1、内容提要内容提要 第一节第一节 概概 述述 第二节第二节 浮选基本原理浮选基本原理 第三节第三节 浮选药剂及其作用浮选药剂及其作用 第四节第四节 矿浆准备器械矿浆准备器械 第五节第五节 浮选机浮选机 第六节第六节 浮选效果的评定浮选效果的评定 第七节第七节 影响浮选效果的因素影响浮选效果的因素1 第一节第一节 概概 述述一、煤泥来源一、煤泥来源 1.粒度在粒度在0.5 mm以下的湿煤称为煤泥，有原生煤泥以下的湿煤称为煤泥，有原生煤泥和次生煤泥之分。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
2、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，一般占入选原煤的关，一般占入选原煤的5%10%。4.二者合计约占入洗原煤的二者合计约占入洗原煤的15%30%，其中的，其中的3%5%由产品带走，其余均进入煤泥水系统。由产品带走，其余均进入煤泥水系统。2二、煤泥处理方式二、煤泥处理方式 一种方式是将煤泥全部浓缩，然后用压滤机回收，只一种方式是将煤泥全部浓缩，然后用压滤机回收，只出一种产品。出一种产品。另
3、一种方式是用浮选的方法将煤泥分为精煤和尾煤，另一种方式是用浮选的方法将煤泥分为精煤和尾煤，然后分别回收，出两种产品。然后分别回收，出两种产品。通过浮选的方法回收煤泥，既可以提高精煤产率，增通过浮选的方法回收煤泥，既可以提高精煤产率，增加经济效益，又可确保煤泥水系统正常工作。所以，加经济效益，又可确保煤泥水系统正常工作。所以，目前选煤厂广泛采用浮选法来处理煤泥。目前选煤厂广泛采用浮选法来处理煤泥。3三、浮选基本过程三、浮选基本过程 浮选过程涉及三相浮选过程涉及三相,即固相、即固相、液相和气相。其中液相是分液相和气相。其中液相是分选介质选介质,一般为水一般为水;气相空气气相空气,煤粒的选择性运输工
4、具；固煤粒的选择性运输工具；固相是欲分离的矿物，包括煤相是欲分离的矿物，包括煤和矸石。和矸石。在充气矿浆中，矿粒与在充气矿浆中，矿粒与气泡碰撞接触。由于煤表面气泡碰撞接触。由于煤表面润湿性较小，所以碰撞后能润湿性较小，所以碰撞后能粘附在气泡上并随气泡一起粘附在气泡上并随气泡一起升浮，最终成为泡沫精矿；升浮，最终成为泡沫精矿；矸石表面润湿性强，碰撞后矸石表面润湿性强，碰撞后不能与气泡附着，只能作为不能与气泡附着，只能作为尾矿留在矿浆中，从而实现尾矿留在矿浆中，从而实现了二者的分离。了二者的分离。45 第二节第二节 浮浮 选选 基基 本本 原原 理理一一、润湿现象、润湿现象 定义：水在固体表面展开
5、的现象称为润湿。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，润湿是自然界中常见的一种现象，水滴展开的程度越水滴展开的程度越大，固体表面的润湿性越好。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。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。矿表润湿性的大小，常用接触角来度量。6矿物表面的润湿现象矿物表面的润湿现象73）根据入浮浓度、给矿量及浮选机的性能，调
6、整充气量和搅拌强度；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。1、严格控制浮选入料的粒度上限XJX-T12浮选机示意图一般来说，细粒的浮选速度快，粗粒的相对较慢。浮选稀释用水的水量不当，影响入料浓度；起泡剂可在气泡表面产生定向吸附。缺点：结构复杂，电机和药剂雾化装置在桶内，安装、检修不便。1）搅拌强烈，可保证高密度和粗颗粒呈悬浮状态；074mm级物料具有最高回收率，+0.当前，选煤厂广泛应用的是机械搅拌式浮选机。肥 煤 8385 无烟煤 73XJX-T12的结构特点促使矿粒、气泡、药剂在槽内均匀分布；国外比较著名的浮选机有美国的维姆科（wemco）型、丹佛D-
