超声乳化煤油的浮选性能研究
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超声波处理改善风化煤泥浮选效果研究
0引言煤泥是湿法选煤过程中必然存在的一种中间产物。
出于资源利用最大化方面的考虑，选煤厂往往通过浮选等手段对煤泥进行分选，以便最大化的回收精煤。
随着采煤机械化的推广以及优质煤资源的不断消耗，入选原煤中煤泥含量不断增多，同时可浮性也呈降低趋势，其中风化煤的存在便是这一问题的现实表现。
风化煤往往是由于原煤长时间裸露堆积或原煤埋深较浅时，受到外界风化作用从而改变了原有煤质特征。
风化煤与原煤相比产生的变化往往是负面的，尤其是可选性及煤泥可浮性均发生不同程度的恶化，加大了煤炭洗选的难度。
本文以超声波辐照为主要手段，采用单因素试验方法对风化煤泥进行单元浮选试验，研究超声波的处理工艺与处理时间对风化煤泥可浮性的影响规律，为难浮煤泥的可浮性改善研究提供一定的试验参考。
1样品及药剂准备本文采用山西柳林地区烟煤作为原煤煤样，并通过人工方法制取风化后的试验煤样。
制作方法为：将原煤破碎至-0.5mm粒级，加入去离子水充分润湿后平铺于试样盘中，样品平摊厚度不大于5mm。
将样品置于70℃恒温鼓风干燥箱中，并且每12个小时重新润湿一次，如此反复操作持续10天。
最终将样品烘干至空气干燥状态后备用。
对原煤样及风化后的试验煤样进行基本煤质分析，如表1所示。
表1煤样的工业分析（空气干燥基）如表1所示，风化处理对煤质指标的影响非常明显。
由于风化作用会造成煤岩碎裂，部分有机质氧化分解，因此往往水分和灰分升高；同时，由于不稳定有机质的损失，相应也会造成挥发分和固定碳的减少。
从各个指标来看，风化煤的煤质指标趋于恶化。
本文涉及到的药剂主要是浮选药剂，如表2所示。
表2主要试验药剂超声波处理改善风化煤泥浮选效果研究石坚（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿选煤厂，山西兴县033602）摘要：煤泥浮选是湿法选煤厂中广泛存在的一种分选工艺，而风化煤泥浮选效果差已经成为选煤厂的一项重要难题。
本文以超声波辐照为辅助手段研究风化煤泥浮选效果优化方案，并得到以下结论：先添加捕收剂再进行超声波辐照对浮选效果的改善程度最大，超声波辐照时间为40min时，浮选效果最佳，可燃体回收率为81.1%。
浮选药剂连续乳化法的研究与试验_刘焕胜
表 1 轻柴油乳化试验结果
清水流量 m3 h压力 MPa 25 药剂流量 L h- 1 50 80 120 150 最大 ( 最小 ) 药滴粒径 mm 真空度 MPa 平均破乳时间 s
1
较大, 可推断其载荷沉重 , 长期运行会降低寿命 , 故本试验确定清水流量为 1. 3~ 1. 7 m h, 相应的 清水 压力 为 0. 125~ 0. 310 MPa, 药 剂真 空度 为 0 094 MPa 作为操作范围 。 乳浊液样品在器皿中静置约 35 s 时, 液面开 始出现油花 。设其在管道内输送的流速为 1 m s, 则乳化站的安装位置相对加药点 ( 调浆设备或浮 选机) 的距离允许在 35 m 之内 , 这是容易实现的 。 实际上, 乳浊液在管道内流动比在器皿中静置更 不易破乳。 在极端情况下 , 最小的药 - 水比为 0. 015, 因 此乳化站试验样机适用于大 、 中型选煤厂 , 对于小 厂则应更换小型射流乳化器 。 5 结 论
3
3
1) 药剂乳化是降低药耗 、 改善浮选的成熟且 有效的方法 。为避免对浮选过程产生负作用, 降 低乳化成本 , 简化生产管理 , 乳化时不宜添加乳化 剂 。为防止破乳, 乳化操作应纳入浮选生产线, 即 实行在线( 连续) 乳化。
1. 3
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1. 9
2. 2
2) 采用射流泵式乳化器的浮选药剂乳化站 , 具有比较优越和完善的综合性能 , 可单独调节乳 化药量和乳化细度 , 对生产变量的适应性较好, 乳 浊液品质稳定 , 乳化药量和乳化细度能在较大范 围内满足浮选生产的需要。 3) 在药 - 水比不超过 0. 1、 5~ 20 m 药滴占 70% ~ 80% 的情况下, 不加乳化剂制成的不稳定 乳浊液, 其静置破乳时间约 0. 5 s, 可以推断连续 乳化法能在生产中试行 。 4) 在显微镜分析中 , 目测结果不够精确 , 因此 表 1 中的乳化细度含量比较粗略。 5) 下一步的研究工作有: 最大极限下的药 水比试验 , 煤油试验, 小型射流乳化器试验, 验证 不加分散剂连续乳化法的乳化- 浮选联合试验 。 参考文献:
