【正文】 第四章 浮 游 選 煤 內(nèi)容提要 ? 第一節(jié) 概 述 ? 第二節(jié) 浮選基本原理 ? 第三節(jié) 浮選藥劑及其作用 ? 第四節(jié) 礦漿準備器械 ? 第五節(jié) 浮選機 ? 第六節(jié) 浮選效果的評定 ? 第七節(jié) 影響浮選效果的因素 第一節(jié) 概 述 一 、 煤泥來源 1. 粒度在 mm以下的濕煤稱為煤泥 ， 有原生煤泥和次生煤泥之分 。 2. 原生煤泥是入選原煤中所含煤粉 （ 在開采和運輸過程中產(chǎn)生的 ） 形成的煤泥 。 一般占入選原煤的 10%~20%。 3. 次生煤泥則是在選煤生產(chǎn)過程中 ， 煤炭因粉碎和泥化而產(chǎn)生的煤泥 。 煤泥的數(shù)量與煤 、 矸石的易碎程度有關 ， 一般占入選原煤的 5%~10%。 4. 二者合計約占入洗原煤的 15%~30%， 其中的3%~5%由產(chǎn)品帶走 ， 其余均進入煤泥水系統(tǒng) 。 二、煤泥處理方式 ? 一種方式是將煤泥全部濃縮，然后用壓濾機回收，只出一種產(chǎn)品。 ? 另一種方式是用浮選的方法將煤泥分為精煤和尾煤 ，然后分別回收 ， 出兩種產(chǎn)品 。 ? 通過浮選的方法回收煤泥 ， 既可以提高精煤產(chǎn)率 ， 增加經(jīng)濟效益 ， 又可確保煤泥水系統(tǒng)正常工作 。 所以 ，目前選煤廠廣泛采用浮選法來處理煤泥 。 三、浮選基本過程 ? 浮選過程涉及三相 ,即固相、液相和氣相。其中液相是分選介質(zhì) , 一般為水 。氣相空氣 ,煤粒的選擇性運輸工具；固相是欲分離的礦物，包括煤和矸石。 ? 在充氣礦漿中，礦粒與氣泡碰撞接觸。由于煤表面潤濕性較小，所以碰撞后能粘附在氣泡上并隨氣泡一起升浮，最終成為泡沫精礦；矸石表面潤濕性強，碰撞后不能與氣泡附著，只能作為尾礦留在礦漿中，從而實現(xiàn)了二者的分離。 第二節(jié) 浮 選 基 本 原 理 一 、潤濕現(xiàn)象 ? 定義：水在固體表面展開的現(xiàn)象稱為潤濕。 ? 潤濕是自然界中常見的一種現(xiàn)象， 水滴展開的程度越大，固體表面的潤濕性越好。 ? 表面易被水潤濕的礦物，稱為親水性礦物，表面不易被水潤濕的礦物稱為疏水性礦物。 ? 礦物潤濕性越強，其表面越親水，浮選時可浮性越差。 ? 礦表潤濕性的大小，常用接觸角來度量。 礦物表面的潤濕現(xiàn)象 二、接觸角 ? 定義：三相潤濕周邊上任一點處的氣液界面切線與固體表面之間包含液相的夾角稱為接觸角 ， 用 θ 表示 。 ? θ 角的理論取值為 0 ~ 180176。 ， θ = 0176。 礦表完全被潤濕 ， 表現(xiàn)為絕對親水； θ =180176。 礦表完全不能被潤濕 ，表現(xiàn)為絕對疏水 。 ? 自然界中 ， 絕對親水和絕對疏水的礦物極少 ， 目前測得的最大接觸角為石蠟的 106176。 。 ? θ 角減小 ， 潤濕性提高 ， 礦物表面親水性增強 ， 可浮性變差； θ 角增大 ， 潤濕性降低 ， 礦物表面疏水性增強 ， 可浮性變好 。 ? 結論：礦物的接觸角越大 ， 其表面疏水性越強 ， 可浮性越好 。 煤 種 接觸角 / 176。 煤 種 接觸角 / 176。 長焰煤 60~63 瘦 煤 79~82 氣 煤 65~72 貧 煤 71~75 肥 煤 83~85 無煙煤 73 焦 煤 86~90 泥質(zhì)頁巖 0 ~10 A. 自然界中 ， 接觸角大于或等于 90176。 的礦物較少 ， 主要是由于氧化 、 風化等因素的影響 ， 礦物表面性質(zhì)的差異被削弱 ， 使浮選過程更加困難 。 B. 煤泥的可浮性與其變質(zhì)程度密切相關 ， 中等變質(zhì)程度的煤具有最好的可浮性 。 表 11 煤炭表面的接觸角 三、水化現(xiàn)象 ? 