高效复合选煤浮选药剂的研究

高效复合选煤浮选药剂的研究

徐初阳1,聂容春1,唐明康2

(11安徽理工大学,安徽淮南　232001;31淮南矿业集团有限责任公司望峰岗选煤厂,安徽淮南　232046)

摘　要:介绍了一种将捕收剂、起泡剂合二为一的高效复合选煤药剂的制备和应用性能,分析了药剂的乳化和稳定性机理。实验表明,该药剂稳定性好,在获得相同的浮选效果时,该复合药剂的用量比传统的轻柴油药方节省20%～30%。关键词:浮选;复合选煤药剂;乳化中图分类号:TD92311　　　文献标识码:A　　　文章编号:0253-2336(2003)06-0011-03

Researchonhighefficientcomplexfloatationagentforcoalpreparation

XUChu2yang1,NIERong2chun1,TANGMing2kang2

(11AnhuiUniversityofScienceandTechnology,Huainan　232001,China;

21WangfenggangCoalPreparationPlant,HuainanCoalMiningGroupCorp.Ltd.,Huainan　232046,China)

Abstract:Thepaperintroducedthepreparationandapplicationperformancesofahighefficientcomplexcoalflotationagentwithacom2binationofcatchingagentandfoamagent.Thepaperanalyzedemulsionandstabilizationmechanismoftheflotationagent.Theexperi2mentsshowedthattheflotationagenthasagoodstabilityandtheflotationagentcouldsave20%～30%oftheagentthanthetradition2allightdieselagent,whenobtainedasameflotationresult.

Keywords:flotation;complexcoalpreparationagent;emulsification

　　浮选在选煤中被广泛用于细粒煤分选,常用的浮选药剂有捕收剂、起泡剂等。国内浮选药剂的研究多集中于高效起泡剂的合成、开发和应用等方面[1],而对捕收剂研究较少。一般选煤厂都习惯使用轻柴油、煤油作为煤泥浮选的捕收剂,近年来浮选的应用有扩大的趋势,不仅用于炼焦煤的分选,一些生产高炉喷吹用无烟煤的选煤厂也采用了浮选工艺,浮选药剂的需求量也在增加。随着国际油价的上涨,高效、廉价的捕收剂正受到广泛的重视。轻柴油、煤油作为煤泥浮选的捕收剂,其特点是疏水性强、来源易得、有多年的使用经验等,但在煤泥水中分散性差,药剂耗量大。为降低选煤成本,改善轻柴油、煤油的浮选效果,一些生产厂采用了乳化油捕收剂收到良好效果,已成为选煤药剂应用的趋势。但此类乳化油捕收剂稳定性较差,多在生产现场现配现用,使应用受到限制,难以形成规模。

　　就目前来说,比较理想的选煤药剂是将捕收剂和起泡剂合二为一的复合乳化药剂[2],已在生产

中应用,这类药剂技术要求高,不同的研究者有不同的配方。

1　实验部分

111　复合浮选药剂的制备

　　该药剂的设计思路是将捕收剂、起泡剂合二为一,并加入表面活性剂和添加剂进行乳化,制成水包油型复合药剂,使其具有捕收和起泡的双效功能,提高药剂的稳定性及在煤泥水中的分散能力,从而减小药剂用量和提高浮选效果。

　　药剂的制备:将轻柴油、水、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、杂醇油和调整剂按一定配比和制度加入,在高速切割乳化器中进行乳化,约10min后即得乳白色水溶性复合浮选药剂。112　药剂的检测

　　将制备好的复合浮选药剂在室温下自然放置,并适时震荡和摇晃,以天为单位检验药剂的颜色和分层情况,以评价其稳定性。该药剂经检验30d左右不分层,经100km长途运输后仍保持稳定。

