駱慶群,楊潔明

(太原理工大學 新型傳感器與智能控制教育部與山西省重點實驗室,太原 030024)

基于納米氣泡的煤炭浮選模型研究

駱慶群,楊潔明

(太原理工大學 新型傳感器與智能控制教育部與山西省重點實驗室,太原 030024)

為了探討納米氣泡對煤炭浮選的影響,據(jù)眾多研究表明，納米氣泡的橋力作用可以促進煤炭顆粒粘結,納米氣泡的氣液界面和內(nèi)部高壓可以促進氣泡礦化,納米氣泡的低密度可以使煤炭顆粒的沉降速度降低。據(jù)此,構建了煤炭顆粒在水中存在的模型及礦化過程模型,并用此模型解釋了選藥劑、充氣量、葉輪轉速對浮選效果的影響，得出了基于納米氣泡的影響解釋煤炭浮選的規(guī)律。

納米氣泡;煤炭浮選;模型

煤炭浮選的本質(zhì)是煤炭顆粒粘附在氣泡上并跟隨氣泡浮至液體表面。這一過程中包括顆粒與顆粒的粘結和顆粒與氣泡的粘結。在水環(huán)境中,疏水性物質(zhì)之間存在引力,被稱為疏水性力,疏水性力是煤炭顆粒粘結的根源。DLVO力一般為斥力[1],ζ電勢力只有在達到-50 mV時才會起作用,并且很微弱[2]。1994年,Parker等人提出了納米氣泡橋毛細力,他們認為這些納米氣泡的橋力作用才是液體環(huán)境中疏水力的根源[3]。煤炭顆粒如何粘附在氣泡上,也就是氣泡礦化過程是如何實現(xiàn)的,受哪些因素影響,這些微觀機制尚在討論中。1960年,Derjaguin 和 Dukhin 發(fā)表觀點認為,在顆粒和氣泡碰撞過程受液動力、表面力和雙電層力三種力影響[4]。1972年, Blake 和 Kitchener認為,在顆粒與氣泡之間存在水化膜,當其厚度達到不穩(wěn)定狀態(tài)時,就會實現(xiàn)粘附[5]。自從納米氣泡存在于疏水性表面這一性質(zhì)被發(fā)現(xiàn)后,關于它對浮選過程影響的研究較少,其中,Maoming做了一些理論和實驗研究[6-8],但是缺乏納米氣泡對浮選過程影響的機制性解釋;Heinrich Schubert 對納米氣泡在浮選中的疏水性影響和液動力影響做了研究,對解釋浮選規(guī)律有一定研究,但是不夠全面[9]。筆者基于納米氣泡的屬性,從理論和實驗角度進行研究,用以解釋浮選規(guī)律,為解釋礦化微觀過程提供新的理論依據(jù)。

納米氣泡是一種直徑小于200 nm的小氣泡,有很強的穩(wěn)定性,不會馬上爆裂,甚至可以保持數(shù)月不爆裂[11],其特性是容易在疏水性界面上形成[12](“疏水性”指接觸角大于0°[13])。當疏水性物質(zhì)從氣體環(huán)境中進入液體環(huán)境,氣體會自發(fā)地存在于表面毛細裂紋的縫隙里形成氣核,當液體中溶解的氣體達到過飽和時,這些氣核優(yōu)先成為氣體凝結核,使析出的氣體形成納米氣泡[10],并吸附在疏水性表面上,導致該表面物理屬性發(fā)生變化。

通過總結和推理,筆者認為:納米氣泡密集地附著在疏水性界面時,其宏觀性質(zhì)和納米氣層相同,因此在考慮其對浮選過程的影響時,可以視為在煤炭顆粒表面的疏水性部分上附著納米氣層,由此構建了煤炭顆粒在液體中存在的模型,并根據(jù)該模型對不同浮選工藝條件下的不同浮選效果進行預測,最終通過試驗進行了驗證。結果表明,該模型適用于分析浮選特性,從理論上構建了解釋浮選機理的新模型。

1 納米氣泡對煤炭浮選影響的理論研究

1.1 納米氣泡的特性

Ishida等人把硅烷化的二氧化硅沉積于十八烷基三氯硅烷 (OTS) 的基片上,然后浸入純水中,發(fā)現(xiàn)其表面隨意分布著高度和直徑分別為40 nm 和 650 nm的圓弧形納米氣泡[14];類似的結果也曾被其他科研團體發(fā)現(xiàn),其中最為完美的當屬張雪花等人發(fā)現(xiàn)的圖像[12, 15-19],可以說在疏水性表面上存在納米級氣泡已經(jīng)被直接或間接證明[20-27]。納米氣泡受到外界條件的影響的規(guī)律如下。

