杜高仕

摘 要：現(xiàn)代社會(huì)多種機(jī)械設(shè)備的啟動(dòng)運(yùn)行需要使用煤炭，而煤炭礦資源屬于不可再生資源，因此，對(duì)其進(jìn)行充分的采集和利用能夠提高其使用效率。浮游選煤是通過(guò)精煤和矸石表面性質(zhì)存在的差異對(duì)其進(jìn)行區(qū)分，從而最大限度選出精煤的一種有效回收細(xì)粒煤的方法。文章通過(guò)分析在浮游選煤過(guò)程中抑制劑的應(yīng)用和作用機(jī)理，旨在利用抑制劑使浮游選煤能夠更大程度和更高效率的減少煤矸石出現(xiàn)，從而提高細(xì)粒煤回收率。

關(guān)鍵詞：浮游選煤；抑制劑；應(yīng)用機(jī)理；作用機(jī)理

中圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：TD94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）32-0173-02

煤礦從開(kāi)采到使用需要多道工序支持，且在完成多個(gè)環(huán)節(jié)施工之后才能最后投入使用，浮游選煤技術(shù)則是這一過(guò)程中非常重要的一個(gè)工序，這一工序完成質(zhì)量是否符合社會(huì)需求的標(biāo)準(zhǔn)直接決定最后投入市場(chǎng)的煤質(zhì)量是否能夠很好的滿足人們的需求。浮游選煤主要是按照當(dāng)原煤放到水里時(shí)精煤和矸石會(huì)具有不同的親水性，從而分離出精煤部分，最后很好的進(jìn)行細(xì)粒煤的回收來(lái)完成整個(gè)工作。目前，浮游選煤技術(shù)仍存在一些缺陷，主要是其灰分遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)重選精煤，因此，如何降低其灰分，提高精煤質(zhì)量，減少矸石對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境有重要現(xiàn)實(shí)意義。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，抑制劑在浮游選煤技術(shù)中的應(yīng)用機(jī)理分析資料非常少，多數(shù)研究方向?yàn)槊旱V的脫硫環(huán)節(jié)。本文主要探討浮游選煤技術(shù)添加抑制劑應(yīng)用機(jī)理問(wèn)題，探究如何能夠更好地降低煤礦中的灰分比例。

1 浮游選煤主要原理

浮游選煤雖然最基本的工作原理是通過(guò)精煤和矸石親水性不同而分離精煤，但倘若僅依靠不同的親水性就想完成浮游選煤將無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)需求。因此，在進(jìn)行浮游選煤時(shí)還需要加入一些必要的輔助劑，比如，為了能夠更快的使矸石的親水性和煤塊的疏水性顯示出來(lái)，可以在實(shí)驗(yàn)中加入柴油等捕收劑。但是由于當(dāng)煤塊放到水中時(shí)由于其密度原因造成其無(wú)法浮到水面，因此在進(jìn)行浮游選煤時(shí)還需加入能夠產(chǎn)生氣泡的起泡劑，這些起泡劑能夠在清水中通過(guò)攪拌時(shí)產(chǎn)生大量的氣泡，從而能夠?qū)⒚簭乃型衅?，完成浮游選煤全部工序。具體的浮游選煤流程為：將煤泥放到攪拌桶中，之后再加入適量的捕收劑以及起泡劑，然后開(kāi)始由慢轉(zhuǎn)快的方式進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后才開(kāi)始倒入浮選機(jī)內(nèi)準(zhǔn)備選煤。在浮選機(jī)內(nèi)還需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間快速的攪拌，在不斷的攪拌過(guò)程中才能夠產(chǎn)生大量的氣泡，從而能將煤粒托起浮到水面，且這些煤粒能夠快速的黏在氣泡上并快速的浮到水面，當(dāng)煤粒隨著起泡氣泡浮出礦漿液面時(shí)，由刮泡器將礦化泡沫刮出，從而完成選煤作業(yè)。在該過(guò)程中，由于矸石親水性比較強(qiáng)，不會(huì)像煤粒一樣粘附在氣泡上，只會(huì)一直沉在水底，所以就能夠比較容易的就將煤粒和矸石分開(kāi)。

2 研究抑制劑應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

①試驗(yàn)煤樣選擇。實(shí)驗(yàn)所需要的煤樣按照國(guó)家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行選擇，一般選擇已經(jīng)經(jīng)過(guò)破碎和篩分的原煤，即三分之一的焦煤。之后煤樣進(jìn)行進(jìn)一步的處理，直到滿足實(shí)驗(yàn)室需要的-0.5 mm煤樣，然后將該煤樣進(jìn)行保存，期間不能夠隨意去觸碰或加入其他東西。

②實(shí)驗(yàn)浮選方法選擇。實(shí)驗(yàn)浮選方法選擇需要依據(jù)國(guó)家相關(guān)的浮游選煤規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)選擇，主要有：是否添加抑制劑實(shí)驗(yàn)、可比性浮選、分步釋放這三種試驗(yàn)方式以及實(shí)踐實(shí)驗(yàn)。它的試驗(yàn)內(nèi)容是對(duì)選煤結(jié)果進(jìn)行分析處理和計(jì)算，將這些結(jié)果進(jìn)行誤差對(duì)比分析，從而得出抑制劑應(yīng)用結(jié)果。

