浮选PPT

2. 起泡剂的结构与性能
选煤过程中添加的起泡剂多为杂极性的有机物质。 其分子结构中均有两个基，一端为极性基，具有亲水 疏气的性质，如：—OH，—COOH, —O— , —SO3H 等；另一端为非极性基（烃链），表现疏水亲气性。 起泡剂可在气泡表面产生定向吸附。 在水中，起泡剂都有一定的溶解性。溶解度高的 起泡剂可迅速产生大量气泡，但气泡较脆，寿命短， 不能 持久，故药耗比较大。溶解度小的起泡速度慢， 但泡沫持续时间长，泡沫层较稳定。
一、起泡剂
1. 浮选工艺对气泡的要求 1）气泡直径较小 充气量一定时，气泡的尺寸越小，数量就越多，可提供足够的气 泡表面供煤粒附着，但不能过小。 2）气泡在矿浆中应充分弥散，不兼并 气泡的生成和兼并是一对逆过程，兼并过快，则气泡数量减少， 对矿化不利，故应控制气泡的兼并速度。 3）气泡稳定性应适当 气泡的稳定性过小，则易破裂，不能将煤粒带入进入泡沫层，影 响精煤回收率；过于稳定，又会对精煤脱水及后续作业产生影响。。 所以，气泡的稳定性要适当。 在普通水或矿浆中通入气体，只能形成一些大而易碎的气泡。为 了获得性质良好的气泡，可向其中添加起泡剂。
但是，起泡剂用量不是越多越好，而是有一个最佳值。
4. 浮选对起泡剂的要求
1）用量低，能形成数量多、大小适度、分布均 匀、稳定性适当和粘度不大的气泡； 2）具有适当的溶解度和良好的流动性； 3）无捕收作用，对矿浆pH的值变化及各种组分 具有较好的适应性； 4）便于使用又不造成公害； 起泡剂应无毒、无臭、无腐蚀性，不污染环境、 且使用方便。
3. 起泡剂的作用
起泡剂分子以其非极性的烃链与气泡接触，以其极 性基指向水。极性基具有亲水性，与周围水分子相互作 用，在气泡表面形成水化膜。 起泡剂的作用：
1）使空气在矿浆中分散成小气泡，并防止其兼并； 向矿浆中加入起泡剂，气泡的平均直径由3~5mm降到 0.5~1mm，外围水化膜的存在可防止气泡间的兼并。 2）增大气泡的机械强度，提高其稳定性； 3）降低气泡升浮速度，增加其在矿浆中的停留时间。
3. 煤 的 氧 化 程 度
煤具有较大的孔隙度和表面积，故其表面具有相当好 的吸附能力。氧具有较强的化学活性，煤粒无论是在空气 中还是在水中，都能对它产生吸附作用，使煤粒表面发生 氧化。煤氧化后，表面亲水性增加，可浮性降低。 煤氧化有两种途径，一是在自然界的风化过程中被氧 化，二是在水中长期浸泡被氧化，后者的氧化更为剧烈， 故应尽量减少煤泥在水中的停留时间，如可以采用直接浮 选。
3. 矿粒与气泡附着的牢固性
• 矿化气泡在上升的过程中会受到许多外力 的作用，如 重力、离心力等，这些力将有可能导致已粘附在气泡 上的矿粒再从气泡上脱落下来，故称其为脱落力。 • 只有附着牢固的煤粒才可能随气泡上升进入泡沫层， 实现与矸石的分离。 • 向矿浆着添加捕收剂，可强化煤粒与气泡的附着。
（二）气泡矿化的影响因素
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第二节 浮 选 基 本 原 理
一、润湿现象
• 定义：水在固体表面展开的现象称为润湿。 • 润湿是自然界中常见的一种现象， 水滴展开的程度越 大，固体表面的润湿性越好。 • 表面易被水润湿的矿物，称为亲水性矿物，表面不易 被水润湿的矿物称为疏水性矿物。 • 矿物润湿性越强，其表面越亲水，浮选时可浮性越差。 • 矿表润湿性的大小，常用接触角来度量。