1.1.1氣體溶解量對納米氣泡的影響

液體中的氣體溶解量對納米氣泡的出現(xiàn)有著顯著的影響。利用醇水交換法制備納米氣泡時,如果水是被預先做過脫氣處理的,則得到的納米氣泡很少,這足以證明氣體含量和氣體過飽和的重要性[13, 21, 25]。Yang 利用快速加熱導致氣體過飽和的方法,使得納米氣泡在疏水表面呈現(xiàn)[28]。因此,氣體溶解量對納米氣泡有積極影響。

1.1.2外界壓強對納米氣泡的影響

Zhang等人發(fā)現(xiàn),在外界壓強增至大氣壓時納米氣泡沒有脫附現(xiàn)象,大部分納米氣泡的大小和外形不受外部壓力變化的影響[29-30];但當外部壓強減小時,會促使氣體溶解度減小,從而容易產(chǎn)生氣體過飽和有助于納米氣泡的形成。

1.1.3表面粗糙度對納米氣泡的影響

在液體中,粗糙的疏水性表面有助于納米氣泡的形成。需要特別指出的是,在光滑表面形成納米氣泡時氣體過飽和是必要條件,而對于粗糙表面則不需要[31-32]。因為粗糙的凹陷部分不利于液體的侵入從而形成氣穴,在必要的條件出現(xiàn)時能形成納米氣泡,并且氣泡弧度很低具有很強的穩(wěn)定性[12];氣體對粗糙的疏水表面有較強的吸附能力也促使納米氣泡的形成。Yang等人發(fā)現(xiàn),在粗糙的疏水界面上,隨著溫度的升高納米氣泡更容易形成[33-34];同時還發(fā)現(xiàn),納米氣泡傾向于在縫隙的頂端形成,從而增加此處表面的疏水性,并且降低了粗糙度,使裂縫的臺階平坦。

1.1.4藥劑對納米氣泡的影響

添加化學藥劑對納米氣泡也有影響。部分化學藥劑可以使納米泡變小、變密或阻止破裂與合并,因此,可以研究藥劑對納米氣泡的影響,進一步推測浮選藥劑對浮選的影響機理。Ishida的研究表明,當水接近疏水性表面時,水的結構就會發(fā)生變化: 沿界面,氫鍵的數(shù)量和水的密度都會下降。這與 Steitz 闡述的耗散層和納米氣泡預備層是一致的,一個小的擾動就會促使該耗散層變成納米氣泡[35]。相反,當乙醇或者n醇與疏水性界面接觸時,其結構改變是不一樣的, 相比于水只有少數(shù)氫鍵斷裂,并且更加容易浸潤表面。因此,依賴于耗散層而形成的納米氣泡被減少。用乙醇作為溶劑會使納米氣泡覆蓋率減少7%～10%,而用n醇作為溶劑,納米氣泡幾乎消失[36]。因此,醇類藥劑對納米氣泡的形成有抑制作用。

Jia等人的研究結果顯示,藥劑對納米氣泡的影響符合如下規(guī)律:芳香烴油>脂類烴油，氧化的非離子烴油>普通烴油[37]。

1.2 納米氣泡在浮選中的作用1.2.1 納米氣泡的橋力作用可以促進煤炭顆粒粘結

1994年,由Parker等人提出了納米氣泡橋毛細力(NBCF, nanobubble bridging capillary force),它是基于納米氣泡橋模型而產(chǎn)生的毛細力[3, 14]。該結論是在研究液體環(huán)境中疏水性物體之間的引力(LRHAF long range hydrophobic attractive force) 時發(fā)現(xiàn),液體中遠程疏水性引力是由納米氣泡的橋力形成的[3, 14, 36, 38-40]。今天,用這個概念解釋存在于宏觀疏水性表面之間的引力已被廣泛接受。由單階泡橋引起引力的例子如圖1所示[41]。

圖1 膠體探針和疏水性表面間氣泡形成和破裂的過程[41]

