低階煤活性油泡浮選行為與浮選工藝研究.pdf

1、我國的低階煤資源豐富，產(chǎn)量巨大，已成為我國煤炭能源生產(chǎn)和供應(yīng)的重要組成部分。隨著低階煤機(jī)械化開采量和塊、末煤重介分選比例的不斷提高，其煤泥量和灰分也急劇上升。低階煤的浮選問題已成為選煤領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問題。但由于低階煤可浮性差、礦化困難，易形成細(xì)泥夾帶，浮選過程中烴油捕收劑消耗高等問題，其浮選仍停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。針對(duì)以上問題，本文選取神東礦區(qū)選煤廠的兩種低階煤煤泥為研究對(duì)象，在其相關(guān)煤質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，研究了其表面特性和潤濕熱力學(xué)行為，

2、設(shè)計(jì)了低階煤油泡浮選試驗(yàn)系統(tǒng)，討論了表面活性劑對(duì)活性油泡性能的影響，改進(jìn)了現(xiàn)有接觸角測量裝置，研究了活性油泡對(duì)低階煤的潤濕性和粘附能量。采用不同浮選工藝探討了低階煤的浮選選擇性，通過工藝強(qiáng)化，顯著降低了低階煤的浮選藥耗，提高了低階煤的回收率。這些研究工作，對(duì)于豐富浮選理論，開展低階煤浮選的工業(yè)應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。
　　本文利用XRD、SEM、FT-IR、XPS、孔徑及比表面積和潤濕等現(xiàn)代分析測試手段，分析了低階煤的表面特性和潤濕

3、熱力學(xué)行為。結(jié)果表明：低階煤煤泥粒度偏細(xì)，其中-0.045 mm顆粒含量達(dá)到56％以上，灰分大于46%，主要以0.045~0.020 mm微細(xì)顆粒為主。低階煤及其-0.045mm粒級(jí)中的礦物質(zhì)主要是石英、高嶺石和白云母等，粘土類礦物在-0.045 mm粒級(jí)中含量顯著；其表面粗糙，存在裂隙和凹陷，附著有大量微細(xì)粒煤與異質(zhì)細(xì)泥；其表面的孔隙主要以3~6 nm的中孔為主，-0.045 mm粒級(jí)低階煤具有更大的比表面積、總孔容和平均孔徑；其表面

4、的含氧官能團(tuán)主要是羥基和醚基，羰基和羧基含量相對(duì)較少；與全粒級(jí)低階煤相比，-0.045 mm的微細(xì)粒具有更小的接觸角；其表面總自由能及其非極性組分?jǐn)?shù)值相當(dāng)，而其極性組分和表面極性，特別是堿性分量要顯著高于全粒級(jí)。
　　設(shè)計(jì)并建立了一種新的低階煤活性油泡浮選試驗(yàn)系統(tǒng)，改變了常規(guī)煤炭浮選中烴油與煤粒的礦化方式，研究了活性油泡的生成及其性能。考察了不同類型表面活性劑對(duì)生成油泡油膜的改性柴油表面張力和粘度的影響。結(jié)果表明，表面活性劑的添加

5、，在一定范圍內(nèi)可明顯降低改性柴油的表面張力，增加其粘度；用量較大時(shí)，非離子型2-乙基己醇對(duì)表面張力的降幅較小，而對(duì)粘度的降低較為顯著；陽離子型DDA則相反。表面活性劑的添加可有效降低油泡尺寸，在較大的表面活性劑與柴油質(zhì)量比下，非離子型2-乙基己醇改性油泡的直徑及其離散程度（標(biāo)準(zhǔn)差）均有所增加；而陽離子型DDA改性油泡的直徑及其離散程度卻緩慢降低。
　　研究了活性油泡對(duì)低階煤的潤濕性及其粘附功。改進(jìn)了現(xiàn)有的接觸角測量裝置，以適應(yīng)氣-

6、液-固體系中（活性）油泡/氣泡的接觸角測量；采用柴油油泡，可增大油泡對(duì)低階煤的相對(duì)接觸角，而適量非離子型表面活性劑2-乙基己醇改性的活性油泡具有更大的相對(duì)接觸角，可以提高活性油泡對(duì)低階煤的可浮性和粘附功，更有利于油泡與低階煤的粘附。
　　探討了不同浮選工藝條件下低階煤的浮選選擇性及其強(qiáng)化作用。結(jié)果表明，采用常規(guī)浮選工藝對(duì)低階煤進(jìn)行浮選時(shí)需要消耗大于50 kg/t干煤泥的捕收劑柴油；而活性油泡浮選工藝對(duì)含有43.59%的+0.045

7、 mm較粗顆粒的低階煤（灰分35.78%），可以明顯強(qiáng)化其浮選選擇性和對(duì)較粗顆粒的捕集能力，獲得可燃體回收率為78.83%的低灰精煤（11.16%），并顯著降低浮選過程中捕收劑柴油的消耗至常規(guī)浮選用量的1/10以下（4.43 kg/t干煤泥）；而對(duì)-0.045 mm粒級(jí)占91.65%的微細(xì)粒低階煤（灰分43.84%）的選擇性的強(qiáng)化作用較強(qiáng)，對(duì)捕集能力的提升和浮選捕收劑的降耗同樣顯著，可得到可燃體回收率為58.61%和灰分15.35%的精