5. 选煤厂常用的起泡剂
1. 松木加工副产品 松油：主要成分为ａ-萜烯醇，淡黄色或棕色液体， 密度0.9~0.95 g/cm3 ，起泡能力强，一般无捕收作用。 缺点是 粘性大。选择性差，来源有限。 2. 石油、化工副产品 仲辛醇：原料是蓖麻籽，淡黄色油状液体，具有刺 激性臭味，密度0.83 g/cm3 。起泡性能强，选择性好， 泡沫不粘，对过滤脱水影响小，用量为100g/t煤泥。 3. 合成起泡剂 FP101：棕色油状液体，密度0.81 g/cm3 ，起泡性能 与仲辛醇相似，形成的泡脆，选择性好。
矿物表面的水化膜
水化膜对煤泥浮选的影响
浮选时，煤粒欲与气泡发生附着，首先要排开 二者之间的水化膜，此时需要外加一定的能量。 煤泥浮选时,由于煤粒表面的疏水性较强，故形 成的水化膜薄，不稳定，排开较容易，煤粒与气泡 生碰撞时，它就能够附着在气泡表面，进入泡沫精 矿；而矸石表面亲水性较强，形成的水化膜厚，稳 定性好，矸石与气泡碰撞时，水化膜很难破裂，所 以矸石不能与气泡附着，只能留在矿浆中。
高灰细泥对浮选的影响
1. 高灰细泥以如下三种方式混入精煤，降低精煤质量。 1）机械夹带，即细泥被气泡-煤粒聚合体包裹进入精煤； 2）随泡沫精矿夹带的水进入精煤； 3）覆盖在粗颗粒表面进入精煤 高灰细泥对精煤的影响通常是沿着浮选室逐渐增加的，故浮选 机后几室灰分相对较高。 2. 高灰细泥影响精煤回收率 1）在粗粒表面形成细腻覆盖，降低其表面的疏水性； 2）占据大量的气泡表面，影响煤粒与气泡的碰撞和附着； 3）对药剂无选择吸附，消耗大量药剂，使粗粒在亏药条件下浮 选。 3. 其它 高灰细泥不仅影响浮选过程，对后续精煤脱水及煤泥回收均有 不利影响。如：增加粘度，堵塞滤饼毛细孔和滤布孔隙，导致产品 水分增加，及循环水浓度增高等。
第四章 浮 游 选 煤
内容提要
• • • • • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 概 述 浮选基本原理 浮选药剂及其作用 矿浆准备器械 浮选机 浮选效果的评定 影响浮选效果的因素
第一节 概 述
一、煤泥来源
1. 粒度在0.5 mm以下的湿煤称为煤泥，有原生煤泥 和次生煤泥之分。 2. 原生煤泥是入选原煤中所含煤粉（在开采和运输过 程中产生的）形成的煤泥。一般占入选原煤的10%~20%。 3. 次生煤泥则是在选煤生产过程中，煤炭因粉碎和泥 化而产生的煤泥。煤泥的数量与煤、矸石的易碎程度有 关，一般占入选原煤的5%~10%。 4. 二 者 合 计 约 占 入 洗 原 煤 的 15%~30% ， 其 中 的 3%~5%由产品带走，其余均进入煤泥水系统。
三、浮选基本过程
浮选过程涉及三相,即固相、 液相和气相。其中液相是分 选介质, 一般为水;气相空气, 煤粒的选择性运输工具；固 相是欲分离的矿物，包括煤 和矸石。 • 在充气矿浆中，矿粒与 气泡碰撞接触。由于煤表面 润湿性较小，所以碰撞后能 粘附在气泡上并随气泡一起 升浮，最终成为泡沫精矿； 矸石表面润湿性强，碰撞后 不能与气泡附着，只能作为 尾矿留在矿浆中，从而实现 了二者的分离。
五、煤泥性质对浮选的影响
1. 煤岩成分
