【正文】 刮取作為精煤；親水的矸石顆粒不與藥劑作用，不黏附到氣泡上，留在礦漿中，成為浮選尾煤。進(jìn)行這一過(guò)程的關(guān)鍵在于：礦物表面性質(zhì)的差異；從礦漿中析出足夠數(shù)量的穩(wěn)定的細(xì)小氣泡；低灰分的煤粒有充分的機(jī)會(huì)與氣泡群碰撞，并牢固地黏附于氣泡上被浮到礦漿的表面；高灰分的矸石粒雖有機(jī)會(huì)與氣泡碰撞但不黏附，遺留在礦漿中。從上述可知，在煤的浮選過(guò)程中，經(jīng)藥劑處理后的煤粒選擇性地黏附在氣泡上，而矸石粒則不黏附在氣泡上。煤粒和矸石粒對(duì)氣泡的不同行為是由于煤泥和矸石粒表面性質(zhì)的不同。當(dāng)它與氣泡碰撞時(shí)，氣泡容易排開(kāi)水層與它黏附在一起。煤粒與矸石粒對(duì)氣泡有著不同的碰撞效果。確定水在礦物的表面形成的潤(rùn)濕接觸角是評(píng)價(jià)和確定表面潤(rùn)濕性差異的最常用的辦法。表面潤(rùn)濕良好的固體親水性強(qiáng)，相應(yīng)測(cè)的接觸角就小；潤(rùn)濕不好的固體疏水性強(qiáng)，相應(yīng)測(cè)的接觸角就大。它既能反應(yīng)礦物的表面性質(zhì)，又可作為評(píng)定礦物的可浮性的一種指標(biāo)。捕收劑不被矸石表面吸附，故不能改善矸石的可浮性。充分利用煤粒與矸石的這種差異是進(jìn)行煤泥浮選的基本措施。生產(chǎn)實(shí)踐證明，不同粒級(jí)的煤泥在浮選中的速度和可浮性存的較大的差異。另外，對(duì)浮選劑的研發(fā)也得到了一定的發(fā)展，浮選劑的主要作用是提高煤粒表面疏水性和煤粒在氣泡上黏著的牢固度，在礦漿中促使形成大量氣泡，防止氣泡兼并和改善泡沫的穩(wěn)定性使煤粒有選擇性地黏著氣泡而上浮，調(diào)節(jié)煤與礦物雜質(zhì)的表面性質(zhì)，提高煤泥的浮選速度和選擇性。在這兩個(gè)方面，國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家學(xué)者通過(guò)不懈努力已經(jīng)取得了豐碩成果。生產(chǎn)實(shí)踐證明，不同粒級(jí)的煤泥在浮選中的速度和可浮性存的較大的差異。另外，對(duì)浮選劑的研發(fā)也得到了一定的發(fā)展，浮選劑的主要作用是提高煤粒表面疏水性和煤粒在氣泡上黏著的牢固度，在礦漿中促使形成大量氣泡，防止氣泡兼并和改善泡沫的穩(wěn)定性使煤粒有選擇性地黏著氣泡而上浮，調(diào)節(jié)煤與礦物雜質(zhì)的表面性質(zhì)，提高煤泥的浮選速度和選擇性。在這兩個(gè)方面，國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家學(xué)者通過(guò)不懈努力已經(jīng)取得了豐碩成果。目前, 在國(guó)際上出現(xiàn)了一種載體浮選的新概念, 即用可浮性較高的顆粒通常為粗顆粒為載體攜帶難浮選顆粒。GAtesok 等的研究表明,載體最佳粒度為 一 , 被載體與載體之比的最佳值為 。究其原因, 主要為載體和被載體顆粒之間因電荷相反而產(chǎn)生靜電吸引力, 在團(tuán)粒表面上最終達(dá)到疏水親水平衡, 從而產(chǎn)生氣泡和團(tuán)粒的雜凝聚現(xiàn)象。為了提高細(xì)粒級(jí)難浮煤和氧化煤的浮選效果,何杰從表面化學(xué)基本理論出發(fā), 分析了煤的本征表面性質(zhì)與潤(rùn)濕性間的關(guān)系, 探討了表面活性物質(zhì)的性質(zhì)、濃度以及溶液的PH 值等因素對(duì)潤(rùn)濕性的影響。湖南省煤炭科學(xué)研究所合成了兼具選擇性和分散性的 OF 系列藥劑, 試驗(yàn)證明可取得節(jié)油和提高精煤產(chǎn)率的效果。