新聞動態(tài)
熱點(diǎn)新聞
煤泥浮選是利用煤與矸石表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異，并通過添加特定浮選藥劑的方法來擴(kuò)大煤與矸石間表面潤濕性的差別，在固-液-氣三相界面，選擇性地富集低灰煤炭，從而實(shí)現(xiàn)煤與矸石分離的一種煤泥分選技術(shù)。浮選之所以能廣泛的應(yīng)用于煤泥分選，重要的原因在于它能通過浮選藥劑靈活、有效地控制浮選過程，并按照人們的要求有效地實(shí)現(xiàn)煤與矸石分離，使煤炭資源得到綜合高效利用。
浮選藥劑可以改善浮選系統(tǒng)中氣、液、固三相的性質(zhì)，使產(chǎn)生的氣泡大小、數(shù)量、壽命、升浮速度等都能滿足浮選要求，調(diào)整礦物的表面性質(zhì)、礦物與其他物質(zhì)的作用以及礦漿的性質(zhì)，變不能浮礦物為可浮、使能浮的礦物更好浮，并提高浮選的選擇性和浮選速度。近年來我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對能源需求不斷提高，煤炭產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到28億噸，煤炭合理有效利用已越來越引起重視。隨著煤炭綜合機(jī)械化開采方法的應(yīng)用，原煤中高灰煤泥含量大量增加，同時(shí)，迫于節(jié)能減排及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的壓力，煤炭企業(yè)也非常重視煤泥浮選。浮選結(jié)果的好壞，浮選藥劑選擇與使用取決定性作用。為此，將近年來國內(nèi)外有關(guān)選煤浮選藥劑的報(bào)道，整理如下，分為捕收劑、起泡劑、調(diào)整劑、復(fù)合浮選劑四類進(jìn)行綜述。
1捕收劑
捕收劑通過提高礦物的疏水性，使礦粒能更牢固地附著于氣泡而上浮。絕大多數(shù)捕收劑的分子結(jié)構(gòu)均由非極性的疏水基團(tuán)和極性的親固基團(tuán)組成，親固基同礦物表面作用，疏水基朝向水，從而使礦物表面疏水化。
在煤泥浮選中廣泛采用非極性烴類油作為捕收劑，約占煤泥浮選捕收劑的80%～90%。國內(nèi)外選煤廠煤泥浮選常用的捕收劑多數(shù)是石油產(chǎn)品，主要是煤油、輕柴油，還有一些人工合成的非極性烴類油捕收劑，如我國的FS201、ZF浮選劑等。隨著油價(jià)上漲，煤炭浮選藥劑用量以及脫硫降灰的研究越來越為人們所重視，開發(fā)用量少、選擇性強(qiáng)的高效浮選捕收劑對選煤脫硫降灰有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1.1 烴類油
煤油是煤泥浮選中應(yīng)用最廣泛的非極性烴類捕收劑之一。它是石油裂解時(shí)的餾分產(chǎn)品，主要成分是 C11—C16的烷烴，不易溶于水，只具有捕收性，煤油的用量一般為0.5—2kg/t（煤泥）。用量過大，有顯著的消泡作用。
輕柴油具有餾分高、密度大、粘度大、在水中分散的油珠直徑大和在煤表面展開的速度慢等特點(diǎn)，。其疏水性強(qiáng)，被表面孔隙吸收的數(shù)量少，用作低階煤浮選時(shí)的捕收劑效果較好。用量常為1—3kg/t（煤泥）。
天然氣冷凝油是由天然氣凝析油經(jīng)精餾所得的煤油餾分。我國天然氣資源豐富，西南地區(qū)的多數(shù)選煤廠用凝析油制得煤油、輕柴油作捕收劑。國外也有采用。
1.2 BET捕收劑
在煤的浮選脫硫降灰研究過程中，人們把應(yīng)用在金屬礦浮選的鄰苯二甲酸二乙脂 （BET） 引入到煤的浮選脫硫降灰作業(yè)，獲得了理想的浮選效果。通過大量的試驗(yàn)測試表明，BET是一種性能優(yōu)良的浮選藥劑，BET的浮選效果要優(yōu)于普通的煤用捕收劑，尤其是用于高硫煤浮選時(shí)，它有很強(qiáng)的選擇性。
