浮選藥劑分類

1、第 5 章浮選藥劑5.15.1浮選劑的作用與分類3.%2 .浮選劑的作用煤泥浮選是利用煤和礦物雜質(zhì)的表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異實(shí)現(xiàn)分選過(guò)程的。為強(qiáng)化分選效果，浮選中添加了各種浮選藥劑，浮選劑是為實(shí)現(xiàn)或促進(jìn)浮選所應(yīng)用的各種化學(xué)藥劑的總稱。浮選劑的作用主要是提高煤粒表面硫水性和煤粒在氣泡上粘著的牢固度；在礦漿中促使形成大量氣泡，防止氣泡兼并和改善泡沫的穩(wěn)定性，使煤粒有選擇性地粘著氣泡而上?。徽{(diào)節(jié)煤與礦物雜質(zhì)的表面性質(zhì)，提高煤泥的浮選速度和選擇性。4.%2 .浮選藥劑的分類3.%2.%33.%2.%3. .按作用分類浮選藥劑按其作用可分為以下幾類：(1)(1)捕收劑捕收劑是指加入煤槳中提高煤粒表面的硫水

2、性，使其易于并牢固地和氣泡附著的浮選劑。在浮選中最常用的捕收劑為非極性燒類化合物，如煤油、輕柴油等。(2)(2)起泡劑起泡劑是指在浮選過(guò)程中用以控制氣泡大小、維持氣泡穩(wěn)定性的浮選劑。屬于這類浮選藥劑的是各種有機(jī)表面活性物質(zhì)，如脂肪醇。(3)(3)調(diào)整劑調(diào)整劑是指調(diào)整煤漿及礦物表面的性質(zhì)，提高某種浮選藥劑的效能或消除負(fù)作用的浮選藥劑。選煤用調(diào)整劑主要包括：介質(zhì) pHpH 值調(diào)整劑：調(diào)整煤漿酸堿度的浮選劑，用以改變煤粒和礦物雜質(zhì)表面的電性，來(lái)提高浮選過(guò)程的選擇性。屆于這類浮選劑的有石灰、硫酸等”抑制劑：浮選過(guò)程中用于控制礦物雜質(zhì)對(duì)分選的有害行為，降低某種礦物表面疏水性，使其不易浮起，從而提高煤與礦

3、物雜質(zhì)分離的浮選劑。屆于這類浮選劑的有偏硅酸鈉、水玻璃、六偏磷酸鈉和淀粉等。(4)(4)其他其他還有用于增加非極性油類在煤漿中彌散度的乳化劑等。必須指出，上述浮選藥劑類別是按其基本作用區(qū)分的。事實(shí)上由于組成結(jié)構(gòu)的影響，通常都不會(huì)只起一種作用， 還兼有其他作用。 某種浮選藥劑在一定條件廠屬于這一類， 條件改變后可能屬于另一類。4.%2.%34.%2.%3. .按分子結(jié)構(gòu)分類浮選藥劑按其分子結(jié)構(gòu)可分為以下幾類：(1)(1)極性浮選劑這類浮選劑的分子就整體而言是電中性的，但具有兩個(gè)電極，就像磁鐵棒具有兩個(gè)磁極一樣，它們能吸引極性水分子，具有親水性，能溶解在水中，如各種酸類、堿類、鹽類。(2)(2)非

4、極性浮選藥劑這類浮選藥劑的分子正電荷與負(fù)電荷的電重心是重合在一起的，在水中不解離，基本不能吸引極性水分子，水化作用很小，具有疏水性。它們以小油滴形態(tài)懸浮在水中，如煌類化合物(油類)。(3)(3)復(fù)極性浮選劑(又稱雜極性浮選劑) )這類浮選劑的分子由兩部分組成，即極性部分(常稱極性基)和非極性部分(常稱非極性基)。極性基具有親水性，非極性基具有疏水性。如直鏈脂肪醇，一端為非極性基碳?xì)浠玩溗鼈円詥畏肿訉有问蕉ㄏ蛭健⑴帕性跉庖航缑嫔?。圖 5-15-1 為不同的浮選劑分子與極性水分子相互作用的示意圖。圖中（a a）為疏水性的非極性分子；（b b）為親水性的極性分子；為雜性分子，一端親水，一端疏水。圖

5、 5-15-1 浮選劑分子與極性水分子分子相互作用示意圖5.25.2捕收劑非極性燒類油煤泥浮選的實(shí)質(zhì)是疏水性的精煤通過(guò)與捕收劑作用，粘附在氣泡上，而親水性的肝石顆粒滯留在水中，從而實(shí)現(xiàn)相互分離的過(guò)程。煤粒的表面以疏水性為主，具有較好的天然可浮性。在浮選中廣泛采用非極性燒類油作為捕收劑，特別是煤油、輕柴油和改性煤油等，占煤泥浮選時(shí)捕收劑耗量的 80%80%90%90%。燒類油大部分來(lái)自石油產(chǎn)品， 主要是根據(jù)工業(yè)使用目的不同按一定沸點(diǎn)東范圍分儲(chǔ)和加工的。 它們?yōu)橐后w，分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，化學(xué)性質(zhì)不活潑，在水中不會(huì)解離成離子，難溶于水，疏水性高，一般不和礦物表面發(fā)生化學(xué)作用。1 1、非極性燒類油的捕收作用