為了降低浮選精煤被細(xì)泥的污染, 程宏志等利用設(shè)置于浮選槽分離區(qū)的振蕩分離器的機(jī)械振動(dòng),激勵(lì)其周?chē)橘|(zhì)振蕩, 當(dāng)兩個(gè)波動(dòng)源之間最小局部振幅大于能夠產(chǎn)生機(jī)械夾帶的氣泡表面間最大距離時(shí), 被氣泡夾帶的親水性顆粒游離為自由顆粒, 落回礦漿, 從而減輕了夾帶污染?？傊壳皣?guó)內(nèi)外對(duì)浮選藥劑的研究概括起來(lái)有如下幾個(gè)特點(diǎn)：(1) 復(fù)合浮選劑是近年來(lái)浮選劑開(kāi)發(fā)的一種新趨勢(shì), 它兼具捕收、起泡雙重功能。(3) 起泡劑著重在人工合成, 特別是以石油加工產(chǎn)品烯類(lèi)為原料合成醇類(lèi)起泡劑, 報(bào)道最多,效果也最好。采用優(yōu)良的調(diào)整劑, 能夠改善煤的浮選產(chǎn)率和選擇性指標(biāo)。(6) 開(kāi)發(fā)新型、低毒、價(jià)廉、易得的新藥劑是目前浮選藥劑研究領(lǐng)域的重要方向?，F(xiàn)代的泡沫浮選過(guò)程一般包括:磨礦調(diào)漿浮選分離產(chǎn)品處理等四個(gè)過(guò)程。浮選法主要是采用浮選機(jī)和浮選柱。但為了提高浮選的分選效率，現(xiàn)代浮選流程通過(guò)以下幾種方式來(lái)達(dá)到這一目標(biāo):(a)分級(jí)浮選， 煤泥再細(xì)分為若干級(jí)別，分別用分選去加以處理。(c)分段加藥，在浮選流程中分多個(gè)點(diǎn)分批加藥。而微細(xì)介質(zhì)旋流器的介質(zhì)要磨碎到 100 以下對(duì)入料可選到 ，這種工藝關(guān)鍵在于微細(xì)介質(zhì)的制備和回收，采用干磨和分級(jí)分法可以制備不同級(jí)別的微細(xì)粒磁選鐵礦介質(zhì)。（3）為了處理細(xì)粒煤，發(fā)展了很多其他的方祛。油團(tuán)聚選煤是根據(jù)煤與其中的雜質(zhì)的表面性質(zhì)的差異，油水棍合在 起，油能優(yōu)先覆蓋在煤粒表面形成穩(wěn)定絮團(tuán)可以和礦物和水分離。由于油團(tuán)聚產(chǎn)品的水分較低，富含油，所以發(fā)熱量會(huì)增加。（4）在國(guó)外，隨著潔凈煤技術(shù)的興起，原入洗比精煤質(zhì)量在不斷提高。目前己開(kāi)發(fā)和正在開(kāi)發(fā)的這類(lèi)設(shè)備中，強(qiáng)化重力選設(shè)備，微泡類(lèi)浮選設(shè)備微細(xì)介質(zhì)旋流器，異形波跳汰機(jī)。在離心力場(chǎng)內(nèi)，顆粒在液體中的沉降速度比在重力場(chǎng)內(nèi)增加了“G的倍數(shù)，因此加快了顆粒分離速度和分離效果，有效分選粒度達(dá)到 以下。再者，煤中的硫鐵礦表面氧化后也呈疏水性，這樣會(huì)有大量的硫鐵礦不易被選出，而進(jìn)入精煤內(nèi)。②微泡和離心浮選技術(shù)。再一特點(diǎn)是先礦化后分離，礦化過(guò)程在下導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)行。望峰崗選煤廠是淮南礦業(yè)集團(tuán)的一座礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，入洗集團(tuán)公司謝一礦和李一礦原煤，年入洗能力為 150Mt/a，選煤工藝為不脫泥無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器+煤泥直接浮選+尾煤濃縮浮選。改擴(kuò)建后的選煤廠的生產(chǎn)能力為 ,其中外來(lái)原煤 ，本礦井原煤。主要生產(chǎn)灰分為 910%煉焦配煤以及部分洗混煤產(chǎn)品。