1.3 ZFC-1
利用由柴油、表面活性劑和水以27：3：70的比例復(fù)合而成的新型乳化浮選藥劑，對淮北瘦煤和張家口1／3焦煤兩種煤樣進(jìn)行浮選試驗(yàn)研究。在基本保持精煤灰分不變的情況下，與柴油相比，使用ZFC－l作為捕收劑時(shí)，可提高精煤產(chǎn)率5％－22％，提高可燃體產(chǎn)率6％－23％，節(jié)約柴油用量70%。
1.4 WL捕收劑
WL捕收劑具有微乳液、多功能、安全阻燃、節(jié)能、價(jià)格低的特點(diǎn)。采用微乳化技術(shù)，合成納米級的乳化型捕收劑，解決了該類產(chǎn)品穩(wěn)定性差、易于分層的問題，該產(chǎn)品存放壽命達(dá)半年以上。產(chǎn)品經(jīng)屯蘭選煤廠多次半工業(yè)試驗(yàn)，各項(xiàng)浮選指標(biāo)均達(dá)到或超過該廠現(xiàn)用煤油捕收劑的效果，可完全替代煤油在該廠投入正常浮選生產(chǎn)工藝。
1.5 ZNX－0711
實(shí)驗(yàn)室浮選試驗(yàn)結(jié)果表明，在精煤灰分相同的條件下，與煤油相比，ZNX－0711可提高浮選精煤產(chǎn)率3-4個(gè)百分點(diǎn)。馬頭選煤廠工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，使用該捕收劑可大大提高浮選精煤產(chǎn)率，降低選煤藥耗，給選煤廠帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。
2、起泡劑
起泡劑是具有起泡作用的表面活性物質(zhì)，通過加入起泡劑，可以產(chǎn)生細(xì)小穩(wěn)定而不易兼并的氣泡。目前廣泛采用的起泡劑通常是一種異極性表面活性物質(zhì)，由兩部分組成：一段為極性基，親水；另一端為非極性基，親氣。起泡劑起泡能力與這兩個(gè)基團(tuán)的性質(zhì)密切相關(guān)。
起泡劑的種類繁多，我國主要采用化工副產(chǎn)品作起泡劑，如雜醇、仲丁醇、丁辛醇等。近年來，合成起泡劑方面應(yīng)用也有新的進(jìn)展。起泡劑與煤油、輕柴油配合使用，使藥劑的單位耗量大多降到1.5kg/t（煤泥）左右。
2.1 天然起泡劑
松醇油也稱2號油，是我國選礦廠應(yīng)用最為廣泛的一種起泡劑，它是一種淡黃色油狀液體，以松節(jié)油為原料經(jīng)水合反應(yīng)得到，主要成分是α-萜烯醇。其他以α-萜烯醇為主要成分的天然起泡劑還包括樟腦油、松油等。天然類起泡劑是由林木直接蒸餾和加工后的產(chǎn)品。
2.2 工業(yè)副產(chǎn)品起泡劑
工業(yè)副產(chǎn)品起泡劑是我國煤泥浮選應(yīng)用較為廣泛的起泡劑。充分利用工業(yè)副產(chǎn)品，進(jìn)行有效加工和不斷調(diào)整，這是研制浮選劑的一個(gè)重要途徑，具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會意義。
（1）雜醇。雜醇密度為0.8g/cm3左右，黃色透明液體，是選煤廠應(yīng)用較多的起泡劑。其來源廣，生成的泡沫較脆，選擇性好，可以用于難選煤和高硫煤的浮選。
（2）仲辛醇。仲辛醇是我國選煤廠廣泛應(yīng)用的起泡劑，起泡性能較雜醇強(qiáng)。
（3）混合醇�；旌洗挤譃镃 6-C8醇以及C8-C16醇。該類起泡劑泡沫多，脆而不粘，并對過濾脫水有利，用量100—150g/t（煤泥）。
2.3 人工合成起泡劑
該類起泡劑是人們根據(jù)所浮選的礦物特性而專門生產(chǎn)的化工產(chǎn)品，主要有醚醇類和醚類。該類起泡劑水溶性較高，泡沫結(jié)構(gòu)緊密，能產(chǎn)生直徑小于0.2mm的微泡，選擇性較好，產(chǎn)生的泡沫不粘，消泡迅速，用量少，但價(jià)格較貴。