6、非極性燒類油的浦收作用是由于它能夠在非極性礦物表面吸附和在其表面展開并形成油膜。非極性燒類油的主要成分為脂肪燒、環(huán)烷煌和芳香煌，其分子都是由碳和氫原子組成，原子之間以非極性的碳一碳鍵和弱極性的碳一氫鍵結(jié)合，屬于非極性分子。在煤泥分選過(guò)程中，大部分煤粒表面是非極性的，因此，煤粒對(duì)油分子吸引力大于對(duì)強(qiáng)極性水分子的吸引力，油滴吸附到煤粒表面，同時(shí)煤粒表面與油分子之間的作用力大于油分子本身之間的作用力,圖 5-2 非極性燒類油在礦物表面的固著情況油滴在煤粒表面展開， 的薄油膜， 進(jìn)一步提高面的疏水性見圖 5-5-形成疏水了煤粒表 2 2（c c）。6kr而肝石顆粒絕大部分表面是極性表面，有很強(qiáng)的親水性

7、，肝石表面對(duì)油分子的吸引力小于對(duì)水分子的吸引力，肝石表面被水分子覆蓋，形成水化膜，非極性燒類油不易在肝石表面吸附見圖 2 22 2（a a）, ,或僅能吸附極少量的燒類油到局部疏水部位，基本上不能提高肝石的疏水性，從而擴(kuò)大了煤粒與肝石表面潤(rùn)濕性的差異，促使分選順利進(jìn)行。如果在煤粒表面夾雜極性的礦物雜質(zhì)或局部被氧化，則能形成不連續(xù)的油膜見圖 5 52 2（b b）。非極性燒類油的捕收作用主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：1 1）非極性燒類油可以提高煤粒和氣泡的附著。由于非極性燒類油在煤粒表面展開，增加煤粒表面的疏水程度，削弱其水化作用，使煤粒與氣泡碰撞時(shí)，水化膜易破裂，附著過(guò)程容易進(jìn)行。2 2）非極性燒類

8、油可有效提高煤粒在氣泡上附著的牢固程度。這是非極性燒類油沿著三相接觸周邊富集形成一條油環(huán)所致。當(dāng)氣泡表面與煤粒接觸時(shí)，在兩者之間的縫隙由于毛細(xì)管作用力促使油滴迅速聚集，然后擴(kuò)大面積而形成油膜，并向與氣泡接觸的潤(rùn)濕周邊匯集成油環(huán)，促使煤粒牢固地粘附于氣泡上。如圖 5-35-3 所示。圖 5-3 氣泡底下油環(huán)的形成3 3）細(xì)粒的煤表面粘附油滴后互相兼并，還可以形成氣絮團(tuán)。2 2、非極性燃類油化學(xué)組成對(duì)捕收作用的影響在有機(jī)化合物中，凡是只含有碳及氫原子的物質(zhì)，都叫做煌類化合物。燒類化合物按其分子結(jié)構(gòu)的不同，一般義分為飽和煌和不飽和燒兩大類。飽和燒是指碳原子之間全部是由單鍵連接而成的煌類化合物，包括由

9、直鏈構(gòu)成的烷燒和由環(huán)鏈構(gòu)成的環(huán)烷燒兩種。當(dāng)烷燒中碳原子個(gè)數(shù)達(dá)到 4 4 個(gè)以上時(shí)，同碳原子數(shù)時(shí)，碳原子在分子中的排列結(jié)構(gòu)會(huì)有所不同，這種現(xiàn)象稱為烷煌的正構(gòu)或異構(gòu)。不飽和燒是指碳原子之間由部分雙鍵連接而形成的煌類化合物，含有直鏈雙鍵的不飽和煌稱為烯煌，含有苯環(huán)的不飽和煌稱為芳香煌（簡(jiǎn)稱芳煌）。非極性燒類油的捕收性能與其化學(xué)組成有關(guān)，而其組成又隨產(chǎn)地、加工方法、儲(chǔ)分溫度的不同有較大差異。1 1）非極性組分對(duì)浮選的影響非極性燒類油按照煌族組成可分為芳煌、烯煌和烷燒。烷煌又可分為正構(gòu)烷燒、異構(gòu)烷煌和環(huán)烷燒。在燒類油中還有一些含氧、含氮的化合物。經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)際使用及研究表明，非極性燒類油各組分的捕收作用強(qiáng)弱

10、次序?yàn)椋悍蓟拖┗彤悩?gòu)烷煌環(huán)烷煌正構(gòu)烷燒；重芳煌（多環(huán)）輕芳煌（學(xué)環(huán)）。芳煌和不飽和燒的捕收作用與煌類化學(xué)成分對(duì)煤表面的吸附能力有關(guān)，吸附能力的大小由各個(gè)煌分子中環(huán)和鏈的周圍電子密度的分布性質(zhì)所決定。飽和煌具有對(duì)稱的電子層，在分子中只有碳?xì)滏I，其周邊沒有集中的電子云；芳煌分子中環(huán)相聯(lián)，烯煌分子中有碳?xì)潆p鑲，它們的電子云密度都比較大，所以不飽和燒（芳煌、烯燒）在煤粒表面吸附的鍵能比飽和燒（環(huán)烷燒、烷燒）要大些。芳煌組分活性較高的另一原因是它們的油一水界面張力較低，在其他條件相同時(shí)，有較好的分散度，浮選過(guò)程中較容易乳化成小的油滴固著到煤粒表面，提高其疏水性。2 2）雜極性化合物對(duì)浮選的影響燒類油組成