7、R型等。二、接触角二、接触角 定义：三相润湿周边上任一点处的气液界面切线与固定义：三相润湿周边上任一点处的气液界面切线与固体表面之间包含液相的夹角称为接触角，用体表面之间包含液相的夹角称为接触角，用 表示。表示。角的理论取值为角的理论取值为 0 0 180180，=0=0矿表完全被润矿表完全被润湿，表现为绝对亲水；湿，表现为绝对亲水；=180=180矿表完全不能被润湿，矿表完全不能被润湿，表现为绝对疏水。表现为绝对疏水。自然界中，绝对亲水和绝对疏水的矿物极少，目前测自然界中，绝对亲水和绝对疏水的矿物极少，目前测得的最大接触角为石蜡的得的最大接触角为石蜡的106106。角减小，润湿性提高，矿物表
8、面亲水性增强，可浮角减小，润湿性提高，矿物表面亲水性增强，可浮性变差；性变差；角增大，润湿性降低，矿物表面疏水性增角增大，润湿性降低，矿物表面疏水性增强，可浮性变好强，可浮性变好。结论：矿物的接触角越大，其表面疏水性越强，可浮结论：矿物的接触角越大，其表面疏水性越强，可浮性越好。性越好。8 煤煤 种种 接触角接触角/煤煤 种种 接触角接触角/长焰煤长焰煤 6063 瘦瘦 煤煤 7982 气气 煤煤 6572 贫贫 煤煤 7175 肥肥 煤煤 8385 无烟煤无烟煤 73 焦焦 煤煤 8690 泥质页岩泥质页岩 0 10A.自然界中，接触角大于或等于自然界中，接触角大于或等于90的矿物较少，主要
9、是的矿物较少，主要是由于氧化、风化等因素的影响，矿物表面性质的差异被削由于氧化、风化等因素的影响，矿物表面性质的差异被削弱，使浮选过程更加困难。弱，使浮选过程更加困难。B.煤泥的可浮性与其变质程度密切相关，中等变质程度煤泥的可浮性与其变质程度密切相关，中等变质程度的煤具有最好的可浮性。的煤具有最好的可浮性。表表1-1 1-1 煤炭表面的接触角煤炭表面的接触角9三、水化现象三、水化现象 矿物表面具有一定程度的极性，置于水中，将与极性矿物表面具有一定程度的极性，置于水中，将与极性的水分子发生作用，使水分子在其表面产生定向、密的水分子发生作用，使水分子在其表面产生定向、密集排列，形成水化膜，这种现象
10、称为水化现象。集排列，形成水化膜，这种现象称为水化现象。水化膜呈扩散结构，越靠近矿物表面，水分子的排列水化膜呈扩散结构，越靠近矿物表面，水分子的排列越紧密、有序。越紧密、有序。水化膜具有一定厚度，其厚度与矿物表面的润湿性成水化膜具有一定厚度，其厚度与矿物表面的润湿性成正比。亲水性矿物表面润湿性大，故形成的水化膜厚，正比。亲水性矿物表面润湿性大，故形成的水化膜厚，疏水性矿物表面润湿性小，形成的水化膜相对较薄。疏水性矿物表面润湿性小，形成的水化膜相对较薄。水化膜的粘度比普通水大，具有与固体相似的弹性，水化膜的粘度比普通水大，具有与固体相似的弹性，所以比普通水稳定，且水化膜越厚，越稳定。所以比普通水
11、稳定，且水化膜越厚，越稳定。10矿物表面的水化膜矿物表面的水化膜11水化膜对煤泥浮选的影响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。二者之间的水化膜，此时需要外加一定的能量。煤泥浮选时煤泥浮选时,由于煤粒表面的疏水性较强，故形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，稳矿；而矸石表面亲水性
12、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。以矸石不能与气泡附着，只能留在矿浆中。12四、四、气泡矿化气泡矿化 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。矿化。粘附矿粒后的气泡称为矿化气泡。（一）气泡矿化的过程（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。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排开气泡与煤粒之间的水化膜是能否实现矿化的关键。关键。3.