由于煤炭顆粒的表面附著有納米氣泡,所以當煤炭顆粒碰撞和貼近時,其間就會產(chǎn)生納米氣橋,橋力表現(xiàn)為引力,從而使小顆粒變成大顆粒并且降低煤炭顆粒的密度,如圖2所示[42]。大量浮選實驗證實,微小顆粒是浮選的難題,讓小顆粒粘結為大顆粒并減小其密度是改善微小顆粒浮選的主要方法。所以,納米氣泡橋力可以促進煤炭顆粒的粘結,有助于提高浮選性能。

圖2 納米氣泡橋促進煤炭顆粒粘結示意圖

1.2.2納米氣泡的存在有助于氣泡和礦粒間水化膜的脫水作用

有研究已經(jīng)表明，液體流經(jīng)疏水性表面要比流經(jīng)無滑移的固體表面快幾倍甚至幾十倍,原因就在于納米氣泡的存在使得氣液表面阻力比液固表面的阻力小得多,因此,液體流過氣液界面要遠快于固液界面[43]。由此,對浮選產(chǎn)生兩個方面的影響:一是評判顆粒粘結的標準是液體流出顆粒間的速度,液體流出的越快則越有助于顆粒之間的粘結,由于納米氣泡的存在使得液流加快,促進顆粒間粘結;二是因為煤炭顆粒表面有疏水部分(煤素質(zhì))和親水部分(礦石),疏水部分附著納米氣泡,水流阻力小,而親水部分水流阻力大,當液流流過顆粒表面時,會導致煤炭顆粒各部分受力不均勻而發(fā)生旋轉,顆粒旋轉會增加脫附率。

1.2.3納米氣泡可以促進氣泡礦化

當納米氣泡接觸到普通起泡時(如圖3所示)，會迅速擴散入普通氣泡,周圍的納米氣泡也會產(chǎn)生類似的連鎖反應,最終促使顆粒粘結到氣泡上,從而起到促進礦化的作用。

圖3 納米氣泡促進一般氣泡礦化的示意圖

1.2.4納米氣泡的存在可以使煤炭顆粒的沉降速度降低

設，煤炭的密度為ρc：沒有粘結前的顆粒直徑為dc,納米氣泡的直徑為dn,則粘結顆粒的密度為

粘結后顆粒的直徑為

粘結顆粒的沉降速度為

設,ρc=1.35 g/cm2,dc=10 μm進行計算,μ為粘度，Pa·s.當dn=9 μm時沉降速度為負。所以,納米氣泡的存在一定會使得顆粒的沉降速度降低,有助于提高浮選效果。

1.3 基于納米氣泡建立浮選模型

納米氣泡在疏水性界面上的存在仍然有諸多爭議,主要問題是按照楊-拉普拉斯方程式(1)計算,如氣泡的形狀是球冠形的,可用圖4所示解釋。

圖4 球冠形納米氣泡示意圖

利用表面張力γ23=0.073 N/m計算,r=H=6.6 nm的半球形氣泡其內(nèi)部壓力高達 21.5 MPa。假設外部壓力約為100 kPa(約1個大氣壓),這將導致嚴重的內(nèi)外壓力不平衡,氣體會因為巨大的壓力梯度而迅速擴散導致氣泡萎縮。然而，研究人員卻沒有發(fā)現(xiàn)氣泡的形態(tài)隨著時間變化。相反,納米泡會長時間穩(wěn)定存在。為解釋該問題,學界產(chǎn)生了不同的觀點和認識,大致可以分為兩類:一類認為納米氣泡內(nèi)的壓力確實遠高于外部壓力,但是存在某種機制,可以使納米氣泡不生化;另一種則認為,納米氣泡的存在不是球冠形,是呈現(xiàn)扁形的,其內(nèi)部壓力并不高。但是,我們認為無論是哪種觀點,都可以證實宏觀上看納米氣泡可以視為納米氣層。

1.3.1納米氣泡呈球冠型,內(nèi)壓遠高于外部壓力

圖5 聚苯乙烯基片放入純水中，自發(fā)得到納米氣泡的AFM圖像

圖5是Simonsen 等人[44]為證實納米氣泡是疏水性不能被完全浸濕的證據(jù)時得到的,他們把聚苯乙烯基片放入純水中,得到自發(fā)納米氣泡AFM圖像。該圖顯示氣泡覆蓋率為(61±5)%,氣泡為球冠狀。氣泡內(nèi)的壓力遠高于大氣壓,但是Tyrell 和Attard等人提出納米氣泡的形成可能是動態(tài)穩(wěn)定的,提出納米氣泡之間存在遠距離反應(long-range interactions),類似圖6所示。氣泡之間存在遠距離反應斥力π(H),可以使納米氣泡不生化,此時的拉普拉斯方程式(1)應該加上π(H)，改為