11、中，除非極性組分外，還有少量的非燒雜質(zhì)，例如，比咤、唾咻、口比咯、酚、脂肪酸、醇酸和?；衔锏入s極性化合物。由于這些雜質(zhì)的存在，其淬游性大力提高，既可節(jié)約用量，又可提高工藝效果。燒類油中雜極性物質(zhì)含量對(duì)浮選指標(biāo)的影響見表 5 51 1。表 51 燒類油中雜極性物質(zhì)含量對(duì)浮選指標(biāo)的影響燒類油：雜極性物質(zhì)精煤產(chǎn)率/%精煤灰分/%尾煤灰分/%計(jì)算入料灰分/%浮選完善指標(biāo)/%15:171.228.0135.5015.9242.099:178.558.2442.9215.6844.207.5:181.008.6046.8615.8744.115:185.079.4752.8215.9441.08從表

12、5-15-1 中可見，在一定范圍內(nèi)，增加雜極性成分的比例，對(duì)提高浮選效果是有利的，能提高浮選完善指標(biāo)，對(duì)精煤產(chǎn)率和尾煤灰分增幅的影響也比較明顯。雜極性成分的比例增加后精煤灰分有所增加，其比例過(guò)高時(shí)，精煤質(zhì)量惡化，選擇性受差。雜極性物質(zhì)之所以對(duì)煤粒有捕收作用是因?yàn)殡s極性分子可以在煤粒表面的極性部位進(jìn)行定向排列、其極性基指向煤粒表團(tuán)，與煤粒表面的多種含氧官能團(tuán)相互作用；非極性基朝水，使煤粒表面少量極性部位硫水，提高煤粒的可浮性，再促使燒類油固著到這部分表面上，進(jìn)一步提高疏水性見圖 5 54 4（a a）。但雜極性物質(zhì)含量超過(guò)某一定量后，在煤粒表面形成反向吸附層，使已經(jīng)硫水的煤粒表面重新變成親水見圖

13、 5 54 4（b b）。燒類油中的雜極性成分除起捕收作用外，還有起泡作用和乳化作用。圖 5-4 雜極性物質(zhì)對(duì)煤粒的八月作用示意圖3 3、非極性燃類油儲(chǔ)分組成對(duì)捕收性能的影響微分是石油精儲(chǔ)過(guò)程中不同溫度時(shí)截取的液體物料。分儲(chǔ)溫度越高，所得到的物料碳鏈越長(zhǎng)，分子量也越大。不同燒類油，其最佳儲(chǔ)分溫度不同，芳煌最高微分溫度為 170c170c220220C C, ,異構(gòu)烷燒和環(huán)烷燒為 230c230c260C,260C,正構(gòu)烷燒為 190c190c240C,240C,煤油則為 170c170c245245CoCo 石油各儲(chǔ)分中，捕收性能最好的微分溫度是 180c180c240C,240C,碳鏈長(zhǎng) 8

14、 815,15,非極性燒類油最佳的粘度范圍是（1 12 2）X10X10 一4m m2/s s。顯然，分儲(chǔ)溫度對(duì)浮選性能的影響，實(shí)際上主要是碳鏈長(zhǎng)度或分子量的影響。分儲(chǔ)溫度高，所得播出物碳鏈長(zhǎng)，其疏水性也強(qiáng)，但碳鏈越長(zhǎng)，分子量越大，分子間的內(nèi)聚力也越大，粘度越大，浮選過(guò)程中不易乳化分散，在煤粒表面吸附速度慢，浮選性能降低；分儲(chǔ)溫度低，儲(chǔ)出物碳鏈較短，本身疏水性差，加之分子間凝聚力小，揮發(fā)性高，在煤粒表面不易形成穩(wěn)定的油膜，從而也會(huì)降低浮選性能。4 4、常用捕收劑的種類和性質(zhì) 1 1）煤油煤油是煤泥浮選中應(yīng)用最廣泛的非極性燒類捕收劑之一。它是石油裂解時(shí)的微分產(chǎn)品、主要成分是C CiiCC26的烷

15、燒，基本上不溶于水，只具有捕收性。煤油用量一般為 0.50.52kg/2kg/（t t 煤泥）。根據(jù)不同的用途，煤油分為燈用煤油、拖拉機(jī)煤油、航空煤油等品種。按照產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中小于270c270c 的微出物含量不小于 70%,70%,大于 310c310c 的微出物含量應(yīng)小于 2%2%。煤油中常含少量芳燒、烯煌等，但由于來(lái)源不同，其性質(zhì)差異很大。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，煤泥浮選時(shí)一般使用燈用煤油。2 2）輕柴油輕柴油按加工方法的不同，可分為催化柴油、直儲(chǔ)柴油、熱裂化柴油和焦化柴油等。輕柴油碳鏈長(zhǎng)度常為 151518,18,分儲(chǔ)溫度約 165c165c365365C,C,密度為 0.740.740.