③樣品分析。首先選擇由柴油、礦漿濃度和仲辛醇組成的抑制劑，羧甲基纖維素。再通過(guò)以上三種實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行分析，分析內(nèi)容為尾煤、精煤、羧甲基纖維素以及尾煤、精煤、黏在吸附羧甲基纖維素后性能變化的分析。通過(guò)對(duì)比吸附前和吸附后尾煤、精煤以及羧甲基纖維素的變化，能夠得出羧甲基纖維素在浮游選煤中的吸附機(jī)理。

2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

以下實(shí)驗(yàn)均是使用相同的煤樣，即將原煤破碎和篩分后的三分之一焦煤（參照GB474-1996）。主要是因?yàn)榻姑菏且环N中等以及低揮發(fā)分的煙煤，煤化度比較高，且結(jié)焦性比較好。

2.2.1 分步釋放實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)通過(guò)利用高濃度的柴油、礦漿以及仲辛醇進(jìn)行試驗(yàn)分析不同產(chǎn)率會(huì)出現(xiàn)的不同灰分，從而得出該實(shí)驗(yàn)是否能夠降低精煤的灰分比。

從表1能夠看出，灰分隨著產(chǎn)率增加而增加且精煤的灰分比在試驗(yàn)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)低于10%的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，因此同樣需要在浮游選煤中加入抑制劑從而降低灰分。目前是通過(guò)進(jìn)行多次分步釋放達(dá)到精煤低灰分的目的。

2.2.2 可比性浮選試驗(yàn)結(jié)果分析

觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果表2顯示，精煤的灰分比比較高，達(dá)到15.3%，如果不進(jìn)行降低煤灰分將會(huì)造細(xì)粒煤的大量損失，因此進(jìn)行在浮游選煤中加入抑制劑從而降低灰分非常必要。

2.2.3 一次添加抑制劑種類(lèi)與用量的試驗(yàn)。

從表3可以看出，當(dāng)羧甲基纖維素為0 mg也就是在浮游選煤中沒(méi)有添加抑制劑的時(shí)候，精煤的灰分比還是很高，仍沒(méi)有降到10%以下，在不斷的增加羧甲基纖維素劑量后灰分比不斷減少，當(dāng)劑量為45 mg時(shí)降低到9.79%。也就是說(shuō)，只要通過(guò)控制羧甲基纖維素用量，就能夠起到降低精煤灰分的目的，但是羧甲基纖維素劑量要有所控制，一般在30 g/t這個(gè)范圍之內(nèi)降低幅度比較大，效果比較好。

2.2.4 實(shí)踐實(shí)驗(yàn)分析

為了能夠更加確定羧甲基纖維素抑制劑對(duì)降低精煤灰分的有效性，還需進(jìn)行實(shí)踐實(shí)驗(yàn)，對(duì)加入抑制劑和不加入抑制劑的實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。

從表4中可以看到，加入抑制劑羧甲基纖維素和不加入抑制劑羧甲基纖維素有明顯的區(qū)別，精煤中加入抑制劑后，其灰分明顯降低，且降低幅度比較大。但是不足的是，灰分比下降也帶動(dòng)產(chǎn)率降低。但是通過(guò)以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抑制劑羧甲基纖維素對(duì)精煤的灰分有非常明顯的影響，且灰分比和產(chǎn)率成正比，因此，只要在浮游選煤中加入適量的抑制劑能夠達(dá)到降低精煤灰分的目的。

3 抑制劑抑制機(jī)理分析

通過(guò)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)分析沒(méi)有添加抑制劑和添加抑制劑的浮選精煤存在異同點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，浮選精煤在加入抑制劑羧甲基纖維素后不會(huì)出現(xiàn)新的官能團(tuán)，也就是說(shuō)這兩種物質(zhì)放在一起不會(huì)相互吸附。同時(shí)，分析尾煤和抑制劑羧甲基纖維素時(shí)也發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)物質(zhì)也不會(huì)出現(xiàn)新的官能團(tuán)，也就是說(shuō)這兩種物質(zhì)之間也不會(huì)相互吸附。但是尾煤的吸收峰和吸附強(qiáng)度在吸附之前和吸附之后都會(huì)有所變化。因此，我們可以得出，羧甲基纖維素對(duì)煤矸石起到抑制效果，通過(guò)纖維素內(nèi)部的羥基和水產(chǎn)生物理反應(yīng)之后形成氫鍵，從而加強(qiáng)煤矸石的親水性質(zhì)，而精煤親水性質(zhì)保持不變，所以就會(huì)造成兩種物質(zhì)之間親水性差異的不斷擴(kuò)大，因此就能夠更好的區(qū)分出精煤，有助于實(shí)現(xiàn)浮游選煤。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)以上四個(gè)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，抑制劑添加在浮游選煤工作中有明顯的效果，是一種可行性高且值得推廣的技術(shù)，現(xiàn)代的選煤廠可以通過(guò)利用這一技術(shù)進(jìn)行選煤，不但能夠較大幅度的提高選煤質(zhì)量，增加經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也能夠起到保護(hù)環(huán)境的作用。但是實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，雖然抑制劑能夠降低精煤灰分的比例，但是并不是劑量越多越好，而是要控制在30～50 g/t左右最好。

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