孔隙结构对低阶煤润湿性影响的分子模拟

摘要：

为在分子水平上揭示低阶煤孔隙结构对其润湿性的影响,通过对具有不同孔隙结构的低阶煤模型进行巨正则蒙特卡洛运算探究了水分子在孔隙中的吸附特点,并对上述过程得到的最稳定的低阶煤-水构型进行分子动力学模拟研究了孔隙水的微观特性.结果表明:水分子以团簇形式吸附聚集于低阶煤孔隙中,团簇尺寸随孔隙率变小而减小;同一孔隙模型对水分子的吸附是等价的,不存在吸附差异明显的吸附区域;吸附过程符合二级动力学方程,且能用Langmuir等温吸附模型更好地描述.与体相水相比,孔隙水的扩散能力明显减弱;孔隙水中H和O的排列情况没有发生变化,但排列有序性增强,孔径越小,排列越紧密;水分子与低阶煤的相互作用强度随孔隙率变小而减弱,但单个水分子与低阶煤的相互作用强度则相反.同等孔隙率下,含氧比例低的模型对水分子的吸附强度减弱.研究结果给出了低阶煤孔隙吸附水分子的微观机理,解释了孔隙润湿效应弱化途径的原理,为低阶煤浮选中孔隙润湿效应弱化方法的选择提供了理论依据.

关键词：低阶煤、孔隙结构、润湿性、巨正则蒙特卡洛、分子动力学模拟

所属期刊栏目：51

分类号：TD94(选矿)

资助基金：国家自然科学基金21878211

在线出版日期：2023-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1117-1127,1192