選煤企業(yè)浮選機(jī)械的研究

孟凡鶴

摘 要：礦井采出的煤，通常含有粒度低于1cm的塵狀煤粉達(dá)到15%。在選煤廠用水介質(zhì)選煤的過程中，由于煤的磨損和泥質(zhì)矸石的泡軟，又形成一些微細(xì)的煤粒，這種煤粒叫做煤泥。在大多數(shù)的情況下，煤塵和煤泥的灰分較高，需要進(jìn)行選別。通常在跳汰機(jī)和泥槽中選別煤塵和煤泥所用的重力選別法，不能得到令人足夠滿意的結(jié)果。選別類似此種物料的完善方法，就是浮選法。

關(guān)鍵詞：選煤 浮選法 選別

中圖分類號：TD94 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0101-02

浮選是一種技術(shù)操作過程，這種操作過程，是以入選物料中所含何種礦物不同的表面被水濕潤能力為基礎(chǔ)。濕潤能力或為礦物表面所具有的自然特性，或用人為方法向礦漿中加入一種適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)——藥劑（浮選劑）造成的。煤炭的浮選過程，在于將煤塵、煤泥和水所組成的礦漿注入浮選機(jī)的槽中進(jìn)行仔細(xì)的攪拌，并向攪拌的礦漿中加入一定量的浮選劑和細(xì)小的氣泡。不能被水濕潤的煤粒附著于氣泡上，與氣泡一直升至水面（浮游），從而落入機(jī)底，由此經(jīng)過閘板除去。所有不能被水濕潤的物料，不論比重如何，均可進(jìn)行浮選。

用浮選法選別煤粉，給擴(kuò)大焦煤資源提供可能性，這種焦炭資源是發(fā)展我國黑色冶金工業(yè)所必需的。礦物的濕潤現(xiàn)象，與固體、液體表面分子間的引力大于或小于作用于液體本身分子間的引力有關(guān)。在前種情況下，液體將濕潤固體，而在后一種情況下，固體就不能被液體所濕潤。礦物（煤炭）微粒的表面被水濕潤的情形愈壞，則附著于氣泡的堅固性愈大，這種微粒被帶至表面（帶入泡沫中）也愈迅速。與此相反，能被水很好濕潤的礦物微粒，不容易附著于氣泡上，因而也就不能被帶至表面。煤炭所遇到的各種矸石代表，也具有不同的濕潤能力。例如泥質(zhì)頁巖能夠很好地被水所濕潤，所以實際上它根本就不能浮游。但是煤質(zhì)頁巖只能部分被水所濕潤，故能浮游，在這種情況下，就會增大精煤的灰分。

自然界的每種物質(zhì)，是由無數(shù)單獨的最小微粒組成的，這種微粒叫做分子。分子的不同結(jié)合，組成基本元素，由這些基本元素，組成自然界中所有的物體。礦物微粒附著在氣泡上所成的狀態(tài)如下：水中懸浮的礦物微粒欲與分散在水中的氣泡相接近，當(dāng)水分子厚度達(dá)到某種厚度時，不能濕潤的微粒與氣泡之間就發(fā)生分子作用力，此作用力是由于微粒與氣泡所具有的表面自由能所引起的。由于這種作用，自由能就轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒘Ｔ跉馀萆系墓潭埽傻V物表面被逐除，而為氣泡的空氣所代替。

礦物微粒附著于氣泡的時間，規(guī)定以百分之幾秒計算。礦物的濕潤能力，隨加入礦漿中的藥劑而變化，這種藥劑在礦物微粒的表面形成具有濕潤性或無濕潤性的分子薄膜。因此，改變礦物表面的性質(zhì)，就可控制浮選過程。只要選擇適當(dāng)?shù)乃巹┖瓦x擇浮選的給藥條件，這個問題便能解決。

綜上所述，煤炭的浮選其系統(tǒng)為：（1）煤塵、煤泥和其中的矸石礦物質(zhì)同水?dāng)嚢瓒纬傻V漿，微粒在礦漿中呈懸浮狀態(tài)。（2）使礦漿中充滿細(xì)小的氣泡并用藥劑將礦漿加以處理。一部分藥劑聚集在煤粒礦物表面上，從而提高其浮游活動性。另一部分藥劑聚集在矸石礦物表面上，從而提高其濕潤能力，阻止這些矸石漂浮于浮選泡沫產(chǎn)品中。還有一部分藥劑則聚集在氣泡的水薄膜上和水的表面上，從而阻止礦漿中的氣泡互相結(jié)合并使他們沿浮選機(jī)槽的表面流出。（3）在礦漿中，經(jīng)處理過的煤炭微粒附著于氣泡膜上，隨著氣泡升至浮選機(jī)槽的表面而形成安定的泡沫，當(dāng)累積到一定程度時，由機(jī)中刮除。（4）矸石微粒落入機(jī)底，積累到一定程度時，由機(jī)底排出。

