544.［3］王宝俊，张玉贵，谢克昌.量子化学计算在煤的结构与反应性研究中的应用［J］.化工学报，2003（4）：477－488.［4］张莉,曾凡桂,相建华.内蒙五牧场矿区11＃煤层原煤大分子结构特征及其形成机制［J］.燃料化学学报，2013，41(11):1294-1302.［5］张莉.五牧场11号煤结构模型构建及其超分子特征［D］.太原:太原理工大学，2013.［6］贾建波,曾凡桂，孙蓓蕾.神东2～（-2）煤镜质组大分子结构模型-（13）C-NMR谱的构建与修正［J］.燃料化学学报，2011，39(9):652-657.［7］贾建波.神东煤镜质组结构模型的构建及其热解甲烷生成机理的分子模拟［D］.太原:太原理工大学，2010.［8］相建华,曾凡桂,李彬,等.成庄无烟煤大分子结构模型及其分子模拟［J］.燃料化学学报，2013，41(4):391-399.［9］王丽，张蓬洲，郑敏.用固体核磁共振和电子能谱研究我国高硫煤的结构［J］.燃料化学学报，1996，24(6):539-543.作者简介：王威（1989－），内蒙古丰镇人，硕士，研究方向:煤地球化学，电子信箱：1041822953@qq.com.责任编辑：郑万才收稿日期：2014－12－14煤炭技术CoalTechnologyVol.34No.06Jun.2015第34卷第06期2015年06月!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!doi:10.13301/j.cnki.ct.2015.06.1020引言浮选是目前煤炭分选最有效、最实用的方法之一。浮选是根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，将精煤分离出来的方法。浮选药剂是影响煤泥浮选效果的重要因素，浮选药剂主要包括捕收剂和起泡剂。选煤厂常规捕收剂主要采用柴油、煤油等，这些药剂对煤泥捕收效果差，且药剂成本过高。目前新型捕收剂一般添加少量表面活性剂，其作用主要是提高煤粒表面的疏水性及煤粒与气泡的固着程度，改善煤泥浮选效果；起泡剂的主要作用是降低气-液界面张力，促使空气在煤浆中形成大量气泡，增加气泡稳定性，保证气泡上升并形成泡沫层。为了改善和强化煤泥浮选过程，急需寻求改善浮选性能、减少药剂用量和降低浮选成本的高效浮选药剂。据此，开发了YF系列新型浮选捕收剂YF-1与YF-2，YF-1以阴离子表面活性剂为主，同时加入少量柴油及大新型YF系列浮选药剂实验研究姚乐（辽宁石油化工大学工程训练中心，辽宁抚顺113001）摘要：为提高煤泥浮选效果，节省药剂用量，以柴油作为参比浮选药剂，采用开发的2种新型YF系列浮选药剂YF-1、YF-2对山西煤样进行浮选试验研究，探讨了不同浮选药剂的最优浮选参数组合，并对其浮选作用机理进行分析。关键词：浮选；煤泥；精煤产率；精煤灰分；捕收剂中图分类号：TD94文献标志码：A文章编号：1008－8725（2015）06－0262－03ResearchonNewYFSeriesFlotationReagentYAOLe（EngineeringTrainingCenter,LiaoningShihuaUniversity,Fushun113001,China)Abstract:Inordertoimproveflotationeffectandsavereagentdosage,flotationexperimentsforshanxicoalwascarriedoutbydieseloil,YF-1andYF-2,superiorflotationparametercombinationsandflotationmechanismofwhichwereresearched.Keywords:flotation;slime;cleancoalrecovery;cleancoalash;collectorCH3CH3CH2-CH3CH2CHEnergy(kJ/mol)434.3426.8419.2378.2361.1Car-CalCal-CalCal-CalO100Car-CalO200300400500262中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net