11

第31卷第6期　　　　　　　　　　　　　煤113　药剂的浮选效果试验

炭科学技术　　　　　　　　　　　　　　　2003年6月

对比试验,考察药剂用量对精煤产率和灰分的影响。表1为浮选药剂用量实验室试验结果。

表1　浮选药剂用量对比试验结果

药剂用量

/g・t-140060080010001200

　　实验室试验采用115L单槽浮选机,按GB4758-84所规定的标准程序进行。做了药剂用量试验、可比性试验和按不同的要求调整药剂配方试验。　　　　

　　试样选用1/3焦煤煤样采自望峰岗选煤厂的浮选入料,无烟煤煤样采自百善和刘桥二矿选煤厂的浮选入料。在望峰岗选煤厂进行了工业性试验,验证了复合浮选药剂的工业浮选效果。114　浮选效果的评定　　采用精煤产率γ、精煤灰分A、精煤可燃体回收率ε、浮选完善程度ηwf等指标来评价浮选药剂的浮选效果。

%

复合药剂产率

5216673156851458819889198轻柴油+杂醇产率

4515656125681788111285145

灰分

918610167121531414514168灰分

91129156111681218814112

　　注:望峰岗选煤厂浮选入料,矿浆浓度100g/L。

2　结果讨论

211　复合选煤药剂的乳化及稳定机理　　随着药剂用量的增加,精煤产率提高,同时精煤灰分也增加。理想的浮选药剂希望在精煤产率提高的同时控制精煤灰分,或是精煤产率和精煤灰分满足工业要求。

　　该试验中,复合药剂与对照药剂的浮选效果区别主要表现在药剂用量上,在用量相同时,复合药剂的精煤产率比对照药剂的精煤产率高,或在精煤产率相同时,复合药剂用量比对照药剂用量少。在复合药剂用量为800g/t时,精煤产率为85145%,精煤灰分为12153%,而对照药剂的精煤产率为85145%时,精煤灰分为14112%,且药剂用量为1200g/t。在达到相同的浮选指标时,复合药剂用

　　在油水乳化过程中,用表面活性剂作为乳化剂时,其疏水基一端吸附在不溶于水的油滴微粒子表面,而亲水一端则伸向水中。表面活性剂在油滴微粒子表面定向排列成一层亲水性吸附膜(界面膜),从而减少油滴之间的相互引力,降低油水两相间的表面张力,起到促进相互分散形成乳化液的作用。　　　　　在研究中,采用了水溶性的阴离子型和油溶性的非离子型表面活性剂,这种混合表面活性剂的使用,使得油滴微粒子表面产生静电斥力位垒和空间阻碍位垒,形成了更致密和强度更高的界面膜,使乳化液稳定,分散更均匀。同时,由于加入杂醇或仲辛醇等起泡剂,一方面这种醇类极性分子与界面膜中的乳化剂分子横向相互作用形成复合物,增加了界面膜的强度。另一方面,增加了乳化体系中表面活性剂的浓度,使界面膜上吸附更多的表面活性剂,在大幅度提高乳化液稳定性的同时,还可减少表面活性剂的用量。　　影响复合乳化药剂性能的主要因素有加药顺序和制度、药剂配方、表面活性剂的种类和用量、温度及搅拌强度等。　　其中表面活性剂种类的选择不仅要考虑被乳化对象所需的HLB值,还要考虑化学结构上的相似;使用2种或以上不同类型的表面活性剂更有利于药剂的稳定。212　复合药剂用量对精煤产率和灰分的影响　　将复合药剂与传统的轻柴油+杂醇油药剂进行12

量比使用轻柴油+杂醇油时节省30%。213　不同煤样的实验室浮选效果

　　表2为不同煤样的实验室浮选试验结果。用精

)指标和浮选完善度(η煤可燃体回收率(εwf)指标

来评价浮选药剂的浮选效果。

　　试验组采用每吨干煤泥复合药剂用量为800g;对照组采用轻柴油+杂醇油的药剂配方,每吨干煤泥轻柴油用量1000g、杂醇油100g。

　　从表2可见,无论对1/3焦煤还是无烟煤,该复合药剂均有很好的浮选效果,比对照药剂在获得相同的精煤灰分时,精煤产率提高3%～7%,精煤可燃体回收率提高4%左右,浮选完善度指标提高2%左右。

