不同濃度藥劑對煤炭浮選效果的影響分析

劉曉飛

(山西潞安郭莊煤業有限責任公司，山西 長治 046100)

引 言

我國的煤炭儲量和使用量巨大，在為我國經濟發展提供動力的同時，由于煤炭污染物的排放，也對生態環境造成了一定的破壞。通過煤炭的分選技術，提高煤炭的品質及利用的效率，可以極大地減輕污染物的排放，有利于生態環境的保護。在煤炭的分選工藝技術上，泡沫浮選是細粒煤分選中廣泛應用的方式[1]。泡沫分選能夠有效地排除煤炭中所含的雜質，減輕在燃燒過程中的污染物排放，提供清潔化的煤炭資源。浮選藥劑在工業浮選中具有廣泛的應用，在進行泡沫浮選的過程中，起泡劑對氣泡的數量及穩定性具有重要的影響，從而影響煤炭的浮選效果[2]。針對不同濃度的起泡劑對浮選過程的影響進行分析，從而優化浮選的過程，提高煤炭浮選的效果。

1 浮選試驗的準備

針對浮選過程中起泡劑的濃度不同對浮選效果的影響，采用某煤炭生產的低灰無煙煤進行浮選試驗分析[3]。煤炭樣品的灰分含量為11.8%，采用鄰苯二甲酸二乙酯作為試驗用捕收劑，選用分選過程中廣泛使用的松油醇作為起泡劑[4]，選定所用的試劑質量比分別為0 g/t、50 g/t、100 g/t及150 g/t，制備的起泡劑試樣(如圖1所示)，并選定三種不同大小煤樣顆粒，分別在XFD型浮選機上進行浮選試驗。

圖1 起泡劑試樣(50 g/t)

在進行試驗的過程中，設定浮選機的轉速為1 600 r/min，礦漿的質量濃度為65 g/L，向浮選機中加入煤樣制品，進行攪拌后加入水，然后加入捕收劑，經過作用1 min后，加入不同濃度的起泡劑。經過攪拌后，等煤漿進行氣泡作用，開始進行刮泡，同時進行加水補充，保證礦漿的總量穩定[5]。將采集的各產品收集后進行干燥處理，測量浮選產品中的灰分含量，對試驗所得的樣品進行精煤含灰量、可燃體回收率及脫灰率的測定，從而進行浮選效果的分析。

2 不同濃度的起泡劑浮選效果

2.1 不同濃度起泡劑對精煤灰分的影響

對試驗所得的樣品進行精煤灰分的測定，在不同的起泡劑濃度下得到的精煤灰分的變化情況如第17頁圖2所示。從圖2中可以看出，在起泡劑濃度增加的過程中，不同顆粒大小的煤樣的精煤灰分變化趨勢一致，均呈現出增加的趨勢，這說明在起泡劑增加的過程中，由于增大了脈石礦物質的含量，使得煤樣的浮選性變差[6]。對于不同顆粒大小的煤樣，當顆粒較大時，起泡劑的用量在50 g/t之后，精煤灰分的含量基本趨于穩定，變化量不大，而在顆粒較小時，起泡劑的濃度較大之后，精煤灰分的含量才趨于穩定。這說明，在進行浮選的過程中，精煤灰分的含量與煤樣的顆粒相關，煤樣顆粒越小時，分離的效果越好，起泡劑的使用增加了脈石礦物的含量，不利于煤炭的浮選。

圖2 精煤灰分的變化曲線

2.2 不同濃度起泡劑對可燃體回收率的影響

針對不同濃度的起泡劑對可燃體回收率的影響如圖3所示，從圖3中可以看出，不同大小的煤樣顆粒可燃體回收率隨起泡劑濃度的增加呈現增加的趨勢。在起泡劑的濃度增加時，使得氣泡的數量增加，氣泡的直徑減小，增加了煤樣與氣泡之間的接觸，從而使得更多的顆粒可以被浮選出來。在起泡劑質量濃度增加的過程中，在0 g/t～50 g/t時，粗粒煤樣的可燃體回收率增加值較多，繼續增加起泡劑的濃度，對可燃體回收率的增加作用不大，這說明在50 g/t時的煤樣可以進行充分的泡沫化，此時可以取得較好的可燃體回收率。

圖3 可燃體回收率的變化曲線

2.3 不同濃度起泡劑對脫灰率的影響

針對不同濃度的起泡劑對脫灰率的影響如圖4所示，從圖4中可以看出，在起泡劑的濃度增加的過程中，不同顆粒大小的煤樣制品的脫灰率均呈現下降的趨勢，其中，當煤樣顆粒大小處于中間水平時，脫灰率的數值最小，這是由于中等顆粒的煤樣的浮選性能好，可燃體的回收率較高，使得較大比例的脈石礦物浮選進入精煤中，降低了脫灰率。

圖4 脫灰率的變化曲線

通過上述的分析可知，起泡劑用量的增加會增加浮選過程中的氣泡數量，并減小氣泡的直徑，有利于增加氣泡與礦物顆粒之間的接觸，在0 g/t～50 g/t的濃度范圍內，有利于增加可燃體回收率。由于無煙煤的用途廣泛，對于灰分含量的要求較低，為了增加可燃體的回收率，降低精煤的灰分量，提高浮選的脫灰率，可以選擇50 g/t的起泡劑作為最佳的浮選藥劑濃度，從而得到高品質的精煤。

3 結語

泡沫浮選是進行煤炭浮選中廣泛使用的方式，通過加入浮選藥劑的方式，增加浮選過程中的氣泡數量及穩定性，從而更好地實現顆粒物的分離。在浮選藥劑的選擇上，不同濃度的起泡劑對浮選過程的影響不同。針對不同濃度藥劑的影響作用，采用松油醇作為起泡劑，針對不同顆粒大小的無煙煤進行浮選試驗，從而分析起泡劑的影響作用。通過實驗分析可知，在浮選過程中，增加起泡劑的用量，會增加氣泡的數量，氣泡更加密集，從而增大了氣泡與礦物顆粒的接觸；但同時起泡劑的增加，會使得脈石礦物的夾帶增多，從而降低了煤樣的浮選性。因此，在進行煤炭的浮選過程中，應依據煤炭的用途，選擇相應的評價指標，從而針對性地選取起泡劑的濃度。無煙煤的用途廣泛，可以提高可燃體的回收率，以50 g/t的起泡劑濃度最為最佳的浮選濃度，降低無煙煤使用過程中產生的污染物排放，提高煤炭的利用率，有利于生態環境的保護。