新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM—DAC）絮凝劑對煤泥浮選的試驗(yàn)研究

帖呈+張權(quán)+李峰

摘要：介紹了一種新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑，本文考察了大同地區(qū)某礦弱粘煤煤泥粒度組成和礦物組成，其中-0.074mm粒級灰分含量高達(dá)34.71%，且礦物主要為高嶺土和石英。對比性浮選試驗(yàn)研究結(jié)果表明：新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑浮選效果顯著，精煤產(chǎn)率提高了8.28%、灰分降低了0.89%、浮選完善指標(biāo)提高9.03%。同時(shí)分析了絮凝劑作用后煤泥的紅外光譜。

關(guān)鍵詞：選擇性絮凝；聚丙烯酰胺；煤泥浮選；細(xì)泥罩蓋

0引言

在煤泥浮選過程中，細(xì)粒石英、高嶺土等礦物容易附著在煤顆粒表面形成細(xì)泥罩蓋現(xiàn)象，導(dǎo)致浮選分選效率降低，精煤灰分偏高。如何抑制細(xì)泥罩蓋現(xiàn)象，降低細(xì)泥對浮選精煤的污染作用，提高煤泥浮選效果，成為選煤行業(yè)的研究重點(diǎn)。

選擇性絮凝翻是選別微細(xì)粒礦物的有效方法之一，根據(jù)各礦物組分的表面性質(zhì)不同，絮凝劑將選擇性地吸附在某種礦物顆粒表面，通過“橋聯(lián)”作用促使其絮凝、沉降，而其他礦物組分仍保持穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，進(jìn)一步分離絮凝物和懸浮液。目前，絮凝劑致可分為無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑和生物絮凝劑，不同種類的絮凝劑對煤泥的分選作用效果不同，絮凝劑的選擇和應(yīng)用直接影響著浮選過程中的降灰脫硫效果。石英和高嶺土零電點(diǎn)分別約為3.7和3.4，即在中性礦漿中表面均帶負(fù)電，使用陽離子型絮凝劑將會有效的抑制細(xì)泥罩蓋現(xiàn)象，提高煤泥浮選效果。本文以制備的新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）為絮凝劑，以大同地區(qū)某礦弱粘煤泥為研究對象，研究其對精煤灰分、產(chǎn)率的影響，同時(shí)進(jìn)行了絮凝劑作用后煤泥的紅外光譜分析。

1試驗(yàn)研究方法

1.1煤樣性質(zhì)

試驗(yàn)選用大同地區(qū)某選煤廠煤樣粒度-0.5mm的入浮原煤，其粒度組成如表1所示。由表1可知：煤樣粒級含量分布不均，灰分隨著粒度的減小逐漸增大，0.074mm粒級含量偏高，約為32.86%，且灰分高達(dá)34.71%。由圖l煤樣的XRD圖譜可知：煤樣中所含的主要脈石礦物為高嶺土和石英礦物。結(jié)合煤樣粒度分布可知，該煤樣的主導(dǎo)粒級為0.074mm，說明該煤樣含有大量易泥化的細(xì)粒礦物，容易形成細(xì)泥罩蓋現(xiàn)象，對煤樣浮選不利。

1.2浮選試驗(yàn)

浮選試驗(yàn)在容積為1L的XFD型掛槽式浮選機(jī)上進(jìn)行，主軸轉(zhuǎn)速為1800r/min，充氣量為0.25L/min，礦漿濃度為60g/l。六偏磷酸鈉用量、絮凝劑用量、煤油用量和仲辛醇用量分別為1000g/t、100g/t、1000g/t和100g/t。浮選完成后，分別將精煤和尾煤過濾、烘干、稱重并按照國標(biāo)化驗(yàn)灰分，計(jì)算產(chǎn)率和灰分。浮選流程如圖2所示。

1.3浮選效果評定

采用浮選完善指標(biāo)對浮選結(jié)果進(jìn)行評定

采用德國BRUKER公司TENSOR27型號的傅立葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared，F(xiàn)HR）對絮凝劑、原煤、精煤和尾煤進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。測試條件：KBr壓片法，KB與樣品質(zhì)量比為100：1，檢測波長入為2.5～25μm，波數(shù)（（1）范圍為4000～500cm-1。

2結(jié)果與討論

2.1對比性浮選結(jié)果比于組別1的精煤產(chǎn)率提高了8.28%、灰分降低了0.89%、浮選完善指標(biāo)提高9.03%。這是由于新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑選擇性地吸附在表面帶電負(fù)性的石英、高嶺土等礦物上，通過“橋連作用”使礦物組分產(chǎn)生絮凝，而煤中可燃體仍分散在礦漿中，從而抑制了細(xì)泥罩蓋現(xiàn)象，促使捕收劑能充分地與可燃體接觸礦化達(dá)到高效的分離效果。

2.2紅外光譜分析

其中，圖3（A）為新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑的紅外光譜。在3450cm-1處出現(xiàn)了為-NH2的伸縮性振動(dòng)峰：在2926cm-1處出現(xiàn)了-CH3的非對稱振動(dòng)峰：在1736cm處出現(xiàn)了COOCH2中C=O的伸縮振動(dòng)峰：在1668em-1處出現(xiàn)了-CONH2的特征振動(dòng)峰：在1455em-1處出現(xiàn)了CH2 N～（CH3）亞甲基的彎曲振動(dòng)峰；在1162cm-1處出現(xiàn)了COOCHz-中C-O-C的不對稱伸縮振動(dòng)峰：在953cm-1處出現(xiàn)了季銨基的振動(dòng)峰。圖3（B）為組別2中原煤、精煤和尾煤的紅外光譜圖，精煤和尾煤譜圖相比于原煤譜圖均在1736cm、1668cm、1455cm、1162cm和953cm處出現(xiàn)了聚丙烯酰胺P（AM-DAC）特征紅外振動(dòng)峰，表明精煤和尾煤中均存在聚丙烯酰胺P（AM-DAC）：尾煤中絮凝劑的特征紅外振動(dòng)峰面積明顯高于精煤中絮凝劑的特征紅外振動(dòng)峰面積，表明了絮凝劑在尾煤中的吸附量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于精煤中的吸附量，這與尾煤和精煤中的灰分大小一致，即聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑選擇性地吸附在細(xì)粒礦物表面，有效地抑制細(xì)泥罩蓋現(xiàn)象，提高煤泥浮選效果。

3結(jié)論

①通過煤樣的粒度組成和XRD分析可知：該煤樣含有大量易泥化的細(xì)粒礦物，容易形成細(xì)泥罩蓋現(xiàn)象，對煤樣浮選不利。②通過對比性浮選結(jié)果可知：新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑的加入有效地抑制了細(xì)泥罩蓋現(xiàn)象，提高煤泥浮選效果，精煤產(chǎn)率提高了8.28%，灰分降低了0.89%。③通過紅外分析可知：尾煤和精煤均出現(xiàn)了聚丙烯酰胺P（AM-DAC）的特征峰，絮凝劑在尾煤中吸附量明顯高于精煤，與尾煤和精煤的灰分大小一致，表明了絮凝劑選擇性地吸附在細(xì)粒礦物表面。endprint