最終確定采用不脫泥大直徑無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器+粗煤泥重介+煤泥浮選的聯(lián)合選煤工藝，它具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、單系統(tǒng)處理量大，分選精度高，對(duì)煤質(zhì)適應(yīng)能力好，精煤回收率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。%以下，盡管經(jīng)過(guò)三產(chǎn)品重介旋流器分選后，主選精煤灰分在 8%~10%內(nèi)可調(diào)，但由于目前生產(chǎn)系統(tǒng)中再選物料量、循環(huán)水及次生煤泥量都較大，導(dǎo)致煤泥水系統(tǒng)負(fù)擔(dān)較重，而且現(xiàn)在的浮選工藝，浮選精煤效果并不理想，精煤灰分高達(dá) 15%177。因此造成主選為浮選“背灰” 。現(xiàn)在望峰崗選煤廠在新建的年處理原料煤(953t/h)的重介質(zhì)旋流器選煤車(chē)間里配置五臺(tái)帶有浸沒(méi)式充氣攪拌裝置的FJCA204 型煤用噴射式浮選機(jī)，在這 5 臺(tái)浮選機(jī)中，3 臺(tái)用于煤泥粗選，2 臺(tái)用于粗選泡沫再精選。圖 12 FJCA204 型煤漿循環(huán)示意圖望選的 FJCA204 型浮選機(jī)有雙室循環(huán)和單室循環(huán)兩種。相鄰兩室的部分煤漿引入一臺(tái)循環(huán)泵，經(jīng)泵加壓后送至兩室四個(gè)帶有噴嘴的的充氣攪拌裝置中。望峰崗選煤廠引進(jìn)的是 PS型煤漿預(yù)處理器，它包括 PM 型管道混合器和 AE 型浮選劑乳化器兩部分。所進(jìn)行的試驗(yàn)如下：1).望峰崗原煤的基本性質(zhì)測(cè)定試驗(yàn)：原煤煤樣水分、灰分的測(cè)定，原煤粒度分析，極細(xì)粒煤泥激光粒度分析，原煤煤樣接觸角測(cè)定。針對(duì)上述研究?jī)?nèi)容采取如下研究思路與方法：（1）研究思路各項(xiàng)試驗(yàn)都是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下進(jìn)行的，通過(guò)一系列單元浮選實(shí)驗(yàn)、單因素選取試驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，找出浮選藥劑的最佳浮選條件。通過(guò)小篩分實(shí)驗(yàn)測(cè)得各粒度級(jí)灰分，計(jì)算得加權(quán)平均灰分與煤泥灰分進(jìn)行比較來(lái)檢驗(yàn)煤泥是否混合均勻。進(jìn)行分步釋放驗(yàn)，探索性試驗(yàn)找出最佳藥劑種類(lèi)及用量，從而找出實(shí)際數(shù)據(jù)與理論值之間的差異；通過(guò)礦漿濃度試驗(yàn)確定最佳入浮濃度條件。因此為了評(píng)價(jià)浮選過(guò)程的狀況，必須有一個(gè)指標(biāo)。在 1989 年，我國(guó)才頒布了浮選工藝效果部級(jí)評(píng)定方法。b)浮選完善指標(biāo)浮選完善指標(biāo)用于評(píng)定同一種煤，在不同工藝條件下的分選完善度。10)10(???yy jyj A?10j???儀器和藥劑表 2—1 試驗(yàn)所用儀器名稱(chēng) 規(guī)格/型號(hào) 備注標(biāo)準(zhǔn)樣篩 60、1200、325 網(wǎng)目 上海分樣篩廠微量感應(yīng)電子天平 BS224S 感量 電子天平 SL502K 上海民橋公司電熱鼓風(fēng)干燥箱 馬弗爐 KER1RK/FD 單槽浮選機(jī)浮選機(jī) 升，功率 120w，轉(zhuǎn)速 1800r/min武漢洛克粉末設(shè)備公司灰舟 若干微量進(jìn)樣器 1 25μι 精度 微量進(jìn)樣器 2 50μι 精度 微量注射器 3 100μι 精度 微量注射器 4 250μι 精度 試驗(yàn)藥劑：捕收劑：正十二烷起泡劑： MIBC（甲基異丁基甲醇）、灰分的測(cè)定煤的工業(yè)分析包括煤的水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率和固定碳含量四項(xiàng)指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)所用分析煤樣來(lái)源于望峰崗選煤廠，實(shí)驗(yàn)前先進(jìn)行篩分，取粒度小于 的煤樣。 