16、95g/cm0.95g/cm3。輕柴油中溶有一些分子量較大的石蠟，當(dāng)溫度下降時(shí)，它會(huì)“結(jié)晶”呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從油中析出，即產(chǎn)生輕柴油的凝固現(xiàn)象。選煤廠要根據(jù)不同季節(jié)使用不同凝固點(diǎn)的輕柴油。商品輕柴油按凝固點(diǎn)分為 0 0 號(hào)、1010 號(hào)、1010 號(hào)、2020 號(hào)、一 3535 號(hào)等規(guī)格。浮選一般用 0 0 號(hào)或 1010 號(hào)輕柴油，用量通常為 1 13kg3kg/ /（t t 煤泥），這與煤泥浮選起泡劑用量有關(guān)。輕柴油組成波動(dòng)比煤油大，尤其是芳煌含量，如催化裂化輕柴油芳燃含量比直儲(chǔ)輕柴油高很多，捕收性能比煤油高，但選擇性不如煤油。輕柴油因其分子量大，所以粘度較高，在水中分散的油珠尺寸大，在煤粒表面

17、鋪展成油膜的速度慢，但其疏水性強(qiáng)，因此，浮選時(shí)作為變質(zhì)程度較低煤的捕收劑比較有利。3 3）頁(yè)巖輕柴油頁(yè)巖輕柴油系頁(yè)巖焦油所得儲(chǔ)出物經(jīng)冷壓脫蠟，再經(jīng)酸堿洗滌后的產(chǎn)品。頁(yè)巖輕柴油中含有較多的不飽和燒（烯煌、芳煌）,以及含氧、含氮物質(zhì)，所以頁(yè)巖輕柴油具有較強(qiáng)的捕收性能和一定的起泡性能。通常用于易選或中等易選煤泥，用量約為 1.51.52kg/2kg/（t t 煤泥）。4 4）天然氣冷凝油天然氣冷凝油是天然氣凝析油經(jīng)精儲(chǔ)所得的煤油儲(chǔ)分。我國(guó)四川省天然氣資源豐富，西南地區(qū)的選煤廠就有用天然氣冷凝油作為捕收劑的。1 1MBMB 系列浮選劑MBMB 系列浮選劑是浮游選煤所用捕收劑的系列產(chǎn)品，呈棕色，密度為

18、0.930g/cm0.930g/cm3 3, ,基本組成為烷燒（C C9一 C C15）正構(gòu)、異構(gòu)體以及芳燒、多烷基苯類、烷基苛滿類，并含有其他成分。該系列浮選劑有 5 5 種產(chǎn)品，同時(shí)具有捕收性能和起泡性能，能滿足不同可浮性煤的浮選需要。其中，MBlMBl 適用于揮發(fā)分和細(xì)泥含量中等的較難浮煤，捕收性能比 MB2MB2 強(qiáng)，宜用于我國(guó)南方溫暖地區(qū)；MB2MB2 適用于揮發(fā)分和細(xì)泥含量中等的較易浮煤，宜用于我國(guó)北方寒冷地區(qū)；MBl2MBl2 適用于中等細(xì)泥含量的難浮煤；MB25MB25 適用于中等探發(fā)分的易浮煤，浮選速度快，MB275MB275 適用于中等揮發(fā)分和細(xì)泥含量較高的煤。2 2ZFZ

19、F 合成浮選劑它是以煤油為原料在常壓下液相催化氧化的產(chǎn)物，組成中含燒類和燒類氧化物，兩者的比例大致力 60:40,60:40,外觀呈棕黃色透明液體，密度為 0.85g/cm0.85g/cm3,PH,PH 值為 6 67 7。該浮選劑兼有捕收性和起泡性。3 3MZMZ 系列浮選劑MZMZ 系列浮選劑是一種含有不同官能團(tuán)并具有起泡性能的煤用捕收劑，是由石油化工副產(chǎn)品經(jīng)加工、改性、配制、去除異味后制成的，其主要組分是 C C8C C13的烷燒、芳香煌、脂肪醇、燒類衍生物和少量的表面活性劑。該浮選劑具有良好的捕收性、選擇性和一定的溶解性，浮選效果比使用單一燒類油好。以上介紹的我國(guó)曾經(jīng)開發(fā)使用的 MBM

20、B 系列浮選劑、ZFZF 合成浮選劑、MZMZ 系列浮選劑都可稱為復(fù)合浮選劑。所謂復(fù)合浮選劑是指兼具捕收、起泡兩種性能的浮選劑。在煤泥浮選過(guò)程中，只需添加一種浮選劑，簡(jiǎn)化了浮選過(guò)程的藥劑制度，但是，由于復(fù)合浮選劑中起捕收和起泡作用組分的比例固定，復(fù)合浮選劑往往以系列形式生產(chǎn)，以適應(yīng)煤種和煤質(zhì)的變化。如我國(guó)生產(chǎn)的 MBMB 系列浮選劑和 ZFZF 合成浮選劑在選煤時(shí)可單獨(dú)使用，對(duì)于人選可浮件變化較大的多種原料煤的礦區(qū)型選煤廠適應(yīng)性就較差。有些選煤廠在使用復(fù)合浮選劑時(shí)，根據(jù)浮選入料性質(zhì)(尤其是粒度組成)，再添加其他捕收劑或起泡劑，即該復(fù)合浮選劑捕收能力不足時(shí)，就添加適量的非極性油類，或者起泡能力不

