煤泥浮選藥劑的研究進(jìn)展

煤泥浮選藥劑的研究進(jìn)展

0浮選藥劑的使用浮選是根據(jù)礦物表面活性劑的不同性質(zhì)進(jìn)行選擇的。其實(shí)質(zhì)是疏水的煤粒粘附到氣泡上,親水的矸石等雜質(zhì)留在水中,從而實(shí)現(xiàn)分離。在浮選過程中所使用的藥劑稱為浮選藥劑,浮選藥劑的作用主要是提高煤表面疏水性和煤在氣泡上粘著的牢固度。因此在調(diào)節(jié)礦物的表面性質(zhì),提高礦物的浮選速度和選擇性等方面,浮選藥劑起著極為重要的作用。顯然,礦物顆粒間的疏水性差別越大,分選效率就越高,浮選指標(biāo)也越好。所以在浮選過程中使用浮選藥劑的目的之一,就是增大礦物顆粒之間疏水性的差別。1調(diào)整劑表面疏水性在煤泥浮選中,一般主要使用兩種藥劑,一種是改善煤粒表面疏水性的捕收劑,另一種是降低氣液界面張力的起泡劑,對(duì)于特殊的煤泥浮選,有時(shí)還要使用調(diào)整劑。藥劑的選擇主要取決于煤泥的性質(zhì)及其所含雜質(zhì)的種類和數(shù)量。1.1浮選型煤泥的制備技術(shù)捕收劑能選擇性地作用于礦物表面,提高礦物的疏水性,使礦粒能更牢固地附著于氣泡而上浮。捕收劑按其在水中解離程度分為兩大類:非離子捕收劑和離子型捕收劑。非離子型捕收劑主要是非極性烴類油和不溶性的酯類。前?者?本?身?是?非?極?性?物質(zhì),主要用于分選非極性礦物,如煤、石墨等,也可以用作某些極性礦物的輔助捕收劑;后者用于分選重金屬硫化礦。離子型捕收劑的分子結(jié)構(gòu)中一般有兩個(gè)基團(tuán):極性基和非極性基。極性基能與礦物表面發(fā)生作用,使捕收劑同著于礦物表面,而非極性基起疏水作用。所以,這類捕收劑也稱雜極性或復(fù)極性藥劑。對(duì)于處理不同類型的煤泥時(shí),需選擇不同的浮選藥劑,當(dāng)浮選表面疏水性差的煤時(shí)(如:氧化煤),就必須使用浮選活性高的藥劑。而對(duì)于分選細(xì)泥含量高的煤泥,就應(yīng)選擇具有良好選擇性的藥劑。國內(nèi)外選煤廠用于浮選的捕收劑絕大多數(shù)為石油產(chǎn)品,主要有煤油、輕柴油等。我國石油資源相對(duì)貧乏,所以為了減輕能源供需矛盾,改善浮選藥劑的性能、減少用量是當(dāng)前選煤工作者的重要研究課題。近年來,芳香化合物或芳烴含量較多的非極性藥劑顯示出較好的浮選效果。國外新近推廣應(yīng)用的捕收劑APP-1和APP-2,國內(nèi)研制的FS-201以及MZ系列捕收劑等與傳統(tǒng)的藥劑相比提高了精煤產(chǎn)率,降低了藥耗。如九里山選煤廠分別用煤油和MZ-101作捕收劑,當(dāng)精煤灰分相近時(shí),煤油用量是MZ-101的兩倍,并且精煤回收率低24%。當(dāng)選煤廠要求尾煤灰分高于75%,用煤油、柴油往往達(dá)不到此要求,九里山煤的實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)煤油等捕收劑用量為1520g/t時(shí),尾煤灰分為40.82%,而用MZ-101捕收劑,用量?jī)H為700g/t時(shí),尾煤灰分為78.84%。棗莊煤的浮選結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。1.2可選用的解釋確定的變形劑起泡劑多數(shù)是雜極性表面活性劑,可以在氣—液界面吸附濃縮,降低氣-液表面能,使氣泡體系能量降低,促使空氣分散,生成直徑較小的氣泡,并能在相界面上進(jìn)行定向排列,使其極性端指向水,非極性端指向空氣,由于極性端和水分子發(fā)生作用,在氣泡表面形成一層水化層,阻礙了氣泡的兼并,同時(shí)還可以增加氣泡抗變形及破裂的能力。常見起泡劑分子中的碳原子數(shù)為5～11個(gè),具有起泡性質(zhì)的有機(jī)化合物很多,如醇類、酚類、酮類、醚類及脂類。