Effect of surface oxidation in air and water on hydrophobicity and floatability of a bituminous coal

Fresh bituminous coal was stored in air-/water-oxidation conditions after 20 and 80 days, respectively. FTIR results show that the Hydrophilicity Index (HI) value of air-oxidized coal is higher than that of water--oxidized coal. SEM results show that the surface roughness of water-oxidized coal is higher than that of air-oxidized coal and water-oxidized coal surface has more holes and chips than air-oxidized coal surface. Flotation results show that the floatability of water-oxidized coal is worse than that of air-oxidized coal. The flotation performance of both air-/water-oxidized coals can be improved at larger collector dosages. The air-oxidation processes changed the HI value of coal greater than the water-oxidation processes while the water-oxidation processes changed the surface morphology of coal greater than the air-oxidation processes. Both the changes in HI value and surface roughness of coal determine the flotation behavior of oxidized coal. The changes in the surface morphology of coal particles after oxidation processes may be the primary factor determining the floatability of coal particles while the changes in the HI value of coal particles may be the inferior factor.

Świeży węgiel bitumiczny przechowywano w warunkach sprzyjających procesom utleniania, w obec-ności wody i powietrza, odpowiednio przez 20 i 80 dni. Badania metodą spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera (FTIR) wykazały że wskaźnik hydrofilności (HI) węgla podlegającego utlenianiu w obecności powietrza jest wyższy niż w przypadku węgla poddanego oddziaływaniu wody. Wyniki badań z użyciem mikroskopu elektronowego wykazują, że powierzchnia węgla który uległ utlenieniu pod wpływem powietrza i wody wykazuje większą ilość nierówności i szczelin niż powierzchnia węgla poddanego oddziaływaniu powietrza. Badania procesu flotacji wskazały, że flotacyjność węgla podle-gającego utlenianiu pod wpływem wody jest wyższa niż w przypadku węgla poddanego oddziaływaniu powietrza. W przypadku obydwu węgli poddawanych oddziaływaniu powietrza i wody, ich flotacyjność można poprawić poprzez zwiększenie dozowania w dużych kolektorach. Procesy utleniania w obecności powietrza prowadzą do zmiany wskaźnika HI węgla w większym stopniu niż ma to miejsce w przypadku węgla poddanego działaniu wody; z kolei utlenianie w obecności wody w znacznie większym stopniu wpływa na strukturę powierzchni węgla. Zarówno zmiany wartości wskaźnika HI jak i nierówności po-wierzchni w dużej mierze określają zachowanie węgla w trakcie procesu flotacji. Zmiany w strukturze powierzchni cząstek węgla po procesie utleniania mogą okazać się być głównym czynnikiem decydującym o zachowaniu węgla w trakcie procesu flotacji; z kolei wydaje sięże zmiany wartości wskaźnika HI dla cząsteczek węgla mają znaczenie drugorzędne.