21、足時(shí)，就添加適量的起泡劑。4 4FS-202FS-202 捕收劑以直儲(chǔ)煤油為原料經(jīng)加氫、脫蠟并提取正構(gòu)烷燒后的抽余油。其中含有捕收性能強(qiáng)的儲(chǔ)分達(dá) 84%,84%,故能顯著降低浮選劑用量。5 5OCOC 添加劑OCOC 添加劑是一種改善煤泥浮選效果的輔助捕收劑、可以與目前使用的所有捕收劑、起泡劑和復(fù)合浮選劑配合使用，顯著改善氧化煤浮選效果。10)10)煤泥浮選促進(jìn)劑促進(jìn)劑是一種能夠改善捕收劑和起泡劑效果的浮選劑，是浮游選煤的重要輔助劑。它從2020 世紀(jì) 8080 年代開始開發(fā)，其組成多為表面活性的有機(jī)化合物，可溶于輕柴油，也可與多數(shù)起泡劑兼溶，能提高難浮煤的產(chǎn)率，降低其他浮選劑用量，并改善粗粒

22、煤的浮選。目前產(chǎn)品有 Accoal4433Accoal4433、ShurcoalShurcoal、丁基氫氧化鐵(C(C4H H9)4FeOHM10FeOHM10 等系列。由于促進(jìn)劑具有調(diào)整劑和乳化劑的性質(zhì)，因此在浮選過(guò)程中的作用是促進(jìn)和提高燒類油在煤漿中的分散度，生成細(xì)小的油滴，增加油滴與煤粒接觸的機(jī)會(huì)，并使油滴均勻粘附在煤粒表面.增強(qiáng)油滴在煤表面粘著的強(qiáng)度，同時(shí)與其他浮選劑混合使用還可增強(qiáng)各種浮選劑的使用效果，提高選擇性和浮選速度，提高精煤產(chǎn)率。4.34.3 起泡劑在浮選過(guò)程中，使用捕收劑，可提高煤粒表面的疏水性。此時(shí)，如果煤漿中有性質(zhì)良好的氣泡粘附煤粒上浮，就能有效實(shí)現(xiàn)分選。我們知道，在純

23、水中氣泡是極不穩(wěn)定的，它們相互接觸后便立刻兼并，形成大泡，上升到水面就馬上破滅。這種性質(zhì)的氣泡是無(wú)法實(shí)現(xiàn)泡沫浮選的。圖 5-5 氣泡上升至液面示意圖造成氣泡破滅的原因有三個(gè)：一是氣泡互相接觸碰撞時(shí)，氣泡間水層受氣泡本身的擠壓而變薄，直至消失，從而使氣泡互相兼并。二是氣泡在上升到液面的瞬間，氣泡上部的氣液界面跟流體內(nèi)部相通的水層在兩個(gè)相界面的壓力和液體本身的重力作用下，水受擠壓向下流出（見圖 5-55-5）層變薄，直至消失，于是氣體就逸出水面。三是在水層很薄時(shí)，水的蒸發(fā)速度起到明顯作用，促使氣泡破裂。三是在水層很薄時(shí)，水的蒸發(fā)速度起到明顯作用，促使氣泡破裂。5 5.3.1.3.1 起泡劑的作用起

24、泡劑本身不產(chǎn)生氣泡。在向充氣煤漿中添加起泡劑后，它能將氣流分散成大量直徑合適，并具有一定穩(wěn)定性的小氣泡，氣泡與疏水性煤粒粘附，實(shí)現(xiàn)礦化，升浮到液面.形成泡沫層?；?F起電劑的修枇分于圖 5-6 起泡劑分子在氣液界面上的吸附和排列為什么起泡劑具有這樣的作用呢？因?yàn)槠鹋輨┦请s極性分子，其極性基親水，與水分子強(qiáng)烈地互相吸引，所以朝向水層，而非極性基處于空氣中或氣泡內(nèi)。這樣起泡劑就在氣液界面上實(shí)現(xiàn)單分子層的定向吸附和排列（見圖 5-65-6）起泡劑的主要作用有以下幾個(gè)方面1 1. .控制氣泡大小依據(jù)起泡劑的化學(xué)組成， 它們履屬表面活性物質(zhì)。 所謂表面活性物質(zhì)是指能降低氣液界面表面張力的物質(zhì)。在煤漿中添

25、加起泡劑所，降低了氣液界面的表面張力。因此，在同樣充氣量的條件下，能產(chǎn)生更多的氣液界面，即數(shù)量多、直徑小的氣泡，以滿足泡沫浮選的需要。試驗(yàn)表明，煤漿中沒有添加起泡齊 J J 時(shí)，氣泡的平均直徑約為 3 35mm,5mm,加入起泡劑后，氣泡的直徑可以減小到 0.50.51 1mmmm。2 2. .維持氣泡穩(wěn)定起泡劑在氣泡表面形成丁水化層，其極性基吸引水分子，減慢了水從氣泡上部向下流動(dòng)的速度，當(dāng)氣泡上升到液面時(shí)，破裂時(shí)間得以延緩。在氣泡表面定向排列的起泡劑分子也可以降低水的蒸發(fā)速度，延長(zhǎng)氣泡的壽命。這樣，就維持了氣泡的穩(wěn)定性。3 3. .減緩氣泡兼并吸附在氣泡上的起泡劑分子，其極性基朝向水，與水分

