3结果与讨论

3.1煤的湿润性

图1为本实验所选煤样的接触角测试结果图，由图可以看出，煤样的接触角为74.2°，相较于其他类型的煤（接触角为20.55°，22.34°，34.23°和29.75°），其接触角明显偏大，具有较强的疏水性。

图1煤样的接触角测试结果图

表1为煤样的工业分析结果，其水分为1.97%.根据XU等的研究结论，煤尘的水分越大，湿润性越好，其实验所用煤样的水分分别为1.44，1.84，1.28，3.71，1.42，5.83，5.52，6.17.与之相较，所选煤样水分小于2%，为低水分煤样，湿润性较差。

表1煤样的工业分析

3.2不同表面活性剂溶液的湿润性

如图2所示，4种溶液随着浓度的增加，表面张力逐渐趋于稳定。十二烷基磺酸钠溶液质量分数大于0.20%时，溶液表面张力趋于稳定。表面张力最小时，溶液质量分数为0.30%.十二烷基硫酸钠（SDS）溶液质量分数大于0.05%时，溶液表面张力趋于稳定。表面张力最小时，溶液质量分数为0.15%.十二烷基苯磺酸钠（SDBS）质量分数大于0.15%时，溶液表面张力趋于稳定。表面张力最小时，溶液质量分数为0.30%.尘克C&C溶液质量分数大于0.05%时，溶液表面张力趋于稳定。表面张力最小时，溶液质量分数为0.10%.由图可以看出，相较于十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和十二烷基磺酸钠，十二烷基硫酸钠（SDS）和尘克C&C可以较大程度地降低溶液的表面张力，提高溶液对低水分无烟煤颗粒的湿润性。同时，考虑到尘克C&C溶液具有无腐蚀、无污染、可生物降解、不造成二次污染的特性，最终选择质量分数0.10%尘克C&C溶液作为最优表面活性溶液。

图2不同溶剂溶液的表面张力

3.3溶液表面张力随磁化强度的变化

如图3所示，磁化5 min后的矿井静压水和质量分数0.10%尘克C&C溶液表面张力会降低，最大降低幅度分别为7.28%和7.54%.最佳磁场强度均为300 mT.

图3不同磁化强度条件下矿井静压水与质量分数0.10%尘克C&C溶液的表面张力

无论矿井静压水还是质量分数0.10%尘克C&C溶液，随着磁场强度的增加，其溶液表面张力先减小后增大。这是因为磁场的施加可使溶液发生三方面的变化，分别是：①磁场可破碎水分子簇，使之成为许多小分子体，从而减弱其表面张力。②磁场可使溶液分子之间的氢键断裂，使得溶液具有更强的极性，更容易与煤表面的悬键结合，从而湿润煤体。③适当的磁场会使得溶液表面的亲水基团更加致密，从而增强溶液的湿润性。磁场强度的增加，使得这三方面的影响逐渐增大，表现为溶液的表面张力逐渐减小。然而，过度的磁化可使溶液表面的亲水基团脱落，使得溶液湿润性变差，表现为过度磁化后溶液表面张力逐渐增加。

由图3可知，质量分数0.10%尘克C&C溶液的表面张力为33.2 mN/m.加入质量分数0.10%尘克C&C试剂，使得溶液表面张力由59.1 mN/m下降到33.2 mN/m，下降幅度为43.82%.磁化强度为300 mT，磁化5 min的矿井静压水的表面张力为54.8 mN/m.最佳磁化强度下，矿井静压水的表面张力由59.1 mN/m下降到54.8 mN/m，下降幅度为7.28%.由此可知，与试剂对溶液湿润性的提升效果相比，磁化作用对溶液湿润性的提升较小。

3.4溶液表面张力随磁化时间的变化

确定最优磁化时间，对磁化装置设计及经过磁化装置时的流量参数控制很重要。如图4（a）所示，在300 mT的磁化强度下，磁化时间超过60 s时，矿井静压水和质量分数0.10%尘克C&C溶液表面张力逐渐趋于稳定。磁化强度为300 mT，磁化时间60 s时，矿井静压水和质量分数0.10%尘克C&C溶液表面张力最小，分别为52.0，31.5 mN/m.

图4不同磁化时间下矿井静压水与质量分数0.10%尘克C&C溶液的表面张力

为了确定最优磁化时间，分别测定了磁场强度为300 mT，磁化时间为30，40，50，60，70，80，90 s时的溶液表面张力。由图4（b）可以看出，磁化时间在30——90 s范围内，矿井静压水的表面张力波动性变化，磁化时间为60 s时，矿井静压水的表面张力最小。而质量分数0.10%尘克C&C溶液的表面张力在50 s时有一个明显的拐点，之后表面张力趋于稳定。拐点处，质量分数0.10%尘克C&C溶液表面张力最小。磁场强度为300 mT，质量分数0.10%的尘克C&C溶液的最佳磁化时间为50 s.

表面张力仪应用：研究活性磁化水对无烟煤尘的湿润作用（一）

表面张力仪应用：研究活性磁化水对无烟煤尘的湿润作用（二）

表面张力仪应用：研究活性磁化水对无烟煤尘的湿润作用（三）