根据煤岩成分可将煤分成镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。 不同煤岩成分的性质和可浮性均有不同。镜煤、亮煤 的 接 触 角 为 37°~40° ， 暗 煤 和 丝 炭 的 接 触 角 则 在 26°~33°之间，故镜煤、亮煤的可浮性较暗煤和丝炭 好。一般而言，原料中暗淡型成分含量高时，会增加 浮选的难度。 另：丝炭的灰分较高，如果其进入泡沫产品会增加精 煤的灰分，并影响精煤的结焦性。丝炭在精煤中的含 量超过10%~12%，精煤将不能结焦。
4. 矿物杂质
代表矿物 硫化物 泥质矿物 可溶盐 黄铁矿、白铁矿 高岭土、粘土 石 膏 对浮选的影响 可浮性较高，进入精煤使硫分增高 遇水泥化，严重恶化浮选过程 改变矿浆离子浓度，影响煤可浮性
非硫化矿 石英、方解石等 碳质页岩 碳质页岩、泥板岩
天然可浮性差，易用浮选法除去 含有与煤相似的成分，疏水性较高
2. 煤的变质程度
实践表明：中等变质程度的煤具有最好的可浮 性。 年轻和年老煤浮的选效果差，一是因为它们具 有较发达的孔隙，孔隙度在中等变质程度时最小。 二是因为它们的疏水性差，变质程度低的煤，因 含有较多的含氧官能团，故亲水性较强，可浮性 差；变质程度较高的无烟煤则因侧链减少、变短 而使疏水性降低。
• 煤粒与气泡通过碰撞、附着实现矿化(a); • 小气泡与小颗粒一起形成气絮团实现的矿化(b)； • 气体在疏水性煤粒表面析出形成矿化气泡 (c)。
微泡析出附着
• 正常情况下，水中都溶有一定数量的空气。温度和压 力发生变化，溶解的空气数量也变化。 • 浮选中的气体析出都是在恒温降压条件下进行的。产 生的气泡有两个特点：一是直径小，分散度高，单位 体积内具有很大的气泡表面积；二是能选择性地优先 在疏水性矿物表面析出，是一种“活性微泡”。 • 微泡形成的条件： ①矿浆中空气的初始溶解度；②矿 浆的降压程度；③矿浆中是否存在疏水性矿物表面。 • 微泡的作用： • ①与微粒形成气絮团，带动微粒上浮； ② 是矿粒与大气泡附着的桥梁，使二者的附着更为容 易，也更牢固；
气泡矿化是浮选过程的基本行为。它的影 响因素有很多，如：矿粒的大小、表面疏水性、 矿浆浓度、气泡尺寸以及浮选机内流体的动力 学性质等等。 矿粒最终能否成为泡沫精矿，取决 于： 矿粒与气泡碰撞接触的概率； 矿粒与气泡的附着概率； 矿化气泡在升浮过程中的不脱落率； 泡沫层的稳定性。
（三）气泡矿化的途径
在浮选机的搅拌作用下，矿粒与气泡在 浮选机内作相对运动，于是有了相互碰撞接 触的机会，进而可以粘附在一起。碰撞的几 率越高，气泡矿化的可能性就越大。
2. 水化膜及其薄化
• 排开气泡与煤粒之间的水化膜是能否实现矿化的关键。 • 矿粒与气泡碰撞后，并不是都能粘附在一起形成矿化 气泡，只有在碰撞过程中能及时排开两者间的相隔水 层，才有可能实现两者的粘附和固着。 • 由于不同矿粒表面的润湿性不同，所以形成的水化膜 厚度及水分子排列的紧密程度不同，排开时的易程度 也不同。 • 矿物表面疏水性越强，形成的水化膜就越薄，气泡与 其靠近时，两者间的水化膜排开就越容易。
四、 气泡矿化
浮选过程中，矿粒粘附在气泡上的过程称为气泡的 矿化。粘附矿粒后的气泡称为矿化气泡。
（一）气泡矿化的过程
1. 煤粒与气泡碰撞接触是实现矿化的前提。 2. 排开气泡与煤粒之间的水化膜是能否实现矿化的 关键。 3. 煤粒与气泡附着的稳定程度决定了它能否最终到 达泡沫层。
1. 矿粒与气泡的碰撞接触
表1-1
煤 种 长焰煤 气 煤 肥 煤 焦 煤