清水流量 m3 h压力 MPa 25 药剂流量 L h- 1 50 80 120 150 最大 ( 最小 ) 药滴粒径 mm 真空度 MPa 平均破乳时间 s
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较大, 可推断其载荷沉重 , 长期运行会降低寿命 , 故本试验确定清水流量为 1. 3~ 1. 7 m h, 相应的 清水 压力 为 0. 125~ 0. 310 MPa, 药 剂真 空度 为 0 094 MPa 作为操作范围 。 乳浊液样品在器皿中静置约 35 s 时, 液面开 始出现油花 。设其在管道内输送的流速为 1 m s, 则乳化站的安装位置相对加药点 ( 调浆设备或浮 选机) 的距离允许在 35 m 之内 , 这是容易实现的 。 实际上, 乳浊液在管道内流动比在器皿中静置更 不易破乳。 在极端情况下 , 最小的药 - 水比为 0. 015, 因 此乳化站试验样机适用于大 、 中型选煤厂 , 对于小 厂则应更换小型射流乳化器 。 5 结 论
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1) 药剂乳化是降低药耗 、 改善浮选的成熟且 有效的方法 。为避免对浮选过程产生负作用, 降 低乳化成本 , 简化生产管理 , 乳化时不宜添加乳化 剂 。为防止破乳, 乳化操作应纳入浮选生产线, 即 实行在线( 连续) 乳化。
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2) 采用射流泵式乳化器的浮选药剂乳化站 , 具有比较优越和完善的综合性能 , 可单独调节乳 化药量和乳化细度 , 对生产变量的适应性较好, 乳 浊液品质稳定 , 乳化药量和乳化细度能在较大范 围内满足浮选生产的需要。 3) 在药 - 水比不超过 0. 1、 5~ 20 m 药滴占 70% ~ 80% 的情况下, 不加乳化剂制成的不稳定 乳浊液, 其静置破乳时间约 0. 5 s, 可以推断连续 乳化法能在生产中试行 。 4) 在显微镜分析中 , 目测结果不够精确 , 因此 表 1 中的乳化细度含量比较粗略。 5) 下一步的研究工作有: 最大极限下的药 水比试验 , 煤油试验, 小型射流乳化器试验, 验证 不加分散剂连续乳化法的乳化- 浮选联合试验 。 参考文献:
乳化捕收剂的浮选效果分析_王建平
第 5期 2009年 10月
选煤技术 COAL PR EPARAT ION TECHNOLOGY
N o15 O ct1 2009
文章编号: 1001- 3571 ( 2009) 05- 0044- 02
乳化捕收剂的浮选效果分析
王建平, 郭志斌, 万忠东 (长治市应用技术研究院, 山西 长治 046011)
由试验可知, 浮选效果是非离子表面活性剂 > 阴离子表面活性剂 > 阳离子表面活性剂, 这是因为 非离子表面活性剂对煤表面的吸附强度大, 而阴、 阳离子表面活性剂在水中都带有电荷, 在煤表面吸 附强度较小, 所以用非离子表面活性剂配制而成的 乳化捕收剂对煤粒的捕收作用强。如采用非离子油
溶性表面活性剂和非离子水溶性表面活性剂复配制
2 试验部分
211 乳化捕收剂的制备 将煤油 ( 或柴油 ) 、水、表面活性剂及调整添
加剂等原料按一定的配方比例和特定的顺序加入不 同的乳化器中进行乳化 10~ 15m in, 即制得乳化捕 收剂。 212 稳定性试验
将制备好的乳化捕收剂在室温下自然放置, 观 测其分层的时间, 以评价其稳定性。 213 粘度检测
在乳化过程中, 表面活性剂疏水基一端吸附在 油滴表面, 而亲水基一端则伸向水中, 表面活性剂 在油滴表面定向排列, 形成一层亲水性吸附膜, 从 而减少了油滴之间的相互吸引力, 降低了油 - 水两 相的表面张力, 起到了促进相互分散, 形成乳化液 的作用。