26、于相互吸引形成水化層，當(dāng)兩個(gè)氣泡相互接近時(shí)，水化層起到阻礙作用（見圖 5-75-7）并且，起泡劑的極性基同性電的相互排斥，也減緩了氣泡的兼并。圖7起泡劑減緩氣泡兼并示意圖圖 5-75-7 起泡劑減緩氣泡兼并示意圖1 1.增加氣泡的彈性在浮選機(jī)中氣泡受到多種外力的作用，總是要變形的，這就要求氣泡要有一定的彈性，能迅速恢復(fù)原狀。眾所周知，在同體積的幾何體中，球體的表面積最小。在氣液界面的表面張力作用下，氣泡通常呈球形見圖 5-8a)5-8a)。當(dāng)氣泡上吸附單分子層的起泡劑之后.在外力作用下氣泡表面積增大，在變形部位定向排列的起泡劑分子數(shù)量相應(yīng)減少見圖 5-8b)5-8b), ,表面張力增大，氣泡表

27、面積有自發(fā)縮小的趨勢(shì)，于是又恢復(fù)了原狀。也就是說(shuō)在氣液界面吸附起泡劑后，增強(qiáng)了反抗變形的能力。如果外力引起的氣泡變形不很大時(shí)，氣泡不致破裂，相當(dāng)于增加了氣泡的彈性(即氣泡的機(jī)械強(qiáng)度)2 2. .延長(zhǎng)氣泡在煤漿中停留時(shí)間起泡劑能降低氣泡升浮速度的原因有以下兩點(diǎn)：(1)(1)在起泡劑作用下，氣泡呈球狀不易變形，而球狀物在水中的運(yùn)動(dòng)阻力大。(2)(2)由于起泡劑的作用，充人浮選機(jī)的空氣分散成許多小直徑的氣泡。小氣泡的升浮速度要比大氣泡慢得多。由此延長(zhǎng)了氣泡在煤漿中的停留時(shí)間，使得煤粒與氣泡接觸碰撞的概率增大，促使礦化,加快分選速度。1 1）.3.2.3.2 起泡劑組成對(duì)起泡性能的影響2 2）.非極性

28、基對(duì)起泡性能的影響浮選劑的表面活性是指降低表面張力（表面間作用力）的能力。對(duì)于不同系列的表面活性物質(zhì)，煌基每增加一個(gè)碳原子，表面活性可以增大 3.3.1414 倍。表面活性越大，起泡能力越強(qiáng)。以煤炭浮選用起泡劑辛醇（C C8H H170H0H）為例，辛醇分子的非極性煌鏈較長(zhǎng)，非極性成分大，使整個(gè)分子趨向于疏水，故在水中溶解度小，因而能迅速富集到氣液界面，形成穩(wěn)定的泡沫、表現(xiàn)出良好的起泡能力。當(dāng)起泡劑分子中非極性基煌鏈過(guò)短（4 4 個(gè)以下）時(shí).起泡劑分子受到水化層圖 28 起泡劑增大氣泡彈性示意圖水分子的吸引力相對(duì)增大，它不易在氣液界面上定向吸附，起泡性能差，大直得的氣泡比例高，氣泡數(shù)量少，上升

29、速度快，不利于氣泡和煤粒的粘附。但起泡劑分子中非極性基煌鏈過(guò)長(zhǎng)，溶解度會(huì)顯著降低，在水中的分散性變差，反而會(huì)使起泡能力下降，并且非極性基相互吸引形成的泡沫穩(wěn)定性過(guò)大、發(fā)粘，不易消泡。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究證明，醇類浮選劑活性最佳的是在非極性基中碳原子數(shù) 5 59 9 個(gè)范圍內(nèi)，同時(shí)非極性基的長(zhǎng)短要與極性基配合。另外，煌基屬性對(duì)起泡能力也有影響，煌基為芳香煌的表面活性沒有脂肪燒的大。3 3）. .極性基對(duì)起泡性能的影響極性基的結(jié)構(gòu)和數(shù)量影響起泡劑的物理性質(zhì)（如溶解度、解離度、粘度等）和物理化學(xué)性質(zhì)（如煤炭表面性質(zhì)等）,因此，對(duì)起泡性能也有影響。（1 1）極性基對(duì)起泡劑在水中溶解度的影響起泡劑溶解度的

30、大小，對(duì)起泡劑性能及形成泡沫的特性有很大影響。一般溶解度低的起泡劑，必須強(qiáng)烈攪拌才能分散于礦漿中.除少量溶于水中之外，大部分集中在煤漿的表面，隨泡沫層及水層排出，表現(xiàn)為起泡速度慢而持久，泡沫結(jié)構(gòu)致密，泡徑較小，泡沫較粘，對(duì)提高浮選精煤產(chǎn)率有利；溶解度大的起泡劑，溶于水中之后，大部分溶質(zhì)留于溶液內(nèi)部，在氣液界面吸附量較少，這時(shí)必須消耗較多的起泡劑才能達(dá)到所需的起泡性能，表現(xiàn)為起泡速度快，泡沫結(jié)構(gòu)疏松，泡徑較大，泡沫較脆，氣泡壽命較短，不能持久，必須多次不斷地添加起泡劑才能維持起泡作用，但是能較好地避免高灰細(xì)泥夾帶，對(duì)提高精煤質(zhì)量有利。起泡劑溶解度的大小和起泡劑分子中的極性基和非極性基都有關(guān)系就極