13、煤粒与气泡附着的稳定程度决定了它能否最终到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。达泡沫层。131.矿粒与气泡的碰撞接触矿粒与气泡的碰撞接触 在浮选机的搅拌作用下，矿粒与气泡在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。率越高，气泡矿化的可能性就越大。142.水化膜及其薄化水化膜及其薄化 排开气泡与煤粒之间的水化膜是能否实现矿化的关键。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
14、粘附在一起形成矿化矿粒与气泡碰撞后，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。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。也不同。矿物表面疏水性越强，形成的水化膜就越薄，气泡与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。其靠近时，两者间的水化膜排开就越容易。153.
15、矿粒与气泡附着的牢固性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矿化气泡在上升的过程中会受到许多外力 的作用，如的作用，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，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。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。向矿浆着添加捕收剂，可强化煤粒与气泡的附着。16（二）气泡矿化的影响因素（二）气泡矿化的影响因素 气泡矿化是
16、浮选过程的基本行为。它的影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、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矿浆浓度、气泡尺寸以及浮选机内流体的动力学性质等等。学性质等等。矿粒最终能否成为泡沫精矿，取决矿粒最终能否成为泡沫精矿，取决 于：于：矿粒与气泡碰撞接触的概率；矿粒与气泡碰撞接触的概率；矿粒与气泡的附着概率；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；矿化气泡在升浮过程中的不脱落率；泡沫层的稳定性。泡沫层的稳定性。17（三）气泡矿化的途径（三）气泡矿化的途径 煤粒与气泡通过碰撞、附着实现矿化煤粒与气泡
17、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气体在疏水性煤粒表面析出形成矿化气泡(c)。18微泡析出附着微泡析出附着 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。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
18、能选择性地优先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，是一种在疏水性矿物表面析出，是一种“活性微泡活性微泡”。微泡形成的条件：微泡形成的条件：矿浆中空气的初始溶解度；矿矿浆中空气的初始溶解度；矿浆的降压程度；矿浆中是否存在疏水性矿物表面。浆的降压程度；矿浆中是否存在疏水性矿物表面。微泡的作用：微泡的作用：与微粒形成气絮团，带动微粒上浮；与微粒形成气絮团，带动微粒上浮；是矿粒与大气泡附着的桥梁，使二者的附着更为容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；易，也更牢固；19选煤厂的生产是按一定的工艺流程，由多台执行不同任务的机械设备来完成的，要保证生产的