這里，λif是界面衰減距離(interfacial decay length)。

如圖6所示,p成為納米氣泡之間的壓力,其等于氣泡內(nèi)部的壓力。當其中一個納米氣泡內(nèi)的壓力變化時,會引起周圍壓力的變化和λif的變化,從而引起所有納米氣泡內(nèi)壓力的變化,直到重新達到彼此壓力相等的新平衡。因此，從宏觀上看就類似于內(nèi)部壓力為p的納米氣層。

這個觀點與在疏水性表面和水之間易形成低密度(干燥)層[45]和在疏水性表面存在一層基于遠距離范德華力而形成的薄膜相符合。假設附著在疏水性表面的氣體不擴散,納米氣泡可以視為裝這些氣體的“口袋”而達到從宏觀上看氣體是存在于薄膜之下的。

更高的內(nèi)部壓力也曾被Attard 和他的同事們討論過[19, 26, 46], 他們認為納米氣泡周圍氣體過飽和可能是導致氣泡不萎縮的原因,如果周圍的氣體過飽和可以達到使納米氣泡內(nèi)的氣體不擴散的程度,我們也可以認定為宏觀上是納米氣層。

1.3.2納米氣泡呈扁形,內(nèi)壓和外壓持平

另一類觀點認為,納米氣泡是以很低的r/h比形式存在的,這也可以解釋納米氣泡的長時間存在而不擴散的問題。

關于這一問題,Maria Holmberg等人認為AFM探針的幾何形狀和懸臂梁的振動頻率會影響測量圖像的結果。認為納米氣泡實為擴展氣泡的存在,考慮探針在壓力作用下將其刺破或者改變其形狀,這也是說得通的。

如圖7所示,AFM探針與納米氣泡接觸時,受力情況可用如下方程表示

FAFM-Fp-Fst=0.

(3)

圖7 AFM探針和納米氣泡的接觸示意圖[47]

其中:FAFM是AFM探針對納米氣泡的豎直方向的力;Fp是因納米氣泡內(nèi)外壓差而產(chǎn)生的對探針的力;Fst是因表面張力而產(chǎn)生的對探針的力。

根據(jù)各個力的來源,式(3)可以寫為:

FAFM-Δpπ(rtcosα)2-

2πγrtcosαcos(α+β)=0.

(4)

此處,Δp為納米氣泡的內(nèi)外壓差;rt為探針的半徑;α是探針和納米氣泡接觸弧端的切線與探針軸線的角度;γ是表面張力;θ是接觸角(如圖7所示)。

其中,FAFM≥0,根據(jù)式(4)可得:

(5)

結合楊-拉普拉斯方程式(1)中的Rc與納米氣泡的半徑rs相同,可得,

(6)

于是,根據(jù)計算,用小角度的探針和親水性探針可以刺穿納米氣泡,用疏水性的探針可以影響氣泡的形狀。由此我們推測,納米氣泡的存在并不是以球冠狀形式存在的,而是以類似納米氣層形式存在的。之所以被AFM探測為納米氣泡形式,是因為探針對其刺破或者使其變形而得到的。從大量的AFM探測數(shù)據(jù)來看,在相同的探針和頻率下,其測出的納米氣泡形狀基本一致,或者固定在一個很窄的范圍內(nèi),這也有力地說明了AFM探測的納米氣泡的形式受到了AFM探針和懸臂梁震動頻率的影響。另外,基于遠距離反應的計算結果表明，納米氣泡可以以非球冠形或餅狀存在[48],非球冠形的納米氣泡以前的研究中也曾被發(fā)現(xiàn)過[49]。因此,我們可以認為，納米氣泡實質(zhì)上就是以納米氣層形式存在的。

綜合如上兩類觀點我們可以推測，從宏觀角度看,疏水性固體表面在液體中會附著有納米氣層。

1.3.3煤炭顆粒在水中存在的模型

煤炭顆粒的模型可以假設為如圖8所示。親水性的礦石團分布在連續(xù)的煤素質(zhì)中,煤素體為疏水性。

圖8 煤炭顆粒模型

根據(jù)1.3.1納米氣泡呈球冠型,內(nèi)壓遠高于外部壓力，以及納米氣泡呈扁形的結論,當煤炭顆粒被浸入水中,就會有納米氣層附著到煤炭顆粒表面的疏水性部分上，如圖9所示。

