浮选药剂制度的研究.pdf

全国中 文核心期刊 矿业类核心期刊 C A J C D规范 执行优秀期刊J r 浮选药剂制度的研究 孔 小红 ， 康文泽 ， 曹 刚2 1 ． 黑龙江科技学院 资源 与环境工程学院， 黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 2 7 ； 2 ． 黑龙江科技学院 材料科学与工程学院， 黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 2 7 摘要 为了考察不同的浮选制度对煤的浮选效果的影响， 以桃山煤样为研究对象， 进行 了 捕收剂和起泡剂的质量配比、 药剂总用量及加 药方式的对比实验。研 究表 明 当捕收剂与起泡 剂质量配比为 4 1 ， 药剂 总用量为 1 ． 7 0 k g ／ t ， 混合后加入 时， 浮选效果最好 ， 即确定为最佳浮选 药剂制 度 。 关键词 浮选 ； 捕收剂 ； 起泡剂 ； 药剂制度 中图分类号 T D 9 2 3 ． 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 6 6 7 7 2 2 0 0 9 0 3 0 0 1 7 - 0 3 浮选是利用矿物疏水性 的差异而实现矿物分离 的方法⋯ 。煤粒表面主要有脂肪烃、 芳香烃等疏水 性基团而使煤表面大部分为非极性区域； 而煤表面 含有的羧基、 羟基等含氧官能团而使煤表面少部分 为极性区。其有机组分 的表面主要是非 极性 区域 ， 矿物杂质等的表面主要是极性 区 J 。浮选药剂对 改善浮选系统中气、 液、 固三相的性质， 主要是改善 气相性质， 使产生的气泡大小、 数量、 寿命、 升浮速度 等都满足浮选要求； 改善矿物的表面性质、 矿物与其 他物质的作用以及调整矿浆的性质， 变不能浮矿物 为可浮， 使能浮的矿物更好浮， 并提高浮选选择性和 浮选速度起着十分重要的作用。浮选效果的好坏， 浮选药剂是重要的因素 J 。 其中， 捕收剂的主要作用是提高煤粒表面的疏 水性和煤粒与气泡的固着强度 ； 起 泡剂的主要作用 是促使空气在煤浆中分散成大量的气泡， 减弱气泡 的兼并 ， 增加气泡 的稳定性 。在煤泥浮选过程 中， 虽 然 2种药剂各有主要作用 ， 但又相互影响 ， 只有当它 们的用量合适时 ， 才能最大限度地发挥它们 的效能 ， 并能避免给煤泥浮选过程带来不 良影响 ] 。同时 合理的加药制度可以提高煤泥的质量， 减少煤泥的 排放量， 降低药耗； 而加药制度不合理则可能导致精 煤煤质变差 ， 产量 下降 ， 尾 煤灰分 提不上去 。试 验针对黑龙 江七 台河煤业集 团公 司桃 山矿煤样特 点 ， 选用煤油作为捕收剂 ， 仲辛醇为起泡剂 ， 进行浮 选试验 ， 确定了最佳的药剂制度 。 1 试验煤样 及设备 研究的煤样 主要采 自黑龙江七台河煤业集团公 司的桃山矿原煤， 块煤经粗碎、 细碎后获得浮选用煤 样 ， 桃 山煤 样 的水 分 M 1 ． 4 0 ％ 、 挥发 分 ， d 2 6 ． 7 3 ％ 、 灰分 A a d 1 8 ． 7 1 ％。 试验用浮选机为武汉洛克粉磨设备制造有限公 司 生 产 的 R K ／ F G 5 0 ． 1 0 0型 挂 槽 式 浮 选 机 ， 容 积 2 0 0 mL ， 转速为 1 8 0 0 r ／ mi n ， 矿浆浓度为 5 0 g ／ L 。 2 试 验结果与分 析 2 。 1 试验方法 2 ． 1 ． 1 常规 浮选试验方法 每次试验煤样 l O g ， 矿浆浓度 5 0 L， 预搅拌时 间为 1 mi n ， 捕收剂调浆时间为 1 mi n ， 起泡剂调浆时 问为0 ． 5 m i n ， 浮选时间为 3 m i n 。浮选结束后， 将收 集的精煤过滤、 烘干、 称重、 分析， 计算出矿物的精煤 产率以及精煤灰分。 收稿 日期 2 0 0 81 22 2 基金项目 黑龙江教育厅重点资助项目 1 1 5 3 Z 0 2 作者简介 孔小红 1 9 7 2 一 ， 女， 黑龙江哈尔滨人 ， 讲师， 硕士， 研究方向 浮选药剂研究。 浮选药剂制度 的研究 1 7 18 2．1．2 复合药剂浮选试验 方法 每次实验煤样 l Og，矿浆浓度50g ／L ，预搅拌时 间为 1min ，捕收剂与起泡剂混合后加入，调浆时间 为1 ．5min ，浮选时间为3mi n。 浮选结束后，将收集 的精煤过滤、烘干、称重、分析，计算出矿物的精煤产 率及精煤灰分。 2．2 参数确定 2．2．1 捕收剂与起泡剂质量配 比的确 定 试验采用煤油为捕收剂，仲辛醇为起泡剂，在其 他条件相 同的情况下，进行了常规浮选试验，以确定 捕收剂与起泡剂的最佳配比。