214　不同药剂配方对浮选效果的影响

　　表3为不同药剂配方试验。为满足选煤厂生产的不同需要,调整了捕收剂、起泡剂和添加剂的配比,1号药剂为常规配方,2号药剂为高产率配方,

第31卷第6期　　　　　　　　　　　　　煤炭科学技术　　　　　　　　　　　　　　　2003年6月

灰分。该试验表明,通过调整药剂配方可以调整精

煤的产率和灰分,可以获得不同类型的产品。在望峰岗选煤厂进行的工业性对比试验,也取得了与此试验相一致的结果,说明3种复合药剂都能满足不同的工业生产要求。

3号药剂为低灰分配方。试验条件:望峰岗选煤厂

浮选入料矿浆浓度100g/L,药剂用量为800g/t。　　在浮选过程中,精煤产率和精煤灰分是难以兼顾的2个指标,要获得高的精煤产率往往精煤灰分就偏高,选煤厂有时需要提高精煤产率或降低精煤

表2　不同煤样的浮选试验结果

煤　样百善煤样无烟煤望峰岗煤样

1/3焦煤

浮选对照试验对照试验对照试验精　煤/%产率

821818611182101851456612673156尾　煤/%产率

171191318917199141553317426144

计算入料灰分

/%181821818422159221601718417187

ηwf

/%421104410447117481573018334140

ε

/%901739414192166961437117679171

灰分

111051110212153121661110211101灰分

561236713268143811013112336197

刘桥二矿煤样无烟煤

　　注:试验矿浆浓度100g/L。

表3　不同药剂配比试验

药剂号

产率

123

851458815674156

精　煤/%

灰分

121661414510189

尾　煤/%产率

141551114425144

计算入料灰分

灰分

811018512356186

/%221602215522158

ηwf

/%481574110649187

ε

/%961439718285182

215　复合药剂的效果分析

　　浮选所面对的是小于015mm的细粒煤泥,浮

选药剂在煤泥水中的分散性尤为重要,分散性好的药剂才能与煤粒充分接触,收到好的浮选效果。从以上的浮选试验结果可知,复合药剂的浮选效果都好于对照样,这是由于211节所述的原因,不仅复合乳化药剂更稳定,其乳化微粒也更小,分散更好,使药剂用量大为减少。同时,加入的乳化剂与捕收剂、起泡剂联合作用,提高了药剂的选择性和捕收能力,因而精煤可燃体回收率和浮选完善程度都大为提高。

散乳化设备,可以不再添加起泡剂或视生产需要添加少量起泡剂,方便灵活。

(3)用量少,效果好。在获得相同的浮选指标时,比使用轻柴油+杂醇油时省20%～30%,经济效益明显。

(4)适应性强,对1/3焦煤和无烟煤都有很好的浮选效果,经调整可满足不同的工业生产要求,已在多家选煤厂使用。

参考文献:

[1]　成　浩,杨亚平,蔡晋强,等.细粒级难选煤用FO合成浮

选药剂的研究[J].煤炭加工与综合利用,1998(2).

3　结　　语

　　该高效复合浮选药剂由于采用了精细配方和高

效乳化技术,有如下优点。

(1)药剂性能稳定,能耐受相对长期的储存和长途运输而保持稳定不分层。

(2)复合药剂使用方便,可以直接添加不需分

[2]　郭梦熊.浮选[M].徐州:中国矿业大学出版社,1989.

　　作者简介:徐初阳(1960-),男,安徽淮南人,副教授,硕士生导师,现为安徽理工大业学材料科学与工程系教师,主要从事矿物加工、精细化工方面的教学和科研工作。

收稿日期:2002-12-09;责任编辑:刘军娥

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