歷史上最早使用的起泡劑多是萜類天然植物產(chǎn)品,如松油、桉葉油、樟油等。近年來人工合成起泡劑已取代天然起泡劑。在生產(chǎn)中合應(yīng)用的有FP-101起泡劑、GF油和TR-85浮選劑等,這些藥劑與煤油、輕柴油配合使用,使藥劑的消耗大多降到1.5kg/t干煤泥左右。美國主要采用甲基異丁基芐必醇(MIBC)作起泡劑,由于其價(jià)格太高,國內(nèi)選煤廠極少采用。起泡劑的選擇也應(yīng)根據(jù)煤泥的性質(zhì)而定,對(duì)細(xì)泥含量高的煤泥,應(yīng)使用浮選選擇性好的起泡劑。目前用于選煤的起泡劑一般是一些人工合成起泡劑。例如晉陽選煤廠自投產(chǎn)以來一直使用MF2起泡劑,藥劑消耗量比較大,浮選精煤灰分高,且過濾機(jī)濾餅水分大,同時(shí)給精煤產(chǎn)品裝車造成很大困難。為解決這一問題,對(duì)幾種新型起泡劑進(jìn)行了研究和試驗(yàn)分析,最終確定選用X-316起泡劑。X-316是一種不溶于水的棕色油狀液體,具有較強(qiáng)的起泡性能,提高了浮選精煤產(chǎn)率,降低了藥劑消耗,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。1.3減少能耗,降低生產(chǎn)成本復(fù)合型浮選劑是近年來開發(fā)的一種新藥劑,它兼具捕收、起泡雙重功能。國內(nèi)研制的有MB、MC系列,FJ系列復(fù)合煤用浮選劑,KL-1型復(fù)合浮選劑和FO合成浮選劑等。復(fù)合藥劑的研制和生產(chǎn)大大降低了油耗,節(jié)約了能源,改善了浮選指標(biāo),藥劑的單耗大多降到1.0kg/t干煤泥以下。復(fù)合浮選藥劑的設(shè)計(jì)思路是將捕收劑、起泡劑合二為一,并加入表面活性劑和添加劑進(jìn)行乳化,制成水包油型復(fù)合藥劑,使其具有捕收和起泡的雙效功能,提高藥劑的穩(wěn)定性及在煤泥水中的分散能力,從而減小藥劑用量和提高浮選效果。開灤林西礦選煤廠為了克服ZX系列浮選劑氣味大、有粘稠物的缺點(diǎn),調(diào)整了原材料并改進(jìn)了工藝流程,研制出KL-1型復(fù)合浮選劑。它以捕收性能為主,兼具起泡性能,且藥劑耗量低,氣味小,穩(wěn)定性好,自1996年3月試用以來,效果良好。1.4分散與絮凝劑用于調(diào)整其它藥劑與礦物表面的作用,調(diào)整礦漿的性質(zhì),提高浮選的選擇性。調(diào)整劑是控制礦物與捕收劑作用的一種輔助藥劑,調(diào)整劑按作用可分為活化劑、抑制劑、pH礦漿調(diào)整劑、分散與絮凝劑四類。目前用于選煤的調(diào)整劑并不多,但要解決煤泥可浮性差的最有效、最簡(jiǎn)便的方法是加入調(diào)整劑。唐山分公司研制的OC系列活化劑能明顯改善煤泥的疏水性。OC系列調(diào)整劑是一種非離子型添加劑,能與氧化煤中的多種含氧官能團(tuán)形成化學(xué)吸附。配成一定濃度的OC水溶液與煤泥充分?jǐn)嚢韬?接觸角能增大10～14°,這說明形成的化學(xué)吸附使煤的疏水性變好。此外,把OC加入有捕收劑的煤泥水中,能降低油水界面張力,促進(jìn)油滴在水相中分散,使油滴與煤粒接觸,有利于氣泡礦化,從而改善浮選的選擇性。2可選用的藥劑浮選藥劑的選擇和使用是提高煤泥浮選效果最重要的環(huán)節(jié)之一。當(dāng)浮選易浮煤時(shí),可以選擇浮選活性略低些的捕收劑,但浮選表面疏水性差的煤時(shí),應(yīng)使用浮選活性高的藥劑。對(duì)于分選細(xì)泥含量高的煤泥,就應(yīng)選擇具有良好選擇性的藥劑,必要時(shí)還需添加調(diào)整劑。起泡劑的選擇應(yīng)視煤泥中所含高灰分細(xì)泥的數(shù)量及浮選機(jī)的充氣情況而定。對(duì)