试验结果见表 1。 表1七台河桃山煤捕收剂与起泡剂配比不同的小浮选 结果 由表 1可知 ，在精煤灰分变化不大的情况下，当 药剂总用量相同、捕收剂与起泡剂质量 配 比为 4 - 1 时精煤产率以及浮选完善指标和可燃体回收率明显 高于质量配 比为3 - 1 、5 1 、61的，即当质量配比为 41时浮选完善指标和可燃体回收率几乎都达到最 大值，两者分别 为33 ．04％ 、60．62％，分别 提高了 1．48％和2．54％ 。即确定捕收剂与起泡剂最佳配 比为4 1 。当捕 收剂用量 过多时，由于排挤作用而 使气泡稳定性下降；当起泡剂用量过多时 ，由于多余 起泡剂分子在煤粒表面已形成的捕收剂油膜上产生 反向吸附而使煤粒表面又变得亲水。这2种情况都 使煤浮选性降低。当二者配 比合适 时，将达到较好 的综合作用，有利于浮选效果的提高 Mj 。 2．2．2 药剂总用量的确 定 在捕收剂与起泡剂的最佳配比4 1基础上分 别以药剂总用 量为 1．53kg／t、1．70kg／t及1．8 7kg／t 3种条件下进行常规浮选 试验 ，以确定最佳药剂用 量。试验结果见表2。 表2七台河桃山煤药剂总用量不同的小浮选结果 捕收剂与起 泡剂质量配 比为4 1 、药剂总用 量 为1 ．70kg／t时精煤产率以及浮选完善指标和 可燃 体回收率明显高于总用量为1．53kg／t的，精煤灰分 变化不大。与药剂总用 量为1．87kg／t的浮 选效果 相比较，浮选完善指标和可燃体回收率相差不大 ，综 合考虑，确定最佳药剂总用 量为1．70kg／t。 从药剂 作用的机理知，用药适量非常重要。用量少时 ，药剂 不能在煤表面完全覆盖 吸附，影响精煤回收；过大 时，会造成双分子吸附，既使气泡矿化的选择性下 降，精煤质量降低，又会造成不必要的浪费 哺柚] 。 2．3 捕收剂与起泡剂加入方式的确定 在捕收剂与起泡剂的最佳配比4 1及最佳药 剂总用量 1．70kg／t 相 同的条件下，进行了捕收剂 与起泡剂分开加入和混合后加入的浮选试验对比以 确定最佳的药剂加入方式。试验结果见表3。 表3七台河桃山煤不同药剂制度小浮选结果 表3中 实验1为捕收剂与起泡剂质量配 比为4 1 分开 加入； 实验2为捕收剂与起泡剂质量配比为4 1 混合 后加入。 洁净煤技术2009年第15卷第3期 表 3反映了捕 收剂与起泡剂质量配 比为 4 1 、 药剂总用量为 i ． 7 0 k g ／ t 时， 捕收剂与起泡剂混合后 加入时精煤产率、 浮选 完善指标 和可燃体 回收率 明 显高于捕收剂与起泡剂分开加入的。捕收剂与起泡 剂分开加入时浮选完善指标和可燃体回收率分别为 3 3 ． 0 4 ％ 、 6 0 ． 6 2 ％ ， 捕收剂与起泡剂混合后加入时浮 选 完 善 指 标 和 可 燃 体 回收 率 分 别 为 3 4 ． 0 5 ％ 、 6 3 ． 5 7 ％ ， 分别 提高 了 1 ． 0 l ％ 和 2 ． 9 5 ％。即捕 收剂 与起泡剂混合后加入更有利于浮选效果 的提高 ， 为 最佳加药方式。这主要是由于捕收剂优先吸附煤粒 表面的非极性和低极性 区而起泡剂优先吸附另一部 分极性表面 ， 根 据相似相溶原理 ， 此时有利于起 泡剂对部分低极性区的吸附 ， 提高了浮选选择性 ； 捕 收剂对起泡剂的稳定性及起泡剂对捕收剂的乳化作 用同时进行 ， 较好地改善 了浮选环境 ， 从而达到最佳 的浮选效果。 3 结 语 1 当药 剂总用量 为 1 ． 7 0 k g ／ t ， 捕 收剂与起 泡 剂质量配 比为 4 1时 ， 常规浮选效果较好 ， 即此条件 下捕收剂与起泡剂不仅各 自充分发挥主要作用， 而 且相互作用加强 ， 从而对浮选更有利 。 2 当药剂总用量少时 ， 说 明药剂不 能完全与 煤粒表面作用 ， 从而导致煤粒表面有一定的亲水性 ， 浮选效果差 ； 当药剂总用量过多时 ， 药剂将形成双层 或多层吸附， 根据相似相溶原理 ， 而又使疏水的表面 变得亲水 ， 同样导致浮选效果 的降低。 全国中文核心期刊 矿业类 核心 期刊 c A J C D 规范 执行优秀期刊_ J r i 3 在其他条件相 同的情况下 ， 捕收剂与起泡 剂混合后 即搅拌 1 m i n 加入的浮选效果要明显好 于捕 收剂与起泡剂分开加入的。说 明捕收剂与起泡 剂 由于分子结构的不 同， 在 此情 况下产生 了最大 限 度的协 同效应 ， 达到了最好 的浮选效果 ， 即此时的药 剂制度为最佳药剂制度 。 参考文献 [ 1 ] 丁立亲． 浮选的理论与实践[ M] ． 北京 煤炭工业出版 社 ， 1 9 8 4 ． [ 2 ] 陈明强． 煤用浮选剂的选择实验 [ J ] ． 选煤技术 ， 1 9 9 8 ， 3 1 31 5 ． [ 3 ] 朱建光． 