乳化捕收剂的稳定性与药剂配方、表面活性剂 的种类及用量、搅拌方式等有关。表面活性剂的选 择既要考虑被乳 化油类所需的亲 油平衡值 ( H LB 值 ) 和乳化类型, 还要考虑其化学结构上的相似性。 多种表面性剂的复配更有利于乳化捕收剂的稳定。
选煤技术 COAL PR EPARAT ION TECHNOLOGY
N o15 O ct1 2009
文章编号: 1001- 3571 ( 2009) 05- 0044- 02
乳化捕收剂的浮选效果分析
王建平, 郭志斌, 万忠东 (长治市应用技术研究院, 山西 长治 046011)
由试验可知, 浮选效果是非离子表面活性剂 > 阴离子表面活性剂 > 阳离子表面活性剂, 这是因为 非离子表面活性剂对煤表面的吸附强度大, 而阴、 阳离子表面活性剂在水中都带有电荷, 在煤表面吸 附强度较小, 所以用非离子表面活性剂配制而成的 乳化捕收剂对煤粒的捕收作用强。如采用非离子油
溶性表面活性剂和非离子水溶性表面活性剂复配制
2 试验部分
211 乳化捕收剂的制备 将煤油 ( 或柴油 ) 、水、表面活性剂及调整添
加剂等原料按一定的配方比例和特定的顺序加入不 同的乳化器中进行乳化 10~ 15m in, 即制得乳化捕 收剂。 212 稳定性试验
将制备好的乳化捕收剂在室温下自然放置, 观 测其分层的时间, 以评价其稳定性。 213 粘度检测
在乳化过程中, 表面活性剂疏水基一端吸附在 油滴表面, 而亲水基一端则伸向水中, 表面活性剂 在油滴表面定向排列, 形成一层亲水性吸附膜, 从 而减少了油滴之间的相互吸引力, 降低了油 - 水两 相的表面张力, 起到了促进相互分散, 形成乳化液 的作用。
乳化捕收剂的稳定性与药剂配方、表面活性剂 的种类及用量、搅拌方式等有关。表面活性剂的选 择既要考虑被乳 化油类所需的亲 油平衡值 ( H LB 值 ) 和乳化类型, 还要考虑其化学结构上的相似性。 多种表面性剂的复配更有利于乳化捕收剂的稳定。
乳化煤焦油在细粒煤浮选中的作用_黄汉富
1 细粒煤难浮的原因
煤炭相对于其他矿物具有天然良好的疏水性 , 从而也就具有较好的可浮性和选择性 。但是 , 随着 入浮煤的粒度越来越细 , 浮选的效果会越来越差 。 原因是随着煤粒度变细 , 其表面积增大 , 为使碰撞 接触时产生有效吸附 , 必须添加足 够量的浮选药 剂 , 而目前一般作为捕收剂的 烃类油 (煤油 、 柴 油 )亲水性差 , 难以在水中充分分散 , 所以会导 致油耗过大 。再者 , 由于细粒煤的选择性变差 , 细 粒低灰煤粒与捕收剂的碰撞吸附几率低 , 滞留于尾 煤中 , 使尾煤灰分下降 ;高灰细泥以夹带的形式进 入精煤 , 即细泥被气泡 -煤泥絮团包裹进入精煤 , 从而污染精煤 。 另外 , 细粒煤浆中伴生矿物的溶解 度大 , 这就使矿浆中 的微量离子及 其组分浓度增 大 , 从而使矿浆的溶液化学作用行为复杂化 。同 时 , 由于矿物界面性质和各种电性质不易控制以及 微细粒表面电性作用 (主要表现为 矿粒罩盖和微 粒互凝 ), 也会导致浮选指标差 。
1.43
0.0 8
1.27
1.8 9
1.04
-
0.80
2.7 0
2.12
4.3 9
0.31
0.8 3
0.220.0 3ຫໍສະໝຸດ 0.140.1 9
0.011 5
0.004 0
0.29
0.3 1
煤焦油粘度大 , 不容易分散 , 所以本研究中采 用乳化煤焦油对细粒煤进行浮选 。煤焦油也属烃类
油 , 各组分的捕收活性依次为芳烃 >烯烃 >异构烷
表 1 煤焦油各成分含量表 [ 5]
组分
茚 萘 β -甲基萘 α-甲基萘 联苯 苊 芴 氧芴 蒽 菲 咔唑 苯酚 二甲酚 吡啶及其同系物 喹啉及其同系物
煤炭相对于其他矿物具有天然良好的疏水性 , 从而也就具有较好的可浮性和选择性 。但是 , 随着 入浮煤的粒度越来越细 , 浮选的效果会越来越差 。 原因是随着煤粒度变细 , 其表面积增大 , 为使碰撞 接触时产生有效吸附 , 必须添加足 够量的浮选药 剂 , 而目前一般作为捕收剂的 烃类油 (煤油 、 柴 油 )亲水性差 , 难以在水中充分分散 , 所以会导 致油耗过大 。再者 , 由于细粒煤的选择性变差 , 细 粒低灰煤粒与捕收剂的碰撞吸附几率低 , 滞留于尾 煤中 , 使尾煤灰分下降 ;高灰细泥以夹带的形式进 入精煤 , 即细泥被气泡 -煤泥絮团包裹进入精煤 , 从而污染精煤 。 另外 , 细粒煤浆中伴生矿物的溶解 度大 , 这就使矿浆中 的微量离子及 其组分浓度增 大 , 从而使矿浆的溶液化学作用行为复杂化 。同 时 , 由于矿物界面性质和各种电性质不易控制以及 微细粒表面电性作用 (主要表现为 矿粒罩盖和微 粒互凝 ), 也会导致浮选指标差 。