19、顺利进行，并获得良好的技术经济指标，机械设备不仅要安全运行，而且必须尽量保证在最佳状态下生产。不同粒度的煤泥具有不同的可浮性。选煤厂的生产是按一定的工艺流程，由多台执行不同任务的机械设备来完成的，要保证生产的顺利进行，并获得良好的技术经济指标，机械设备不仅要安全运行，而且必须尽量保证在最佳状态下生产。洗选设备工作原理：浮选入料从底部给入，稀释清水从底部侧面给入；细泥含量多时，用选择性高的药剂。外观呈淡黄色，密度0.二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。特点：矿浆的搅拌和预矿化同时进行因此，认为降低精煤灰分势必进一步降低尾煤灰分是片面的观点。矿粒与气
20、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。3）煤油与柴油相比，成分稳定，捕收性与选择性均高。表1-1 煤炭表面的接触角矿浆准备作业的作用：2）应保持良好通风，降低空气中的挥发性药剂浓度；五、煤泥性质对浮选的影响五、煤泥性质对浮选的影响1.煤岩成分煤岩成分 根据煤岩成分可将煤分成镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。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、亮煤的接触角为的接触角为37374040，暗煤和丝炭的接触角则在暗煤和丝炭的接触角则在2
21、633之间，故镜煤、亮煤的可浮性较暗煤和丝炭之间，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。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。丝炭在精煤中的含煤的灰分，并影响精煤的结焦性。丝炭在精煤中的含量超过量超过10%12%，精煤将不能结焦。，精煤将不能结焦。202.煤的变质程度煤的变质程度 实践表明：中等变质程度的煤具有最好的可浮实践表明：中等变质程度的煤具有最好的可浮性。性。年轻和年老煤浮的选效果差，一是因为它
22、们具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。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。而使疏水性降低。213.煤煤 的的 氧氧 化化 程程 度度 煤具有较大的孔隙度和表面积，故其表面具有相当好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
23、气的吸附能力。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。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，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。选。224.矿矿 物物 杂杂 质质代代 表表 矿矿 物物 对对
24、浮浮 选选 的的 影影 响响 硫化物硫化物 黄铁矿、白铁矿黄铁矿、白铁矿 可浮性较高，进入精煤使硫分增高可浮性较高，进入精煤使硫分增高 泥质矿物泥质矿物 高岭土、粘土高岭土、粘土 遇水泥化，严重恶化浮选过程遇水泥化，严重恶化浮选过程 可溶盐可溶盐 石石 膏膏 改变矿浆离子浓度，影响煤可浮性改变矿浆离子浓度，影响煤可浮性非硫化矿非硫化矿 石英、方解石等石英、方解石等 天然可浮性差，易用浮选法除去天然可浮性差，易用浮选法除去碳质页岩碳质页岩 碳质页岩、泥板岩碳质页岩、泥板岩含有与煤相似的成分，疏水性较高含有与煤相似的成分，疏水性较高 23高灰细泥对浮选的影响高灰细泥对浮选的影响1.高灰细泥以如下三
25、种方式混入精煤，降低精煤质量。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）机械夹带，即细泥被气泡-煤粒聚合体包裹进入精煤；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；）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）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。机后几室灰分相对较高。2.高灰细泥影响精煤回收率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；）在粗粒表面形成细腻覆盖，降低其表面的疏水性；2）占据大