1 9 9 9年浮选药剂的进展[ J ] ． 国外金属矿选 矿 ， 2 0 0 1 O 3 1 62 1 ． [ 4 ] 王湘英． 浮选药剂的应用现状及发展趋势[ J ] ． 湖南有 色金属 ， 2 0 0 0 1 91 2 ． [ 5 ] 李亚萍 ， 沈丽娟 ， 陈建中， 等． 煤炭浮选药剂评述[ J ] ． 选煤技术， 2 0 0 6 5 8 38 8 ． [ 6 ] 赵本军．浮选过程中捕收剂和起泡剂的综合作用[ J ] ． 江苏煤炭， 2 0 0 4 2 5 9 6 0 ． [ 7 ] 郭初春， 张鸿波． 优化浮选药剂制度设计[ J ] ． 鸡西大 学学报， 2 0 0 3 2 4 5 4 6 ． [ 8 ] 孔小红． 煤泥浮选复合药剂的研究 [ D] ． 哈尔滨 黑龙 江科技学院， 2 0 0 8 ． [ 9 ] 大省． 煤炭浮选药剂的选择和使用 [ J ] ． 内蒙古煤炭经 济 ， 2 0 0 3 2 6 66 8 ． [ 1 0 ] 顾惕人， 朱步瑶 ， 李外郎， 等 ． 表面化学[ M] ． 北京 科 学 出版社 ， 1 9 9 9 3 3 9 ． S t ud y o n t he flo t a t i o n r e a g e nt KONG Xi a o h o n g ， KANG W e n． z e ， CAO Ga n g 1 ． C o l l e g e o f R e s o u r c e a n d E n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n g ， H e i l o n g fi a n g I n s t i t u t e of S c i n e c e a n d T e c h n o l o g y ， Ha r b i n 1 5 0 0 2 7， C h i n a； 2 ． C o l l e g e o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ， H e i l o n g fi a n g I n s t i t u t e o f S c i nec e a n d T e c h nol o g y ， H a r b i n 1 5 0 0 2 7 ， C h i n a A b s t r a c t T h e c o a l s a m p l e f r o m T a o s h a n w a s s t u d i e d a s t h e m i a n o b j e c t ． o r d e r t o i n v e s t i g a t e t h e e f f e c t i o n o f d i f f e r e n t flo t a t i o n s y s t e ms o n c o a l flo t a t i o n e f f e c t ． Th e e x pe r i me n t s we r e c o n du c t e d u nd e r di f f e r e n t c o n di t i 0 n s ．s u c h a s d i f - f e r e n t p r o p o r t i o n s ，q u a n t i t i e s a n d w a y s o f a d d i n g c o l l e c t o r a n d f o a mi n g a g e n t ．Th e r e s u l t s s h o we d t h a t t h e ri o t a t i o n p e r f o r ma n c e wa s o p t i mu m ， wh e n t h e c o l l e c t o r a n d f r o t h e r o f r o po rti o n ma s s wa s 4 1 ．t o t a l ma s s w a s 1 ． 7 0 k g ／ t a n d a d d i n g t h e m i n t o flo a t i o n s y s t e m o ffe r b e i n g mi x e d， t he b e s t s y s t e m f o t a t i o n r e a g e n t wa s de t e r mi ne d ． Ke y wor ds flo t a t i o n； c o l l e c t o r；f r o t h e r；s y s t e m r e a g e n t 浮选药剂制度的研究 1 9