《煤用浮選捕收劑技術條件》和《煤用浮選起泡劑技術條件》解讀

周志英，程子瞾

(中國煤炭加工利用協會，北京 100013)

1 概 述

煤炭浮選是利用煤與矸石表面物理化學性質的差異，通過添加浮選藥劑擴大煤與矸石間表面潤濕性的差別，在固、液、氣三相界面，選擇性地富集煤炭，實現煤與矸石分離。浮選藥劑直接影響煤泥浮選效果的好壞。浮選藥劑的種類很多，既有有機化合物又有無機化合物，一般按照藥劑用途分類為捕收劑、起泡劑和調整劑。煤炭浮選相對其他礦物浮選的流程簡單，藥劑種類也少，主要是捕收劑和起泡劑，基本情況如表1。

表1 煤用浮選藥劑情況

煤用捕收劑主要采用煤油、柴油、頁巖柴油、FS-201、FS-202、ZF和化工副產品等非極性油類。特點是分子結構對稱，化學活性差。作用機理是選擇性地吸附在精煤顆粒表面，強化精煤顆粒表面的疏水性，削弱精煤顆粒的水化作用，使其與氣泡碰撞時，水化膜容易破裂，形成礦化氣泡，提高礦粒在氣泡表面的附著強度，微細精煤顆粒吸附非極性油滴后，還可形成氣絮團。

煤用起泡劑主要采用雜醇、仲辛醇和甲基異丁基甲醇(MIBC)，作用機理是降低氣—液界面表面張力，促使空氣在礦漿中彌散，形成微小氣泡，并防止氣泡兼并，增加氣—水界面，提高氣泡在礦化和上浮過程中的穩定性，從而保證礦化氣泡上浮形成泡沫層。

長期以來，煤用浮選藥劑的生產、使用和效果缺乏相關標準規范，為規范亂象，中國煤炭加工利用協會牽頭組織編制了《煤用浮選捕收劑技術條件》(T/CCT 003—2020)和《煤用浮選起泡劑技術條件》(T/CCT 004—2020)，標準是由河南省核力科技發展有限公司、北京核力合眾能源科技有限公司、河南省合眾能化科技有限公司、山東巨野友邦實業有限公司、山西中煤華晉能源有限責任公司王家嶺選煤廠、重慶智誠生物質新材料有限責任公司等單位共同起草，經過業內專家反復商討和推敲而形成的團體標準，于2020年9月17日發布，同年11月1日實施。

2 意義和作用

2.1 標準編制的意義

市場目前使用的捕收劑和起泡劑普遍具有閃點低、易燃易爆、有強烈刺激性氣味、揮發性強、毒性大的缺點。因此，開發新型、安全、高效、低毒、低成本的煤泥浮選劑，為浮選工人創造一個良好的工作環境是非常必要的。

2.2 標準編制的行業作用

目前，選煤領域浮選藥劑種類較多，且產品質量參差不齊，產品的質量及穩定性尚需提高，再加上涉及工作人員的身體健康和環境污染問題，使得行業亟須通過建立團體標準來規范企業產品，優勝劣汰，以促進行業快速正向發展。

3 國內外相關行業標準分析

目前，國內外暫無針對捕收劑和起泡劑指標判定其是否合格的產品標準，本團體標準的發布填補了行業空白，解決了無標可依的現狀。

4 主要技術內容及說明

4.1 氣味

常用的浮選藥劑具有強烈刺激性氣味，揮發性強、毒性大，對人體特別是對呼吸道有明顯的損害，輕者為上呼吸道刺激癥狀，重者則致喉頭水腫、喉痙攣、支氣管炎、中毒性肺炎，嚴重時可發生肺水腫。考慮到工作人員的身體健康和環境保護，本標準要求產品應無刺激性氣味。

4.2 VOC和苯含量

浮選藥劑中VOC大于80 g/kg后，空氣中的TVOC和苯含量急劇增加。綜合考慮安全性和適用性，VOC的限值定為不大于80 g/kg，苯含量限值定為不大于0.2 g/kg。

4.3 閃點

GB18218—2018《危險化學品重大危險源辨識》中提到，23 ℃≤閃點<61 ℃的液體產品屬于易燃品，儲存運輸都不安全。另外大量的實驗數據證明，閃點與選煤廠空氣中的TVOC有一定的關聯，閃點越低空氣中的TVOC越高。綜合兩點，產品閃點定在不低于60 ℃。

4.4 凝點

產品凝點本身并不影響產品的安全效果和使用效果，只要能正常使用即可。因此，給出夏季凝點定為0 ℃，冬季凝點定為-20 ℃。

4.5 密度

密度為產品的物理特征，本身并不影響產品的安全效果和使用效果，但是其為一種藥劑區別于另外一種藥劑的代表特征，根據統計原則設定了其范圍，普通浮選藥劑的密度定在0.8～0.95 g/cm3，水基浮選藥劑的密度定在0.9～1.0 g/cm3。

4.6 機械雜質

產品中如有雜質日積月累沉積在儲罐底部，在輸送時可能會造成堵管現象，因此我們設定了雜質限值不超過0.1%。

4.7 運動粘度

粘度反應產品的流動性，粘度太大流動性太差，不利于運輸。標準給出了25 ℃時運動粘度不超過30 mm2/s的限值。

4.8 pH值

產品中如果有酸，在儲存和使用過程中會腐蝕設備。要求產品pH中性為合格。

4.9 浮選精煤數量指數

國內外暫無選煤領域認可的確定浮選理論指標的方法，這就給評價選煤廠浮選藥劑性能帶來困難。標準參考GB/T 34164—2017《選煤廠浮選工藝效果評定方法》指出，用浮選精煤數量指數ηif值作為評價不同選煤廠(或不同煤粉、煤泥煤樣)浮選工藝效果的標準。

4.10 藥耗系數

標準給出了評價藥劑的浮選效率概念——藥耗系數，是指達到相同的浮選指標時，藥劑耗量與標準藥劑耗量的比值。

4.11 吸入毒性

標準對產品吸入毒性要求達到實際無毒(2級)或無毒(1級)。

5 結 語

《煤用浮選捕收劑技術條件》(T/CCT 003—2020)和《煤用浮選起泡劑技術條件》(T/CCT 004—2020)為首次涉及煤泥浮選領域捕收劑和起泡劑技術要求制定的標準，不僅考慮了當前選煤領域的應用需求，而且考慮了在現場使用中存在的問題，對捕收劑產品質量的提升和市場規范、企業進步均有較大的引領作用。