26、量的气泡表面，影响煤粒与气泡的碰撞和附着；）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）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。选。3.其它其它 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。水分增加，及循环水浓度增高等。24 第三节第三节 浮浮 选选 药药 剂剂 浮选是利用煤粒与矸石之间表面润湿性的差别进行分浮
27、选是利用煤粒与矸石之间表面润湿性的差别进行分选的，差异越大，分选效果越好。选的，差异越大，分选效果越好。向浮选矿浆中加入药剂，可人为地增加二者之间的差向浮选矿浆中加入药剂，可人为地增加二者之间的差异，改善浮选效果。异，改善浮选效果。浮选药剂种类繁多，根据其作用的不同，可将其分为浮选药剂种类繁多，根据其作用的不同，可将其分为捕收剂、起泡剂和调整剂。其中，调整剂又分为活化捕收剂、起泡剂和调整剂。其中，调整剂又分为活化剂、抑制剂、介质剂、抑制剂、介质pH调整剂和调整剂和 分散剂、絮凝剂等。分散剂、絮凝剂等。25一、起泡剂一、起泡剂1.浮选工艺对气泡的要求浮选工艺对气泡的要求 1）气泡直径较小）气泡直
28、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。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，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。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
29、于稳定，又会对精煤脱水及后续作业产生影响。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。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。了获得性质良好的气泡，可向其中添加起泡剂。262.起泡剂的结构与性能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。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：疏气的性
30、质，如：OH，COOH,O,SO3H等；另一端为非极性基（烃链），表现疏水亲气性。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。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，起泡剂可迅速产生大量气泡，但气泡较脆，寿命短，不能不能 持久，故药耗比较大。溶解度小的起泡速度慢，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。但泡沫持续时间长，泡沫层较稳定。27 3.起泡剂的作用起泡剂的作用 起泡剂分子以其非极性的烃链与气泡接触，
31、以其极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。用，在气泡表面形成水化膜。起泡剂的作用：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；）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，气泡的平均直径由向矿浆中加入起泡剂，气泡的平均直径由35mm降到降到0.51mm，外围水化膜的存在可防止气泡间的兼并。，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；）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