圖9 液體中的顆粒模型

根據(jù)圖9所示的煤炭顆粒模型,顆粒的粘結可以簡化成如圖10所示的理論模型。

圖10 煤炭顆粒的粘合示意圖

當納米氣層連結之后氣體迅速合并,并在兩個顆粒之間形成氣泡橋,如圖11所示。

圖11 簡化的顆粒在氣泡橋作用下粘結的示意圖

在如圖11的情況下,橋力F可以用式(7)求解,F是由表面張力產(chǎn)生的氣體橋力,受氣泡橋弧度的影響:

.

(7)

式中: Δp代表用楊-拉普拉斯方程計算的氣體壓力內(nèi)外壓差；AAB是顆粒間的接觸面積；H是顆粒間的距離；WAB代表兩個顆粒間的粘結過程所做的功。粘結功可以用杜普雷關系計算:

WAB=γA+γB-2γAB.

(8)

在此,假設兩個顆粒性質(zhì)相同,則

WAB=2γs.

另外一個評判顆粒間粘結的標準是液體流出顆粒間的速度,液體流出的越快則越有助于顆粒之間的粘結。有研究已經(jīng)表明,液體流經(jīng)疏水性表面要比流經(jīng)無滑移的固體表面快幾倍甚至幾十倍,原因就在于納米氣層的存在,液體流過氣液界面要遠快于固液界面[43]。綜上,氣泡橋力可以促進顆粒的粘結。

1.3.4納米氣層是宏觀氣泡吸附煤炭顆粒動力,即氣泡礦化動力

如圖9所示,煤炭顆粒表面的疏水部分附著了納米氣層,礦化過程如圖12所示。圖12 (A)為顆?？拷鼩馀莸臅r候;當此時湍動能克服氣泡的表面能使氣泡和納米氣層破裂合并,達到如圖12 (B)所示狀態(tài)。將氣泡和煤炭顆?？醋饕粋€系統(tǒng),按照系統(tǒng)能量最低原則,氣液界面表面積越小則能力越低,因此系統(tǒng)中會產(chǎn)生引力,促使納米氣層和氣泡融合,以至于氣泡把煤炭顆?！巴倘搿?當外力與吸引力平衡時,氣泡完成礦化如圖12(C)。因此,納米氣層的存在是氣泡礦化的原因。

圖12 煤炭顆粒與宏觀氣泡的礦化過程

2 用新模型解釋浮選實驗中的現(xiàn)象

實驗材料從西山煤電集團紫金選煤廠采集。褐煤煤泥經(jīng)過重介分選后直徑小于0.5 mm，干燥后成的粉末,然后送到太原理工大學礦物加工實驗室。

煤油(ρ=0.8 g/cm3)和仲辛醇(ρ=0.82 g/cm3)作為捕收劑和起泡劑。

實驗設備為 XFDⅣ型機械式浮選單元,容積為3 L,葉輪直徑為70 mm,充其量連續(xù)可調(diào),轉速可在0～2 600 r/min之間任意調(diào)節(jié);XRMF-9X型高效節(jié)能馬弗爐等。

顆粒大小分布用干篩分選,用ASTM D3172方法分析每一種粒度范圍的灰分含量。

浮選實驗是把樣品以10%的質(zhì)量比放入浮選單元,捕收劑煤油和起泡劑仲辛醇分別在2～3 min后放入。之后,浮選進行3 min,選出的為精煤,剩下的為尾煤。

2.1 浮選藥劑對浮選的影響

為了研究浮選藥劑對浮選的影響,起泡劑(仲辛醇)按照200,250,300 g/t的添加量;捕收劑按照800,1 000,1 200 g/t的添加量進行試驗。表1和表2顯示了捕收劑和起泡劑對精煤灰分、可燃體回收率的影響。可燃體回收率是精煤質(zhì)量和數(shù)量的綜合反映,故以可燃體回收率作為煤泥可浮性的評定依據(jù)。