31、性基而言，主要取決于其性質(zhì)和數(shù)量，極性基與水分子作用力強(qiáng)的，其溶解度大。常見起泡劑的溶解度如表 5-5-2 2 所示。表 5-2 常見起泡劑的溶解度起泡劑溶解度/g.L-起泡劑溶解度/g.L-正戊醇21.9松油2.50異戊醇26.9a-菇醇1.98正已醇6.24樟腦醇0.74甲基異戊醇17.0甲酚醇1.66正庚醇1.811,2,3-三乙氧基丁烷*8庚醇-34.5聚丙烯正二醇酸全溶正壬醇0.586（分子量 400450）壬醇-21.28（2 2）極性基水化能力對(duì)起泡性能的影響起泡劑分子在水中發(fā)生水化作用，在氣泡表面形成一層水膜，使氣泡穩(wěn)定不易破裂。因此，起泡劑中極性基水化能力越強(qiáng)，氣泡穩(wěn)定性也越

32、強(qiáng)，如一 COOHCOOH 基水化能力強(qiáng)，很容易吸附到氣液界面上，則泡沫發(fā)粘，選擇性差，二次富集作用差。而一 SOSO4H H 基水化能力弱，形成的泡沫性脆，選擇性好。影響起泡劑選擇性的因素. .起泡劑分子量大小對(duì)選擇性的影響就一般規(guī)律而言、分子量小的起泡劑選擇性比分子量大的好，因?yàn)樗芩肿游?qiáng)，溶解度大。分子量小的起泡劑能產(chǎn)生疏松的泡沫結(jié)構(gòu)，泡沫發(fā)脆，泡徑較大，易于消泡，有利于物料的脫水回收，有利于礦物雜質(zhì)在浮選中不斷地從泡沫中脫落，返回煤漿，促使精煤在泡沫中“二次富集”分子量大的起泡劑則產(chǎn)生致密的泡沫結(jié)構(gòu)，泡徑較小，韌性大，泡沫粘而穩(wěn)定，不易消泡，不利于脫水回收，在浮選時(shí)能承帶負(fù)荷重

33、的煤粒，對(duì)提高精煤產(chǎn)率有利，但也易將礦物雜質(zhì)一起攜帶上來(lái)，故選擇性差。起泡劑分子量大小對(duì)選擇性的影響如表2-32-3 所示。由該表可以看出，C C35醇分子量小，其用量比一般起泡劑大一些.但精煤灰分指標(biāo)卻比分子最大的 C C59醇低得多，選擇性要好得多。表 5-3 起泡劑分子量大小對(duì)選擇性的影響藥劑名稱用量/g.i-精煤尾煤計(jì)算入料灰分/%浮選完善指標(biāo)/%產(chǎn)率/%灰分/%產(chǎn)率/%灰分/%10629.329.8070.6830.9324.7323.52C35醉14749.0311.0850.9738.2824.9336.2816058.1212.1741.8842.6824.9439.65812

34、9.3410.8870.6630.6324.8421.94C59醉9745.7312.0454.2735.0824.5430.8710552.7512.8047.2537.2324.3433.06. .起泡劑的極性基種類對(duì)選擇性的影響一般地說(shuō)，浮選時(shí)非離子型起泡劑（如醇類）的選擇性比離子型起泡劑（如口比咤）的選擇性好。這是因?yàn)榉请x子型起泡劑在水中不發(fā)生解離，化學(xué)性質(zhì)不活潑，很少與無(wú)機(jī)礦物雜質(zhì)起反應(yīng)；而離子型起泡劑在水中易解離為離子，化學(xué)性質(zhì)活潑，能與礦物雜質(zhì)起物理化學(xué)反應(yīng)，從而增強(qiáng)高灰分顆粒的浮游能力。. .起泡劑的捕收性能對(duì)選擇性的影響作為浮選用的起泡劑，最好性質(zhì)單一，不具有捕收性能。但由于

35、起泡劑大多為雜極性，煌基的長(zhǎng)短及結(jié)構(gòu)不同均會(huì)使起泡劑在浮選時(shí)具有強(qiáng)弱不同的捕收性能，這一點(diǎn)已被大量浮選實(shí)踐所證實(shí)。實(shí)踐結(jié)果表明，為了保證精煤質(zhì)量，可選用分子量較?。椿突^短、碳原子數(shù)較少卜水化程度較高的起泡劑。對(duì)于自然疏水性較差的煤泥，為獲取較高的精煤產(chǎn)率，可選用分子量較大（即煌基較長(zhǎng)、碳原子數(shù)較多卜水化程度較低的起泡劑。起泡劑捕收作用的強(qiáng)弱，對(duì)于提高浮選精煤產(chǎn)串、降低其灰分等方面有著重要的影響。常用起泡劑的種類和性能起泡劑按其來(lái)源可分為三大類：天然類、工業(yè)副產(chǎn)品類和人工合成品類。. .天然起泡劑該類起泡劑是由林木直接蒸儲(chǔ)和加工后的產(chǎn)品。由于林產(chǎn)品資源有限，所以天然起泡劑在選煤廠較少使用。1