32、中的停留时间。）降低气泡升浮速度，增加其在矿浆中的停留时间。但是，起泡剂用量不是越多越好，而是有一个最佳值。但是，起泡剂用量不是越多越好，而是有一个最佳值。284.浮选对起泡剂的要求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）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；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；）具有适当的溶解度和良好的流动性；3）无捕收作用，对矿浆）无捕收作用，对矿浆pH的的值变化及各种组分值变化及各种组分具有较好的适应性；具有较好的适应性；4）便于使用又不造成公害；）便于使用又不造成公害；起泡剂应无毒、无
33、臭、无腐蚀性，不污染环境、起泡剂应无毒、无臭、无腐蚀性，不污染环境、且使用方便。且使用方便。295.选煤厂常用的起泡剂选煤厂常用的起泡剂1.松木加工副产品松木加工副产品 松油：主要成分为松油：主要成分为-萜烯醇，淡黄色或棕色液体，萜烯醇，淡黄色或棕色液体，密度密度0.90.95 g/cm3，起泡能力强，一般无捕收作用。，起泡能力强，一般无捕收作用。缺点是缺点是 粘性大。选择性差，来源有限。粘性大。选择性差，来源有限。2.石油、化工副产品石油、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，密度激性臭味，密度0.83 g/cm3。起泡
34、性能强，选择性好，。起泡性能强，选择性好，泡沫不粘，对过滤脱水影响小，用量为泡沫不粘，对过滤脱水影响小，用量为100g/t煤泥。煤泥。3.合成起泡剂合成起泡剂 FP101：棕色油状液体，密度：棕色油状液体，密度0.81 g/cm3，起泡性能，起泡性能与仲辛醇相似，形成的泡脆，选择性好。与仲辛醇相似，形成的泡脆，选择性好。30二、捕收剂二、捕收剂 煤泥浮选广泛采用非极性烃类油为捕收剂。煤泥浮选广泛采用非极性烃类油为捕收剂。1.非极性烃类油的特点：非极性烃类油的特点：1）结构对称）结构对称 2）化学性质不活泼）化学性质不活泼 3）难溶或微溶于水）难溶或微溶于水 4）具有较强的疏水性）具有较强的疏水
35、性 2.烃类油与煤表面的作用规律烃类油与煤表面的作用规律 1）烃类油不溶于水）烃类油不溶于水,以油滴形式存在于矿浆中；以油滴形式存在于矿浆中；2）烃类油在煤粒表面选择性吸附；）烃类油在煤粒表面选择性吸附；煤表面疏水性越强，吸附的油滴数量越多。煤表面疏水性越强，吸附的油滴数量越多。313.烃类油的捕收作用烃类油的捕收作用1）油滴在煤粒表面吸附，提高煤表面的疏水性；）油滴在煤粒表面吸附，提高煤表面的疏水性；2）烃类油可以在煤粒与气泡接触的三相接触周边）烃类油可以在煤粒与气泡接触的三相接触周边形成三相油环，提高煤粒与气泡的粘着强度；形成三相油环，提高煤粒与气泡的粘着强度；3）油滴可与煤粒、气泡形成气
36、絮团，增加上浮力，）油滴可与煤粒、气泡形成气絮团，增加上浮力，提高浮选速度提高浮选速度324.选煤厂常用的捕收剂选煤厂常用的捕收剂1）煤油：）煤油：淡黄色或无色液体，不溶于水，密度淡黄色或无色液体，不溶于水，密度 0.84 g/cm3 左左右，一般只具有捕收作用，右，一般只具有捕收作用，与性能较好的起泡剂配合与性能较好的起泡剂配合使用，用量使用，用量0.52kg/t。2)轻柴油：轻柴油：外观呈淡黄色，密度外观呈淡黄色，密度0.740.95 g/cm3，粘度较大，粘度较大，在水中的油滴尺寸大，沿煤粒展开的速度慢。但其疏在水中的油滴尺寸大，沿煤粒展开的速度慢。但其疏水性强，是一性能较好的捕收剂。与
37、性能好的起泡剂水性强，是一性能较好的捕收剂。与性能好的起泡剂配合使用，用量为配合使用，用量为12kg/t。3）煤油与柴油相比，成分稳定，捕收性与选择性均高。）煤油与柴油相比，成分稳定，捕收性与选择性均高。33三、药剂的选择和管理三、药剂的选择和管理1.药剂的选择药剂的选择1）浮选效果好，即具有好的选择性和高的浮选速度；）浮选效果好，即具有好的选择性和高的浮选速度；2）价格低廉，药耗小；）价格低廉，药耗小；3）来源充足，成分稳定，无毒、无刺激；）来源充足，成分稳定，无毒、无刺激；4）对产品过滤脱水无不良影响。）对产品过滤脱水无不良影响。2.药剂的管理药剂的管理 1）药剂库和浮选车间不能吸烟弄火；
38、）药剂库和浮选车间不能吸烟弄火；2）应保持良好通风，降低空气中的挥发性药剂浓度；）应保持良好通风，降低空气中的挥发性药剂浓度；3）接触带有刺激性的药剂时，要注意自我保护；）接触带有刺激性的药剂时，要注意自我保护；4）加强计量管理，建立交接班制度，减少药耗。）加强计量管理，建立交接班制度，减少药耗。34四、药剂制度四、药剂制度 药剂制度药剂制度 是浮选过程中添加的药剂的种类、用是浮选过程中添加的药剂的种类、用量、配比量、配比 以及加药地点、加药方式等的总称。以及加药地点、加药方式等的总称。1.药剂的种类药剂的种类 煤泥浮选过程添加的药剂主要有两种煤泥浮选过程添加的药剂主要有两种,即捕收剂即捕收剂