礦物表面具有一定程度的極性，置于水中，將與極性的水分子發(fā)生作用，使水分子在其表面產(chǎn)生定向、密集排列，形成水化膜，這種現(xiàn)象稱為水化現(xiàn)象。 ? 水化膜呈擴散結構，越靠近礦物表面，水分子的排列越緊密、有序。 ? 水化膜具有一定厚度，其厚度與礦物表面的潤濕性成正比。親水性礦物表面潤濕性大，故形成的水化膜厚，疏水性礦物表面潤濕性小，形成的水化膜相對較薄。 ? 水化膜的粘度比普通水大，具有與固體相似的彈性，所以比普通水穩(wěn)定，且水化膜越厚，越穩(wěn)定。 礦物表面的水化膜 水化膜對煤泥浮選的影響 浮選時，煤粒欲與氣泡發(fā)生附著，首先要排開二者之間的水化膜，此時需要外加一定的能量。 煤泥浮選時 ,由于煤粒表面的疏水性較強，故形成的水化膜薄，不穩(wěn)定，排開較容易，煤粒與氣泡生碰撞時，它就能夠附著在氣泡表面，進入泡沫精礦；而矸石表面親水性較強，形成的水化膜厚，穩(wěn)定性好，矸石與氣泡碰撞時，水化膜很難破裂，所以矸石不能與氣泡附著，只能留在礦漿中。 四、 氣泡礦化 浮選過程中，礦粒粘附在氣泡上的過程稱為氣泡的礦化。粘附礦粒后的氣泡稱為礦化氣泡。 （ 一 ） 氣泡礦化的過程 1. 煤粒與氣泡碰撞接觸是實現(xiàn)礦化的前提 。 2. 排開氣泡與煤粒之間的水化膜是能否實現(xiàn)礦化的關鍵 。 3. 煤粒與氣泡附著的穩(wěn)定程度決定了它能否最終到達泡沫層 。 1. 礦粒與氣泡的碰撞接觸 在浮選機的攪拌作用下，礦粒與氣泡在浮選機內(nèi)作相對運動，于是有了相互碰撞接觸的機會，進而可以粘附在一起。碰撞的幾率越高，氣泡礦化的可能性就越大。 2. 水化膜及其薄化 ? 排開氣泡與煤粒之間的水化膜是能否實現(xiàn)礦化的關鍵 。 ? 礦粒與氣泡碰撞后 ， 并不是都能粘附在一起形成礦化氣泡 ， 只有在碰撞過程中能及時排開兩者間的相隔水層 ， 才有可能實現(xiàn)兩者的粘附和固著 。 ? 由于不同礦粒表面的潤濕性不同 ， 所以形成的水化膜厚度及水分子排列的緊密程度不同 ， 排開時的易程度也不同 。 ? 礦物表面疏水性越強 ， 形成的水化膜就越薄 ， 氣泡與其靠近時 ， 兩者間的水化膜排開就越容易 。 3. 礦粒與氣泡附著的牢固性 ? 礦化氣泡在上升的過程中會受到許多外力 的作用，如 重力、離心力等，這些力將有可能導致已粘附在氣泡上的礦粒再從氣泡上脫落下來，故稱其為脫落力 。 ? 只有附著牢固的煤粒才可能隨氣泡上升進入泡沫層，實現(xiàn)與矸石的分離。 ? 向礦漿著添加捕收劑，可強化煤粒與氣泡的附著。 （二）氣泡礦化的影響因素 氣泡礦化是浮選過程的基本行為。它的影響因素有很多，如：礦粒的大小、表面疏水性、礦漿濃度、氣泡尺寸以及浮選機內(nèi)流體的動力學性質(zhì)等等。 礦粒最終能否成為泡沫精礦，取決 于： 礦粒與氣泡碰撞接觸的概率； 礦粒與氣泡的附著概率； 礦化氣泡在升浮過程中的不脫落率； 泡沫層的穩(wěn)定性。 （三）氣泡礦化的途徑 ? 煤粒與氣泡通過碰撞、附著實現(xiàn)礦化 (a)。 ? 小氣泡與小顆粒一起形成氣絮團實現(xiàn)的礦化 (b)； ? 氣體在疏水性煤粒表面析出形成礦化氣泡 (c)。 微泡析出附著 ? 正常情況下，水中都溶有一定數(shù)量的空氣。溫度和壓力發(fā)生變化，溶解的空氣數(shù)量也變化。 ? 浮選中的氣體析出都是在恒溫降壓條件下進行的。產(chǎn)生的氣泡有兩個特點：一是直徑小，分散度高，單位體積內(nèi)具有很大的氣泡表面積；二是能選擇性地優(yōu)先在疏水性礦物表面析出，是一種“活性微泡”。 ? 微泡形成的條件： ①礦漿中空氣的初始溶解度；②礦漿的降壓程度；③礦漿中是否存在疏水性礦物表面。 ? 微泡的作用： ? ①與微粒形成氣絮團，帶動微粒上浮；