36、 1）松油松油是最早使用的天然起泡劑，主要成分為a菇烯醇（C Ci0H H17OHOH）, ,結(jié)構(gòu)為：菇烯醉含量隨林木原料而異，約為 40%40%60%60%。松油為淡黃色或棕色液體，密度為 0.900.900.95g/cm0.95g/cm3 3, ,起泡能力較強(qiáng)，一般無(wú)捕收性能。若雜質(zhì)含量較多時(shí)，有一定的捕收性能。）2 2 號(hào)油亦稱松醇油，是我國(guó)選礦廠應(yīng)用最為廣泛的一種起泡劑。它是以松節(jié)油為原料.經(jīng)水合反應(yīng)制得，為淡黃色油狀液體，密度為 0.900.900.91g/cm0.91g/cm3 3, ,主要成分為 a a 菇烯醇，含量40%60%,40%60%,高者可達(dá) 80%,80%,其余為菇烯

37、類化合物。起泡性能好，無(wú)捕收能力，組成和性質(zhì)較穩(wěn)定。用量為20100g/20100g/（t t 原礦）。3 3）樟腦油樟樹的枝、葉、根干儲(chǔ)得到原油，提取樟腦后再分儲(chǔ)便得到各種樟腦油。分為紅、白、藍(lán)三種：白色油可代替松油作起泡劑，選擇性較松油好；用量為 100200g/100200g/（t t 原礦），紅色油產(chǎn)生的泡沫發(fā)粘；藍(lán)色油則兼有起泡性和捕收性，可用于浮選煤泥或其它起泡劑配合使用。4 4）枝葉油枝葉經(jīng)蒸儲(chǔ)得到，主要成分為枝葉醇，含量 50%50%70%70%。起泡性比松油弱，但選擇性好，用量較大些。2.2.工業(yè)副產(chǎn)品起泡劑我國(guó)選煤廠通常使用這類起泡劑。1 1）GFGF 浮選劑以丁醇、辛醇為

38、原料再經(jīng)特殊加工所得，主要成分為 2 2 一乙基己醇、二甲基己醇、2 2乙基丁酯、三丁基醍，密度為 0.880.880.91g/cm0.91g/cm3 3, ,紅棕色油狀液體，它兼有一定的捕收性能。由于 GFGF 浮選劑起泡性能強(qiáng)、用量小、選擇性好，在我國(guó)選煤廠廣泛地作為起泡劑使用。2 2）仲辛醇以蔗麻子生產(chǎn)葵二酸的副產(chǎn)品，其含量 70%80%,70%80%,密度為 0.81g/cm0.81g/cm3左右，黃色液體。由于仲辛醇用量較小、選擇性好、能產(chǎn)生較小的氣泡和較脆的泡沫層，也成為我國(guó)煤泥浮選應(yīng)用較廣泛的一種起泡劑，用量為一般為 100g/t100g/t 煤泥。3 3）雜醇來(lái)源較廣，也是選煤

39、廠應(yīng)用較多的起泡劑。如用發(fā)酵法制酒精時(shí)的副產(chǎn)品，其主要成分為丙醇、丁醇和戊醇的混合物。此類雜醇密度在 0.80g/cm0.80g/cm3左右，黃色透明液體，生成的泡沫較脆，選擇性好。此外，化工廠用一氧化碳和氫合成甲醇工藝中也有此類雜醇副產(chǎn)品。4 4）酯油 190190高壓法厥基合成丁醇、辛醇時(shí)得到帶支鏈結(jié)構(gòu)的殘液，以濃硫酸為催化劑，使其反應(yīng)生成酯類化合物，主要是含 C C4CC4支鏈的酯油。工業(yè)試驗(yàn)證明，酯油作為煤泥浮選的起泡劑，其效果與仲辛醇類似。充分利用工業(yè)上的各種副產(chǎn)品，并進(jìn)行有效加工，作為起泡劑使用，這是研制、開發(fā)浮選劑的一個(gè)重要途徑，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。3.3.人工合成起泡劑該類起泡劑是人們根據(jù)所浮選的礦物特性專門生產(chǎn)的化工產(chǎn)品。1 1）醍醇類起泡劑該類起泡劑是由石化產(chǎn)品合成的新型起泡劑，有甲基醍醇、乙基醍醇、丁基醍醇等。我國(guó)生產(chǎn)的乙基醛醇是由環(huán)氧丙烷和乙醇在苛性鈉催化下聚合而成的，也稱醛醇油。該類起泡劑水溶性較高，泡沫結(jié)構(gòu)致密，不發(fā)粘，選擇性好，易消泡，用量少，能生成大量對(duì)浮選有利的小于 0.2mm0.2mm 的小氣泡，但價(jià)格貴。2 2）醍類起泡劑該類起泡劑是一種新型起泡劑，國(guó)內(nèi)的 4 4 號(hào)油屬此類，成分為三乙氧基丁烷，又稱丁醍油，主要原料是合成聚乙烯醇過(guò)程中的副產(chǎn)