39、和起泡剂。捕收剂主要用于提高煤粒表面的疏水性，和起泡剂。捕收剂主要用于提高煤粒表面的疏水性，起泡剂则是改善矿浆中气泡的性质。起泡剂则是改善矿浆中气泡的性质。添加时，应先加捕收剂，后加起泡剂。有的药添加时，应先加捕收剂，后加起泡剂。有的药剂兼有捕收性能和起泡性能，浮选时可只使用一种剂兼有捕收性能和起泡性能，浮选时可只使用一种药剂。药剂。35 2.药剂的选择药剂的选择1）捕收剂）捕收剂 一般来讲，浮选活性高的药剂，选择性就较低。所一般来讲，浮选活性高的药剂，选择性就较低。所以，对易洗煤，可选用浮选活性低的药剂；对表面疏水以，对易洗煤，可选用浮选活性低的药剂；对表面疏水性差的煤，应选用活性高的药剂；
40、细泥含量多时，用选性差的煤，应选用活性高的药剂；细泥含量多时，用选择性高的药剂。择性高的药剂。2）起泡剂）起泡剂 煤泥中高灰细泥含量高时，应选择气泡直径大、性煤泥中高灰细泥含量高时，应选择气泡直径大、性脆、寿命不太长的起泡剂，以加强泡沫层的二次富集作脆、寿命不太长的起泡剂，以加强泡沫层的二次富集作用；煤泥中粗粒含量大时，应选用起泡率高，气泡直径用；煤泥中粗粒含量大时，应选用起泡率高，气泡直径小、寿命长的起泡剂，有利于提高粗粒小、寿命长的起泡剂，有利于提高粗粒 在气泡上附着的在气泡上附着的牢固强度。牢固强度。36 3.加药方式和地点加药方式和地点 加药方式分一点（集中）加药和多点（分段）加加药方
41、式分一点（集中）加药和多点（分段）加药两种。药两种。一点加药是将药剂总量一次全部加入到搅拌桶中；一点加药是将药剂总量一次全部加入到搅拌桶中；分段加药则是将所需的药剂分别加入到搅拌桶和浮分段加药则是将所需的药剂分别加入到搅拌桶和浮选槽内，一般搅拌桶加选槽内，一般搅拌桶加60%70%，其余的加到浮选，其余的加到浮选槽。槽。对易洗煤，常采用一点加药；难浮煤或浮选活对易洗煤，常采用一点加药；难浮煤或浮选活性高的药剂，应采用多点加药。性高的药剂，应采用多点加药。374.药剂消耗量药剂消耗量 药剂耗量与药剂种类、煤泥性质、矿浆浓度等都药剂耗量与药剂种类、煤泥性质、矿浆浓度等都有关系。有关系。1）变质程度低
42、的煤，表面被氧化的煤以及疏水性）变质程度低的煤，表面被氧化的煤以及疏水性差的煤药剂消耗普遍较高。差的煤药剂消耗普遍较高。2）细粒级物料含量越高，）细粒级物料含量越高，表面积越大，浮选时的药耗越大。表面积越大，浮选时的药耗越大。3）矿浆浓度越低，）矿浆浓度越低，药耗越大。药耗越大。5.油油 比比 “油比油比”是指浮选时添加的捕收剂与起泡剂的重量是指浮选时添加的捕收剂与起泡剂的重量比。我国选煤用油比常在比。我国选煤用油比常在10:15:1之间。之间。一般，对易洗煤采用小油比，反之，用大油比。一般，对易洗煤采用小油比，反之，用大油比。38第四节第四节 矿矿 浆浆 准准 备备矿浆准备作业的作用：矿浆准
43、备作业的作用：1.促进药剂的溶解和分散；促进药剂的溶解和分散；2.使药剂与矿粒预先接触；使药剂与矿粒预先接触；3.调节矿浆浓度；调节矿浆浓度；4.为浮选机提供稳定的入料。为浮选机提供稳定的入料。矿浆准备的设备：矿浆准备的设备：搅拌桶、矿浆准备器、矿浆预处理器搅拌桶、矿浆准备器、矿浆预处理器39搅拌桶搅拌桶 优点：结构简单、操优点：结构简单、操作方便，容易维护等。作方便，容易维护等。缺点：搅拌混合效果缺点：搅拌混合效果不理想，底部常有粗不理想，底部常有粗颗粒沉积颗粒沉积。40XK矿浆准备器矿浆准备器 矿浆准备器是一种新矿浆准备器是一种新型设备。型设备。与相同规格的搅拌桶与相同规格的搅拌桶相比，它
44、具有处理能相比，它具有处理能力大，省药、省电，力大，省药、省电，混合效果好等优点。混合效果好等优点。缺点：结构复杂，电缺点：结构复杂，电机和药剂雾化装置在机和药剂雾化装置在桶内，安装、检修不桶内，安装、检修不便。便。41XY矿浆预处理器矿浆预处理器42XY矿浆预处理器矿浆预处理器 工作原理：浮选入料从底部给入，稀释清水从底部侧工作原理：浮选入料从底部给入，稀释清水从底部侧面给入；由于叶轮的离心作用，煤浆及清水经圆锥管面给入；由于叶轮的离心作用，煤浆及清水经圆锥管进入下层叶轮；空气和药剂分别进入上层叶轮，并形进入下层叶轮；空气和药剂分别进入上层叶轮，并形成气溶胶；矿浆与气溶胶在叶轮内部相遇、混合