從表1中發(fā)現(xiàn),其對角線上的數(shù)據(jù)相對較低,也就是當捕收劑和起泡劑的質(zhì)量比為4∶1時灰分較低。從表2中我們同樣發(fā)現(xiàn),捕收劑和起泡劑的比為4∶1時浮選效果好于其他比例。這是因為藥劑對納米氣泡的影響。仲辛醇破壞納米氣層,對浮選有不利影響,但是它作為起泡劑能降低表面張力促進普通氣泡的形成,所以其在浮選中是一把雙刃劍;而煤油作為捕收劑，作用是增強顆粒表面的疏水性,它可以促使納米氣層的形成，對浮選有積極影響；另外其芳香烴成分對納米氣層也有促進作用。為了充分發(fā)揮起泡劑的積極作用避其不利作用,所以要先加捕收劑,后加起泡劑,并且要保證仲辛醇既能有效促進一般氣泡形成,又不至于較大程度地破壞納米氣層。因此,捕收劑和起泡劑會有一個優(yōu)化比例,本例大約為4∶1。

表1 捕收劑和起泡劑用量對精煤灰分影響結果 %

表2 捕收劑和起泡劑用量對可燃體回收率影響結果 %

2.2 通氣量對浮選的影響

在轉速1 800 r/min, 捕收劑 800 g/t, 起泡劑 200 g/t, 的條件下,通氣量對浮選性能的影響如圖13所示。隨著通氣量的增加，精煤的產(chǎn)率增加,但是當通氣量超過250 L/h 時,灰分會增加,精煤質(zhì)量會下降。原因在于,一方面,通氣量增加會導致氣體溶解量增加,甚至產(chǎn)生過飽和,有助于納米氣層的形成,并且增加一般氣泡的產(chǎn)生和發(fā)散,從而有助于提高浮選性能。然而,當通氣量過大時,會導致一般氣泡過大,甚至造成氣泡泛化,導致灰分增加,影響浮選結果。試驗表明，當通氣量為150 L/h時,精煤產(chǎn)率相對高,灰分相對低,為比較合適的量。

圖13 通氣量對浮選性能的影響

2.3 葉輪轉速對浮選的影響

圖14 葉輪轉速對浮選效果的影響

在通氣量為250 L/h,捕收劑 800 g/t, 起泡劑200 g/t,轉速對浮選性能的影響如圖14。隨著葉輪轉速的增加,使得浮選槽內(nèi)的湍動能增加,產(chǎn)生負壓,容易導致氣體過飽和現(xiàn)象發(fā)生,有助于納米氣層的形成,也有助于煤炭顆粒與氣泡的碰撞和粘附,因此精煤產(chǎn)率得到提高,可燃體回收率也有提高。但是,由于煤炭顆粒的疏水部分(煤素質(zhì))附著納米氣層,水流阻力小,而親水部分(礦石)沒有納米氣層水流阻力大,流經(jīng)煤炭顆粒表面的液體會讓煤炭顆粒各部分受力不均勻,而導致煤炭顆粒發(fā)生旋轉,與氣泡脫附;同時湍流過大,會導致灰分上浮,影響浮選效果。當轉速達到1 800 r/min, 產(chǎn)率和灰分分別達到 65.27% 和 21.65%,是比較好的效果。

3 結論

1) 總結了納米氣泡的屬性,研究了納米氣泡在煤炭浮選中的作用;

2) 基于納米氣泡作用建立了煤炭浮選新模型;

3) 用新模型解釋了煤炭浮選實驗中的現(xiàn)象,證明該模型適用于解釋煤炭浮選。

納米氣泡在煤炭顆粒上的存在是肯定的,但對浮選過程產(chǎn)生影響需要進一步進行微觀實驗和研究,并從理論角度進行分析計算,形成數(shù)學模型指導實踐。

感謝太原理工大學礦物加工實驗室的大力支持,感謝研究生王蕊同學的細心試驗。

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(編輯：龐富祥)

Nanobubble-basedCoalFlotationModel

LUOQingqun,YANGJieming

(KeyLaboratoryAdvancedTransducersandIntelligentControlSystem,MinistryofEducation,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)

To illustrate the effects of nanobubbles on coal flotation, this article assumed that nanobubble bridging capillary force promotes the particle coagulation and mineralization, and nanobubbles can make the sediment velocity of particles lower, then built a model of coal particle in water, and using the model explained the effect of frother, aeration and rotation rate on flotation. Nanobubble-based coal flotation model was predicted and validated.

nanobubbles; coal flotation; model

2013-06-25

山西省科技攻關項目資助(20120321004-03)

駱慶群(1978-)，男，河北饒陽人，講師，博士，主要從事煤炭浮選理論研究，(Tel)13994236975

1007-9432(2014)02-0201-09

TD949.237

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