第4 浮选因素.docVIP

第四章 煤泥浮选的基本因素 煤泥浮选是一个极其复杂的物理化学过程，这一过程包括的因素很多，由于这些因素在浮选过程中相互影响，使得它们的作用更为复杂。从大的方面说，影响浮选工艺过程的因素很多，可归纳为以下几个主要方面：①矿物的物质组成和化学组成；②矿浆制备；③浮选药剂制度；④浮选机所造成的工作条件；⑤浮选工艺流程。煤泥浮选影响因素见图4–1所示： 图4–1 影响煤泥浮选的工艺因素 第一节 原煤性质对浮选的影响 1．煤的变质程度对浮选的影响 按成煤过程中煤的变质程度(或称煤化程度)不同，煤分成不同的煤阶，每个煤阶又分不同煤种。不同煤阶或煤种具有不同的表面性质和可浮性。 通常，低变质程度的煤具有较高的表面孔隙度和较多的含氧官能团，亲水性较强，可浮性较差；当变质程度增大，煤的排列变得致密，孔隙度降低，表面含氧官能团减少，疏水性增强，在焦煤时可浮性最好；然后，随变质程度进一步提高，孔隙度又增加，侧链减少，碳链变短，疏水性又降低。各煤阶的表面疏水性变化也可用接触角的变化来定性说明，即接触角随煤的含碳量增加而增大，在焦煤时达到最大，然后又随含碳量增加而变小，如图4–2。 （a） 图4–2各煤阶煤的接触角和孔隙度（a） 图4–2各煤阶煤的挥发分、氧、羧基氧和羟基氧的含量（b） L．—褐煤；S．B—次烟煤；H．V．B—高挥发分烟煤； M．V．B．—中等挥发分烟煤；L．V．B—低挥发分烟煤；A—无烟煤 不同煤阶或煤种表面疏水性的变化很难定量解释，目前比较权威和公认的是以煤的工业分析和元素分析的数据为基础的经验式，称为表面成分理论或假说，其要点是认为煤这种不均匀物质由可浮的和不可浮的两组化学成分构成，因此煤的自然可浮性由这两部分的比例所决定，煤表面可浮的成分占优势时，其可浮性变好，反之则变坏。可浮性成分具有疏水性，非可浮性成分具有亲水性。按此经验公式计算的可浮性和接触角基本为线性关系。 2．煤的密度组成对浮选的影响 通常煤泥中密度越低的部分灰分越低，可浮性越好，所以我国传统上根据煤泥的小浮沉试验来判断煤泥的可浮性及浮选效果。煤阶越低的煤可浮性受相对密度影响越明显。密度增高对可浮性的影响不仅仅是质量偏大造成的结果，更主要是由于表面疏水性降低所致，至于相对密度增高可能是由于：①煤基元灰分高；②煤一矿物质连生体存在；⑧煤的显微组分不同。但必须注意，由于煤的品种和产地不同，同一密度级其基元灰分可能不同，可浮性也就不同。当中间级密度高时，较难以同时得到低灰精煤和高灰尾煤。 3．煤的显微组分对浮选的影响 煤颗粒表面显微组分对可浮性影响显著，通常镜质组分含量越高，煤的可浮性越好；而丝质体和壳质体可浮性差，这两种组分含量高时煤的可浮性差。 4．煤中矿物组成对浮选的影响 煤中主要影响其可浮性的矿物质有两类：泥质矿物和硫化矿物。前者包括高岭土、水云母、绿泥石、蒙脱石、泥质页岩等；后者主要为黄铁矿、白铁矿等。尤其是黄铁矿，在高硫煤中大量存在。 煤中矿物质对浮选的影响主要是粒度嵌布特性和泥化特性。矿物质以细粒或微细粒嵌布时，如果解离不彻底则难以分离，解离度过细时又会降低选择性。泥质矿物易泥化，含量较高时使浮选过程受到干扰，严重影响分选作业，有时甚至要采用脱泥作业预先脱泥。此外，硫化矿的可浮性和煤相近，加上其组成和结构的碳质污染，使其可浮性更接近煤，影响精煤质量，必须采用好的药剂或流程抑制硫化矿物。 第二节 粒度特性对浮选的影响 1．粒度对浮选的影响 浮选粒度的确定：一是根据矿物和脉石嵌布特性所需的单体解离度；二是根据矿物的密度确定的气泡负载能力。未经解离的矿物虽然粒度适合气泡附着和负载，但其分选效果也不理想；但若解离过度，粒度太细甚至泥化，也影响浮选。实践中的单体解离是通过磨矿来实现的。各类矿物的浮选粒度上限不同，硫化矿一般为0．2—0．25mm；非硫化矿为0.25～0.3mm；非金属矿如煤等粒度上限还可提高至0.5mm左右。 实践证明，各种粒度的浮选行为有较大的差别：通常粗粒级浮选速度慢，但选择性较好，但过粗时浮不出，易损失在尾矿中，俗称“跑粗”；细粒级浮选速度快，选择性差，过细时则失去选择性；只有中等粒度才具有最佳可浮性。对过粗和过细的入料，要采取特殊的工艺。浮选过程中要及时测定入料和产品的粒度变化并及时调整，可采用筛析的方法每1～2h测定一次。 2．煤泥粒度对浮选的影响 煤泥浮选入料的粒度一般在o～0.5mm，是煤在开采、运输、分选过程中自然形成，并由选煤的工艺技术所确定的。通常不需专门磨矿工艺。但随着洁净煤技术的发展，尤其是脱硫(黄铁矿)的需求，对煤泥进一步磨矿解离也是一个趋势。 从动力学的观点看，不同粒级的煤泥有不同的可浮性。从理论上说，煤泥浮选的最大粒度可达3㎜。跳汰法选煤可精确地分选到0.3㎜或更小的粒度，所以煤泥浮选入料