王會(huì)楊帥強(qiáng)

一、引言

選煤廠煤泥來(lái)源于兩方面：一是入選原煤，即在開采、運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的原生煤泥；二是在選煤過程中，由于各種破碎作用產(chǎn)生的一些次生煤泥。采用重力選煤法，煤泥不能得到有效精選。如果這部分?jǐn)?shù)量相當(dāng)可觀的煤泥能有效地精選回收與利用，那么對(duì)有效利用能源、保護(hù)環(huán)境都是非常重要的。浮選，是目前公認(rèn)的用于細(xì)粒煤泥脫硫降灰經(jīng)濟(jì)、有效的分選技術(shù)和方法之一，也是選煤廠取得最佳經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的有效技術(shù)途徑。影響煤高效浮選的因素很多，主要有浮選原料煤、浮選藥劑及藥劑制度、浮選設(shè)備、浮選流程等。本文主要對(duì)浮選的基本原理及影響煤泥高效浮選的因素進(jìn)行探討。

二、浮選的基本原理及浮選工藝

浮選過程就是將一定濃度的煤漿與定量的浮選藥劑在攪拌桶中進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，然后進(jìn)入浮選機(jī)，由于浮選機(jī)攪拌、充氣，在煤漿中形成大量氣泡，疏水的煤粒與氣泡碰撞并黏附在氣泡上，上浮至礦漿液面，形成礦化泡沫層，由刮泡器刮出為精煤；不能黏附到氣泡上的矸石則留在水中，作為尾煤排出機(jī)體，從而達(dá)到分選的目的。

浮選是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)和流體力學(xué)的過程，在這個(gè)過程中起主導(dǎo)作用的是煤和矸石表面潤(rùn)濕性的差異。煤和矸石的表面潤(rùn)濕性之所以有差別主要是因?yàn)槊汉晚肥砻娴慕Y(jié)構(gòu)不同，煤主要由有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)質(zhì)兩部分組成，煤表面以非極性疏水表面為主，又存在不同程度的極性表面，煤的非極性表面對(duì)水分子的吸附力小于水分子之間的內(nèi)聚力，固水滴在煤表面不易展開，潤(rùn)濕程度較小，疏水性較強(qiáng)，因此煤粒與水中的氣泡碰撞接觸時(shí)，氣泡容易克服水化層的阻擋，并排開水化層與煤粒表面黏附在一起。而矸石表面呈極性，水滴在矸石表面能迅速地展開，表明矸石表明親水性強(qiáng)。

目前應(yīng)用最廣泛的浮選工藝是泡沫浮選法，向煤泥中加入各種浮選藥劑并攪拌調(diào)和，使之與煤泥細(xì)粒作用，以擴(kuò)大不同煤泥顆粒間的可浮性差別。調(diào)好的礦漿送入浮選槽，攪拌充氣。礦漿中的礦粒與氣泡接觸、碰撞，可浮性好的煤泥選擇性地黏附于氣泡并攜帶上升成為氣—液—固三相組成的礦化泡沫層，經(jīng)機(jī)械刮取或從礦漿面溢出，再脫水、干燥成精煤產(chǎn)品。不能浮起的礦物隨礦漿從浮選槽底部作為尾礦產(chǎn)品排出。

三、影響煤泥高效浮選的主要因素分析

1.浮選原料煤

煤泥浮選原料由粒度粗細(xì)不等、密度大小不同的煤和矸石及連生體組成，其可浮性與煤化程度、煤巖成分、氧化程度以及礦物質(zhì)的浸染等有關(guān)。研究表明：相同工藝條件下，中等煤化程度的煤（焦煤、肥煤、瘦煤）的可浮性最好，年輕的和年老的煤浮選效果很差；同一種煤，由于煤巖成分的不同，可浮性不同，鏡煤的可浮性最好，絲炭最差，亮煤和暗煤居中。煤被氧化后，煤表面親水性增加，可浮性變差，因此煤泥氧化程度越大對(duì)浮選越不利。

另外，的可浮性與煤泥的粒度有關(guān)。煤泥粒度要求為0.5mm以下。煤泥的最佳浮選粒級(jí)是在0.074—0.25mm，而對(duì)于0.25—2mm的粗粒煤泥，由于其粒度大，可浮性不好，在浮選過程中不能有效分選［１］，造成精煤損失，因此有效分選出粗粒煤泥的精煤非常關(guān)鍵。推薦對(duì)煤泥粒度進(jìn)行小篩分實(shí)驗(yàn)，在0.25—0.5ram比重較大且灰分偏高的情況下，推薦采用TBS分選粗粒煤泥，有效回收粗煤泥，解決“跑粗”，同時(shí)，對(duì)于＜0.25ram的細(xì)粒級(jí)，可采用對(duì)其有效地浮選柱分選，達(dá)到提高浮選精煤產(chǎn)率的目的［２］。