【】水分測(cè)定最常用的是間接測(cè)定法，即將已知一定質(zhì)量的煤放在一定溫度下進(jìn)行干燥到恒重，煤樣所減少的質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比即為煤的水分。(2) 實(shí)驗(yàn)步驟用預(yù)先烘干并稱(chēng)出質(zhì)量的稱(chēng)量瓶，稱(chēng)取粒度為 以下的空氣干燥基煤樣2177。然后將稱(chēng)量瓶放入預(yù)先鼓風(fēng)并加熱到 105～110 ℃的干燥箱中，在不斷鼓風(fēng)條件下，干燥 ，從干燥箱中取出稱(chēng)量瓶，在空氣中冷卻2～3min 后再放入干燥器中冷卻 20min 到室溫再稱(chēng)重。采取最后一次的測(cè)定質(zhì)量作為計(jì)算依據(jù)。注：實(shí)驗(yàn)室條件有限，本實(shí)驗(yàn)就簡(jiǎn)單測(cè)取煤收到基水分。煤在溫度為815177。本次實(shí)驗(yàn)采取慢灰實(shí)驗(yàn)法。(2) 實(shí)驗(yàn)步驟 在預(yù)先灼燒和稱(chēng)重的灰皿中，稱(chēng)取粒度為 以下的空氣干燥基煤樣1177。將灰皿送入馬弗爐爐膛中，開(kāi)啟電源，開(kāi)始加熱。約 140 分鐘后，燒毀過(guò)程完畢，關(guān)閉電源，等待片刻打開(kāi)爐門(mén)，自然冷卻后取出灰皿，在空氣中冷卻約20min 后稱(chēng)量，以后再進(jìn)行每次為 20min 的檢查性灼燒，直到質(zhì)量變化小于 時(shí)為止。灰分小于 15%時(shí)不需要進(jìn)行檢查性灼燒。 望峰崗煤樣水分及灰分測(cè)定結(jié)果表 22 原煤水分原始測(cè)定數(shù)據(jù)表煤樣重/g 干燥后總重/g 水分/%第一次 第二次 表 23 原煤灰分原始測(cè)定數(shù)據(jù)表瓷舟重/g 煤樣重/g 燒灰后總重/g 灰分/%第一次 第二次 (1) 望峰崗煤樣灰分水分分析結(jié)果煤樣的水分：○ 1Mad = (21) 由式（21）得：Mad 1 =% Mad2 =%故 Mad =%式中：M ad分析煤樣的水分，%；m1 分析煤樣烘干后失去的質(zhì)量，g； m分析煤樣質(zhì)量，g。試驗(yàn)結(jié)果如表 24：表 24 原煤水分、 灰分的測(cè)定結(jié)果分析項(xiàng)目 數(shù)值（%）水分 Mad 灰分 Aad 由試驗(yàn)結(jié)果可知，望峰崗入浮原煤灰分較高。因此，對(duì)任何一種分選礦物進(jìn)行粒度分析，了解粒度組成和粒度特性，對(duì)于確定合理的工藝條件是必不可少的。本試驗(yàn)采用的是 以下濕法篩分 以上干法篩分，參照國(guó)標(biāo) MT/T4772022 進(jìn)行試驗(yàn)。(2) 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 套篩：篩孔網(wǎng)目分別為60, 120，200，325；大小搪瓷盆各若干，洗瓶，玻璃棒，電子稱(chēng)(精確到 )，振篩機(jī)。如煤樣重量較大，可分激磁進(jìn)行篩分；4) 在水中輕輕搖動(dòng)篩子進(jìn)行篩分，在第一盆水中盡量篩凈，然后再把篩子放入第二盆水中，依次篩分直至水清為止；5) 把篩上物倒入盤(pán)子內(nèi)，并沖洗凈粘在篩子上的篩上物。