劉曉飛

(山西潞安郭莊煤業(yè)有限責(zé)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(jīng)濟(jì)發(fā)展提供動力的同時，由于煤炭污染物的排放，也對生態(tài)環(huán)境造成了一定的破壞。通過煤炭的分選技術(shù)，提高煤炭的品質(zhì)及利用的效率，可以極大地減輕污染物的排放，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。在煤炭的分選工藝技術(shù)上，泡沫浮選是細(xì)粒煤分選中廣泛應(yīng)用的方式[1]。泡沫分選能夠有效地排除煤炭中所含的雜質(zhì)，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(yè)浮選中具有廣泛的應(yīng)用，在進(jìn)行泡沫浮選的過程中，起泡劑對氣泡的數(shù)量及穩(wěn)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(jìn)行分析，從而優(yōu)化浮選的過程，提高煤炭浮選的效果。

1 浮選試驗的準(zhǔn)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(chǎn)的低灰無煙煤進(jìn)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(zhì)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(jī)上進(jìn)行浮選試驗。

圖1 起泡劑試樣(50 g/t)

在進(jìn)行試驗的過程中，設(shè)定浮選機(jī)的轉(zhuǎn)速為1 600 r/min，礦漿的質(zhì)量濃度為65 g/L，向浮選機(jī)中加入煤樣制品，進(jìn)行攪拌后加入水，然后加入捕收劑，經(jīng)過作用1 min后，加入不同濃度的起泡劑。經(jīng)過攪拌后，等煤漿進(jìn)行氣泡作用，開始進(jìn)行刮泡，同時進(jìn)行加水補(bǔ)充，保證礦漿的總量穩(wěn)定[5]。將采集的各產(chǎn)品收集后進(jìn)行干燥處理，測量浮選產(chǎn)品中的灰分含量，對試驗所得的樣品進(jìn)行精煤含灰量、可燃體回收率及脫灰率的測定，從而進(jìn)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(jìn)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(xiàn)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(zhì)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(dāng)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(wěn)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(wěn)定。這說明，在進(jìn)行浮選的過程中，精煤灰分的含量與煤樣的顆粒相關(guān)，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?？扇俭w回收率隨起泡劑濃度的增加呈現(xiàn)增加的趨勢。在起泡劑的濃度增加時，使得氣泡的數(shù)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?？梢员桓∵x出來。在起泡劑質(zhì)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(xù)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(jìn)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(xiàn)下降的趨勢，其中，當(dāng)煤樣顆粒大小處于中間水平時，脫灰率的數(shù)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(jìn)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(shù)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(nèi)，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(zhì)的精煤。

3 結(jié)語

泡沫浮選是進(jìn)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(shù)量及穩(wěn)定性，從而更好地實現(xiàn)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(jìn)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(shù)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(jìn)行煤炭的浮選過程中，應(yīng)依據(jù)煤炭的用途，選擇相應(yīng)的評價指標(biāo)，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(chǎn)生的污染物排放，提高煤炭的利用率，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。