45、，最成气溶胶；矿浆与气溶胶在叶轮内部相遇、混合，最后被甩出。后被甩出。特点：特点：矿浆的搅拌和预矿化同时进行矿浆的搅拌和预矿化同时进行 由于矿浆预处理器采用气溶胶加药方式，并能对矿浆由于矿浆预处理器采用气溶胶加药方式，并能对矿浆进行充气搅拌，所以，与搅拌桶和矿浆准备器相比，进行充气搅拌，所以，与搅拌桶和矿浆准备器相比，具有更快的浮选速度、较低的药剂耗量，并能充分发具有更快的浮选速度、较低的药剂耗量，并能充分发挥浮选机第挥浮选机第1,2室的作用。室的作用。43第五节第五节 浮浮 选选 机机 浮选机是实现浮选过程的重要设备，浮选技术经济指浮选机是实现浮选过程的重要设备，浮选技术经济指标的好坏与浮选
46、机的性能有着密切的关系。标的好坏与浮选机的性能有着密切的关系。1910年发明了浮选机，经过近一个世纪的发展，浮选年发明了浮选机，经过近一个世纪的发展，浮选机在结构、性能等方面都有了巨大的改进。目前，世机在结构、性能等方面都有了巨大的改进。目前，世界上应用的浮选机有近百种。界上应用的浮选机有近百种。国外比较著名的浮选机有美国的维姆科（国外比较著名的浮选机有美国的维姆科（wemco）型、）型、丹佛丹佛D-R型等。型等。我国从我国从1965年开始自主开发浮选机，先后研制成功了年开始自主开发浮选机，先后研制成功了XJM型、型、XPM型和型和 XJX型浮选机，并在选煤厂得到了型浮选机，并在选煤厂得到了广
47、泛应用，取得了良好的效果广泛应用，取得了良好的效果。44一、对浮选机的基本要求一、对浮选机的基本要求 良好的充气作用（良好的充气作用（能形成数量足够、大小适中、稳定能形成数量足够、大小适中、稳定性适宜、在矿浆中分布均匀的气泡。）性适宜、在矿浆中分布均匀的气泡。）适度的搅拌作用适度的搅拌作用 必要的循环作用必要的循环作用 能形成稳定的泡沫层能形成稳定的泡沫层 连续工作，便于调节连续工作，便于调节45搅拌作用搅拌作用 切割空气流生成气泡；切割空气流生成气泡；使矿粒处于悬浮状态；使矿粒处于悬浮状态；搅拌搅拌 促进难溶药剂的溶解和分散；促进难溶药剂的溶解和分散；促使矿粒、气泡、药剂在槽内均匀分布；促使
48、矿粒、气泡、药剂在槽内均匀分布；为矿粒和气泡的碰撞、粘附提供能量；为矿粒和气泡的碰撞、粘附提供能量；搅拌过强，将会影响液面的稳定；增加（粗）煤粒的搅拌过强，将会影响液面的稳定；增加（粗）煤粒的脱落几率，导致精煤回收率降低；浮选机的动力消耗脱落几率，导致精煤回收率降低；浮选机的动力消耗增加、叶轮的磨损也将加剧，故搅拌要适度。增加、叶轮的磨损也将加剧，故搅拌要适度。46形成平稳的泡沫层形成平稳的泡沫层 矿化气泡在矿浆表面形成泡沫区。矿化气泡在矿浆表面形成泡沫区。为了平稳地刮出精矿，浮选机要能够形成具有一定厚为了平稳地刮出精矿，浮选机要能够形成具有一定厚度的、稳定的泡沫层。度的、稳定的泡沫层。泡沫区
49、既要能滞留煤粒，又要尽量使夹带的脉石从泡泡沫区既要能滞留煤粒，又要尽量使夹带的脉石从泡沫中脱落，顺利进行二次富集作用。沫中脱落，顺利进行二次富集作用。因机械夹带进入到泡沫区的高灰细泥被流水泄冲回到因机械夹带进入到泡沫区的高灰细泥被流水泄冲回到矿浆中的淘汰过程，称为二次富集作用。矿浆中的淘汰过程，称为二次富集作用。泡沫层自下而上精煤灰分逐渐降低，质量逐渐提高，。泡沫层自下而上精煤灰分逐渐降低，质量逐渐提高，。47二、浮选机的分类二、浮选机的分类 浮选机的种类繁多，分类方法也很多。浮选机的种类繁多，分类方法也很多。根据搅拌方式的不同，浮选机可分为机械搅拌式根据搅拌方式的不同，浮选机可分为机械搅拌式
50、 和无和无机械搅拌式。当前，选煤厂广泛应用的是机械搅拌式机械搅拌式。当前，选煤厂广泛应用的是机械搅拌式浮选机。浮选机。根据充气方式的不同，机械搅拌式浮选机又可分为自根据充气方式的不同，机械搅拌式浮选机又可分为自吸气式和外充气式（压气式）；无机械搅拌式可分为吸气式和外充气式（压气式）；无机械搅拌式可分为压气式和气体析出式。压气式和气体析出式。48三、充气搅拌原理三、充气搅拌原理1.气泡的生成方式气泡的生成方式 机械搅拌粉碎空气流生成气泡；机械搅拌粉碎空气流生成气泡；空气通过多孔介质的细小孔眼形成气泡；空气通过多孔介质的细小孔眼形成气泡；气体从矿浆中析出形成微泡。气体从矿浆中析出形成微泡。在一些浮