開(kāi)動(dòng)振動(dòng)儀，每隔 5 分鐘停下振動(dòng)儀，檢查一次，看其是否篩凈。篩分時(shí)，不準(zhǔn)用刷子刷篩網(wǎng)；8)按上述方法做一組平行實(shí)驗(yàn)。在煤炭洗選工藝研究中，一般以煤的灰分作為一項(xiàng)洗選效率指標(biāo)。并均勻的平攤在灰皿中；2) 將盛有煤樣的灰皿按一定順序送入馬弗爐爐膛中，開(kāi)啟電源，調(diào)節(jié)智能馬弗爐燒灰程序至慢灰程序，然后開(kāi)始燒灰；3) 約 140 分鐘后，待程序運(yùn)行至第五步約 20 分鐘時(shí)，關(guān)閉電源；4）等待片刻打開(kāi)爐門(mén)，自然冷卻后取出灰皿，冷卻約 20min 后稱(chēng)量。從表中可以看出該煤泥粒度分布主要集中在粗粒級(jí)和細(xì)粒級(jí)，其中粗粒級(jí) 4060 網(wǎng)目以上煤泥含量達(dá) %之多，細(xì)粒級(jí)325 網(wǎng)目煤泥占據(jù) %，含量較少的是中等粒級(jí)。表 25 煤泥小篩分實(shí)驗(yàn)資料 激光衍射粒度分析儀的原理粒度網(wǎng)目 產(chǎn)率% 灰分% 累計(jì)產(chǎn)率% 累計(jì)灰分%+40 4060 60120 120200 200325 325 合計(jì) 顆粒在激光束的照射下，其散射光的角度與顆粒的直徑成反比關(guān)系，而散射光強(qiáng)隨角度的增加呈對(duì)數(shù)規(guī)律衰減。 實(shí)驗(yàn)步驟1) 取 325 目篩子，加入約 50g 煤樣，置入裝半盆去離子水水的搪瓷盆，搖晃，直到水變渾濁為止。用玻璃棒攪勻煤泥水，用 250ml 燒杯盛大約 150ml 煤泥水。2) 在樣品池中加入蒸餾水做分散介質(zhì)，測(cè)量開(kāi)始后儀器自動(dòng)對(duì)光，檢測(cè)激光強(qiáng)度。 極細(xì)粒煤泥激光粒度分析結(jié)果圖 21 望峰崗選煤廠煤泥小于 325 目的分布試驗(yàn)結(jié)果分析：由圖可知，該部分高灰細(xì)泥主要集中在 — 之間。煤的潤(rùn)濕性是煤吸附液體的一種能力。相反，若液體分子之間的作用力大于固體煤的分子對(duì)液體分子的作用力，則固體煤不能被潤(rùn)濕。煤的潤(rùn)濕性可應(yīng)用于選煤：因?yàn)槊阂妆挥皖?lèi)潤(rùn)濕而不易被水潤(rùn)濕，但矸石則相反。 通常，可利用液體表面張力σ 和固體表面所成的接觸角 θ 的大小來(lái)判定一該液體對(duì)固體的潤(rùn)濕程度。 通過(guò)測(cè)定接觸角可確定液體對(duì)煤潤(rùn)濕性的大小。 原煤接觸角的測(cè)定原理礦物表面所謂“親水” 、 “疏水”之分是相對(duì)的。如下圖所示，在一浸于水中的礦物表面上附著一個(gè)氣泡，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)氣泡在礦物表面形成一定的接觸周邊，稱(chēng)為三相潤(rùn)濕周邊。固水與水氣兩個(gè)界面自由能所包之角（包括水相）稱(chēng)為接觸角，以 θ表示。親水性與疏水性的明確界限是不存在的，只是相對(duì)的。圖 22 氣泡在水中與礦物表面相接觸的平衡關(guān)系為研究望峰崗煤泥表面潤(rùn)濕特性參照成型煤粉接觸角測(cè)量方法對(duì)入浮煤泥進(jìn)行了接觸角的測(cè)定， 的各種煤樣烘干后粉碎至 200 目以下，然后取 400mg 煤樣，用加壓成型機(jī)壓成薄片，采用美國(guó)科諾工業(yè)有限公司生產(chǎn)的 C20 型接觸角儀測(cè)量。試驗(yàn)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 47572022 進(jìn)行，可比性浮選試驗(yàn)是指對(duì)不同的可浮性進(jìn)行比較的試驗(yàn)，即對(duì)不同煤樣采用相同的試