（1）4號油又稱丁醚油，主要原料是合成聚乙烯醇過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，來源廣泛。4號油價(jià)格低、純度高、用量省、起泡能力強(qiáng)，在尾礦水中很快分解，是一種毒性小的起泡劑。
（2）甲基異丁基甲醇，又稱甲基戊醇，代號MIBC。該藥在美國大量使用，其特點(diǎn)是選擇性好、活性高、生成的泡沫細(xì)且脆而不粘、容易消泡、用量少，僅20—40 g/t（煤泥）。但由于原料取于糧食，我國未在工業(yè)上使用，只作為實(shí)驗(yàn)室浮選的標(biāo)準(zhǔn)起泡劑。
3、調(diào)整劑
浮選前除了要添加捕收劑、起泡劑之外，還要根據(jù)情況添加不同的調(diào)整劑。作為控制礦物與捕收劑作用的一種輔助藥劑，調(diào)整劑的合理使用是獲得高指標(biāo)的關(guān)鍵。
3.1 活化劑
凡能增強(qiáng)礦物表面對捕收劑的吸附能力的藥劑稱為活化劑，活化劑一般通過活化離子在礦物表面的吸附、形成難溶性薄膜和清洗礦物表面的親水薄膜等來發(fā)揮作用�；罨瘎┩ㄟ^增強(qiáng)礦物表面對捕收劑的吸附能力來起作用。
3.1.1 乳化劑
乳化劑可以節(jié)省經(jīng)類油的用量，并改善藥劑的作用效果。乳化劑通過使烴類油乳化，容易在礦漿中分散成小油珠，形成乳狀液；或使起泡劑分散，起到調(diào)整液態(tài)的作用，從而改善捕收劑、起泡劑的作用效果。用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒚耗嗳榛笤儆茫涂纱蟠蟾纳品稚⑿�，降低用量，并減輕細(xì)泥在浮精表面的粘附，提高精煤質(zhì)量。藥劑乳化的方法很多，如超聲波乳化和乳化劑乳化等。
DR乳化劑就是其中一種。浮選煤泥時(shí)，在煤油捕收劑中加入 DR乳化劑，將煤油乳化后使用。乳化油由于油滴分散，在油滴與水的相界面上定向排列著乳化劑分子，當(dāng)分散的液滴與煤粒發(fā)生接觸時(shí)，油滴表面的乳化劑分子能促進(jìn)煤油捕收劑在煤粒表面上擴(kuò)展、覆蓋，以致使整個(gè)煤粒表面疏水性增強(qiáng)，提高煤粒的浮選活性。DR乳化油性能穩(wěn)定，浮選性能優(yōu)越，可以節(jié)省約 50%的煤油消耗，具有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
3.1.2 促進(jìn)劑
促進(jìn)劑是一種能改善捕收劑和起泡劑效果的浮選劑，其組成多為表面活性的有機(jī)化合物，是浮游選煤的重要輔助藥劑。多數(shù)促進(jìn)劑本身不是捕收劑和起泡劑,但添加少量促進(jìn)劑后，，可改善藥劑性能、改善浮選效果、提高精煤產(chǎn)率，降低浮選藥耗。作為促進(jìn)劑的代表，MO浮選促進(jìn)劑已經(jīng)被成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),分別用于興隆莊氣煤、趙各莊肥煤、平頂山主焦煤、宋仙莊氣肥煤，精煤產(chǎn)率可提高0.5%-11.9%，節(jié)油18%-33%,每浮選1噸干煤泥多收益1.43-29.79元。藥劑具有明顯的節(jié)油、降灰、提高精煤產(chǎn)率的效果。
3.2 pH調(diào)整劑
pH調(diào)整劑對煤與礦物雜質(zhì)的可浮性影響很大。礦物通常要在一定的pH值范圍內(nèi)，浮選過程才有較好的選擇性。各種浮選藥劑只有在一定的pH值范圍內(nèi)，才能發(fā)揮最高的效率。常用的介質(zhì)pH值調(diào)整劑有石灰、碳酸鈉、硫酸等。
4、復(fù)合浮選劑