2.浮選藥劑及藥劑制度

煤泥浮選只靠煤和矸石表明的自然差別是不夠的，為了擴(kuò)大煤和矸石表面性質(zhì)的差異，必須向礦漿中加入一定量的浮選藥劑，以增強(qiáng)煤粒表明的疏水性。浮選藥劑主要由起泡劑、捕收劑、抑制劑、調(diào)整劑四部分組成。煤泥浮選中，一般采用煤油、輕柴油做捕收劑，仲辛醇作起泡劑，石灰或碳酸鈉做抑制劑，水玻璃、醇做調(diào)整劑。不同的浮選藥劑對(duì)煤泥的浮選效果不同，要根據(jù)煤泥的性質(zhì)，選用不同的浮選藥劑，做浮選對(duì)比試驗(yàn)。在滿足用戶要求的情況下，應(yīng)選擇性能價(jià)格比最優(yōu)的藥劑。

藥劑制度主要指藥劑的種類和用量，加藥方式和加藥點(diǎn)，以及藥劑的乳化，等等。藥劑用量要適量，過量的藥劑不僅造成浪費(fèi)，而且使精煤質(zhì)量降低，如果浮選藥劑量不足，就會(huì)使浮選速度和精煤回收率降低。適宜的用藥量要根據(jù)浮選原料性質(zhì)、藥劑性質(zhì)和加藥方式等通過實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。加藥方式有一次添加和分次添加兩種。一次添加是將藥劑添加到攪拌桶中，這樣可以提高浮選速度，操作方便，但選擇性差。藥劑性質(zhì)不活潑、不易失效和不易分散，當(dāng)煤漿中細(xì)泥較少時(shí)，可采用一次加藥。分次加藥可使浮選機(jī)各槽中煤漿的藥劑濃度比較均勻，有利于提高選擇性和降低用藥量，但分次加藥量和加藥點(diǎn)也應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定。

3.浮選流程

合理的浮選流程是保證獲得理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的首要條件，常見的浮選工藝流程有下列四種。

（1）一次浮選流程

一次浮選流程是煤泥經(jīng)浮選分成精煤（泡沫）和尾煤兩種產(chǎn)品最簡(jiǎn)單的流程。該流程的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)操作方便，處理量大。適合于低灰易選煤泥對(duì)精煤質(zhì)量要求不太高的較難選煤。

（2）中煤再選流程

圖2所示為中煤再選流程，該流程前四室的產(chǎn)品為最終精煤產(chǎn)品，后兩室的泡沫產(chǎn)品為中煤，返回到第二室再選，末一室排出的最后為尾煤。該流程的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于中煤再選，精煤、尾煤質(zhì)量指標(biāo)容易保證，適用于細(xì)粒含量多的較難選煤，但只有當(dāng)中煤基本上不以連生體形式存在時(shí)，再選才有效。

（3）精煤再選流程

該流程如圖3所示，該流程可以全部精煤再選也可部分精煤再選，該流程的特點(diǎn)是流程復(fù)雜，適用于難選煤或?qū)嘿|(zhì)量要求比較高的浮煤。

（4）三產(chǎn)品流程

上述幾種浮選產(chǎn)品流程都是選出最終產(chǎn)品，這對(duì)要求出低灰精煤、高灰尾煤，往往不容易保證，而三產(chǎn)品流程就可以實(shí)現(xiàn)，如圖4，因此它適合含連生體多而精煤灰分有要求比較低的難選煤。該流程的缺點(diǎn)是要多設(shè)中煤過濾系統(tǒng)。

四、結(jié)語(yǔ)

在煤泥浮選工藝設(shè)計(jì)中，原煤性質(zhì)是最先應(yīng)考慮的影響因素，還有浮選工藝的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，也要對(duì)浮選藥劑及藥劑制度、浮選設(shè)備、浮選流程等進(jìn)行分析探究，以上因素應(yīng)協(xié)調(diào)考慮，這對(duì)實(shí)現(xiàn)煤泥高效、經(jīng)濟(jì)浮選具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］李普迎，沈麗娟，于偉.淺析粗煤泥分選［0L］.中國(guó)科技論文在線，［009—11-05］，http：//www.paper.educn/indexphp/default/releasepaper/content/20091l-150.

［2］孫青，謝華煤泥高效浮選技術(shù)研究［J］.煤礦現(xiàn)代化，2011，（6）:41-43.