在泡沫未流出浮選機(jī)前，為了能在自己的表面上保持附著在氣泡上的礦物微粒，泡沫應(yīng)當(dāng)是足夠安定的。能安定到如此程度，即為了消減泡沫并使泡沫變?yōu)榱黧w礦漿時，不受機(jī)械或其他作用的破壞。對煤來說，這些物質(zhì)在某種程度上還具有捕收性質(zhì)，這種性質(zhì)在結(jié)焦和半結(jié)焦產(chǎn)物中竟如此活潑，以致在大多數(shù)情況下，不用附加其他捕收劑即能得到令人滿意的結(jié)果。

大多數(shù)煤能在中性礦漿中較好地浮游。所以，當(dāng)用含酸性的礦井水時，為使浮選過程得以很好地進(jìn)行，必須使用調(diào)節(jié)劑。在煤精選加入附加水的同時，需加入少量捕收劑。用于抑制黃鐵礦及細(xì)粒煤泥的抑制劑，可盡早加入浮選過程中。

洗選產(chǎn)品的產(chǎn)出量和質(zhì)量，在很大程度上與浮選泡沫發(fā)生的過程有關(guān)。此時氣泡發(fā)生結(jié)合，氣泡的礦化程度發(fā)生變化，泡沫的濃度、構(gòu)造及安定程度也發(fā)生變化。完成浮選時的刮沫操作如若不慎，在很大程度上使浮選可能得到的指標(biāo)變壞。浮選泡沫的礦化過程，是在幾個階段發(fā)生的，在泡沫下層顯得特別有效，這是由于泡沫下濃度較高，氣泡向上移動時被礦漿中漂浮的泡沫層所阻撓。因此就有必要使其在浮選機(jī)的槽中產(chǎn)生某種厚度的泡沫層，沒有這層泡沫礦化過程就不能強(qiáng)烈進(jìn)行，泡沫產(chǎn)品的產(chǎn)出量也因而減少。當(dāng)?shù)V漿中析出泡沫時，氣泡徐徐進(jìn)行結(jié)合，氣泡面積隨之減少，把一部分礦物微粒重又拋于礦漿中。機(jī)械地帶至水面的矸石、結(jié)塊和煤質(zhì)頁巖（這些東西都會使精煤的品質(zhì)變壞）首先從氣泡上掉下。因此，為了降低泡沫產(chǎn)品的灰分，泡沫需要一定的析出時間是完全合理的。當(dāng)泡沫析出的時間過長，最大的煤炭顆粒就會與氣泡脫離，這是由于氣泡的結(jié)合，特別是由于刮沫器翻板的沖擊作用而發(fā)生的。由此可見，泡沫析出的時間過長是有害的。刮沫操作應(yīng)是有節(jié)奏的，不應(yīng)使機(jī)中形成的泡沫受到?jīng)_擊。泡沫層的厚度，在機(jī)器的精煤室中一般為100～150cm，在中間產(chǎn)品室中為50～75cm。

煤粒的大小對浮選結(jié)果的影響很大，小于1cm的物料在浮選時所得到的結(jié)果最好。大于1cm的煤粒通常不能浮游，從而落入尾煤中。為了防止粗煤粒在尾煤中損失，浮選前往往在篩中或水力分級機(jī)中將物料進(jìn)行分級。小于0.05cm的細(xì)粒煤泥，有害于浮選過程的正常進(jìn)行。這些微粒浮于泡沫產(chǎn)品內(nèi)，會提高精煤的灰分。為了分離煤泥而進(jìn)行的精煤再選，照例不能得出優(yōu)良的結(jié)果。

在機(jī)械設(shè)備的計劃停機(jī)和計劃修理以后，車間的開機(jī)應(yīng)遵守一定的順序。此時不僅需要正確開動車間的設(shè)備，而且要最大限度地縮短設(shè)備空轉(zhuǎn)，縮短調(diào)整技術(shù)操作過程的時間。浮選車間電線電壓接通的信號發(fā)出后，開動前一對浮選室。此時不應(yīng)向浮選機(jī)中加水，因為在浮選機(jī)停機(jī)時機(jī)室中剩留的稀薄礦漿幾乎運到刮沫器的面上。假若由于某種原因，浮選機(jī)中完全沒有礦漿，在開動機(jī)室時，需向機(jī)中加水，而且要把機(jī)室充滿。礦漿加入浮選機(jī)時，即開動給藥機(jī)，第一次的藥劑量為通常定量的1/3～3/4，此量在過程開始之初，一次加入。

當(dāng)浮選機(jī)計劃停機(jī)時，粗選給料停止即進(jìn)入浮選機(jī)的礦漿體積減少后，必須向第一個機(jī)室中給水并使機(jī)中礦漿液面保持一定。過濾機(jī)停止向尚未停機(jī)的設(shè)備給料時，可依次停機(jī)。當(dāng)扇形濾室上沒有濾渣時不應(yīng)工作，因為此時會顯著減低系統(tǒng)中的真空。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈政昌.浮選機(jī)發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢[J].有色金屬（選礦部分），2011（S1）：34-36.

[2] 劉春艷.浮選機(jī)流場數(shù)值模擬與相似特征參數(shù)的研究[D].煤炭科學(xué)研究總院，2009.endprint