復(fù)合浮選劑是近年來浮選劑開發(fā)的新趨勢，它兼有高效起泡和捕收性能，具有適應(yīng)性強(qiáng)、浮選速度快、使用方便、用量省等特點(diǎn)。研制和生產(chǎn)復(fù)合藥劑可降低油耗、節(jié)約能源、改善浮選指標(biāo)，藥劑的單耗大多降到l.0kg/t（煤泥）以下。
4.2 ME復(fù)合浮選藥劑
工業(yè)上以環(huán)己烷制取環(huán)己酮的工藝中產(chǎn)生大量酸性廢料，用廢料 E I與乙醇合成羧酸酯，以合成的羧酸酯為起泡劑，制成復(fù)合型浮選藥劑ME。該藥用于平頂山氣煤浮選工藝中，可改善浮選效果，具有明顯的選擇性優(yōu)勢。當(dāng) ME藥劑用量為500g/t時(shí)，精煤產(chǎn)率可達(dá)88.86%，精煤灰分為11.58%。數(shù)據(jù)表明，合成羧酸酯性能良好，作為起泡劑，選擇性好、用藥量少，能明顯改善浮選效果。
4.3 KJ復(fù)合藥劑
利用微量熱儀、表面張力儀、接觸角測量儀等儀器，研究了KJ復(fù)合藥劑對煤泥的作用效果，進(jìn)行了煤泥浮選實(shí)驗(yàn)，考察了添加不同用量的KJ表面活性劑對煤泥浮選效果的影響，比較了KJ復(fù)合藥劑與煤油、仲辛醇的浮選效果。結(jié)果表明,KJ復(fù)合藥劑的浮選效果優(yōu)于煤油、仲辛醇,當(dāng)KJ表面活性劑添加量為2%時(shí),KJ復(fù)合藥劑的浮選效果最好。
4.4 ZH復(fù)合藥劑
實(shí)踐表明，在保證浮選精煤質(zhì)量和提高浮選效率的前提下，使用ZH型復(fù)合浮選劑可將浮選劑耗量控制在0.7kg/t（煤泥）左右，并且實(shí)現(xiàn)了浮選藥劑的自行配制與生產(chǎn)，充分適應(yīng)了田莊選煤廠入選原煤來源廣、煤質(zhì)變化大的特點(diǎn)。ZH型復(fù)合浮選劑能夠根據(jù)煤質(zhì)變化及時(shí)調(diào)整“油比”，以改善浮選效果，降低藥劑耗量，從而降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
5、浮選藥劑的現(xiàn)狀和發(fā)展
我國選煤廠煤泥浮選工藝普遍存在大流量、低濃度、細(xì)粒度、高藥耗的問題，其中以高藥耗的問題最為突出，浮選劑耗量多在1.0—2.0kg/t（干煤泥）左右，煤泥粒度細(xì)是主要原因�？梢灶A(yù)見，隨著進(jìn)一步開采煤層，煤粉量會相對增多，可浮性也將隨之變差，這個(gè)問題將變得更加突出。這不但增加選煤生產(chǎn)成本，而且影響浮選系統(tǒng)的工藝效果。
復(fù)合藥劑的出現(xiàn)對于選煤浮選藥劑的發(fā)展起到了重大的推動作用，傳統(tǒng)藥劑浮選細(xì)粒難，選煤效果大多較差，復(fù)合藥劑兼有高效起泡和捕收性能，在一定程度上解決了這個(gè)問題。復(fù)合藥劑在現(xiàn)階段的應(yīng)用也有些不足，普遍存在捕收性能不足的弊端，不易調(diào)節(jié)藥劑效果，而且復(fù)合浮選劑的品種過少和質(zhì)量不夠理想，這些都不能滿足選煤廠生產(chǎn)的需要。所以在浮選劑的生產(chǎn)和使用方面，應(yīng)當(dāng)多研制及推廣應(yīng)用新型藥劑，增加浮選劑品種，實(shí)行聯(lián)合用藥。
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，煤油、輕柴油屬于能源短缺物資，我國石油資源相對貧乏，為減輕能源供需矛盾、改善浮選劑的性能、減少其用量是必然的發(fā)展趨勢。近年來，世界各國都在研制利用化工副產(chǎn)品來代替石油制品的浮選藥劑，以求降低成本，提高精煤產(chǎn)率。隨著國際油價(jià)的上漲，高效、廉價(jià)的捕收劑受到了廣泛地重視。研制藥耗低、價(jià)格廉、效果佳、范圍廣的浮選藥劑是當(dāng)今發(fā)展的主要趨勢。