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煤焦油粘度大 , 不容易分散 , 所以本研究中采 用乳化煤焦油对细粒煤进行浮选 。煤焦油也属烃类
油 , 各组分的捕收活性依次为芳烃 >烯烃 >异构烷
表 1 煤焦油各成分含量表 [ 5]
组分
茚 萘 β -甲基萘 α-甲基萘 联苯 苊 芴 氧芴 蒽 菲 咔唑 苯酚 二甲酚 吡啶及其同系物 喹啉及其同系物
超声波乳化重油的浅析研究
由于石油储 量 日 益 下 降，石 油 产 品 不 断 涨 价，为 了 应 对 这 些能源问题，重油 的 利 用 成 了 新 希 望。 重 油 的 资 源 量 巨 大，和 天然气相比，安全并且易于储存；和煤相比，热值高，燃烧洁净； 和轻油相比，经济便宜［１］，因此重 油 越 来 越 受 到 人 们 的 重 视。 但是重油粘度高的特点对重油开采、运输、使用带来了挑战，乳 化技术可解决其中的一些难题，从而使重油能更充分燃烧。
１ 重油乳化的方式
乳化过程是通过乳化剂使互不相溶的两种液体组成分散 体系，其中一相 是 液 滴，另 一 相 为 分 散 介 质 ［２］。 常 见 的 乳 状 液 有水包油型和油包水型。
乳化方式主要分为静态乳化和动态乳化，常见的重油乳化 方式如下［３］：（１）机械搅拌乳化，（２）电超声波乳化，（３）多层滤 网乳化，（４）簧片哨超声乳化。新型的乳化技术如无水乳化技 术也不断发展［４］。
ＳｉｍｐｌｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＨｅａｖｙＯｉｌＵｎｄｅｒＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＥｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ＫｏｎｇＳｈａｎｓｈａｎ１，ＮｉｎｇＺｈａｏｋｕａｎ２
（１．ＳｈａｎｄｏｎｇＳｉｗｅｉＳａｆｅｔｙＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒ，Ｊｉｎａｎ ２５００１４，Ｃｈｉｎａ；２．ＳＩＮＯＰＥＣＪｉｎａｎＣｏｍｐａｎｙ，Ｊｉｎａｎ ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ）
３ 实验结果及分析 ３．１ 重油乳化对粘度的实验分析
实验中采用的重油在 ５０℃的粘度为 １２００ｓ，ＣＳ０、ＣＳ８、ＣＳ１０ 和 ＣＳ１２在不同温度下的粘度如图 １所示。
图 １ 重油粘度与温度的关系 由图 １可以看出：１）重油的粘度随着温度的升高而降低， 并且各种乳化重油的粘度随着温度的升高也降低，说明乳化效 果良好需较高温度；２）在同一温度下，燃料油的粘度大小关系 为 ＣＳ１２最低，ＣＳ１０次之，ＣＳ０最高，说明经过超声乳化后掺水 率越高的重油粘度越低；３）实验条件相同，ＣＳ０和 ＣＳ１２经过超 声波乳化后 的 粘 度 明 显 降 低，这 就 说 明 超 声 波 乳 化 起 到 了 效 果，有利于降低粘度，改善雾化效果。４）当在 ８０℃时，不同掺水 率的粘度趋于重合，变化趋势相同，说明在一定温度，超声波乳
应用超声波强化泡沫浮选
表 1 石墨的特征粒度分布和比表面积 超声波处理前后 超声波处理前 超声波处理后 X 10, 3 / m 9 17 X50, 3 / m 121 113 X90, 3 / m 283 246 Sm / m 2 g 2 73 2 90
在实验室型浮选机中应用超声波的浮选试验程 序如图 1 所示。为了试验结果的重现性 , 对每个试
图2
在超声波功率 P 和超声波作用时间 t = Z 20 s 变化时 浮选药剂溶液超声波乳化后的浮选结果
从试验 结果 可 以看 出, 只 有 在低 功 率 ( P = 0 7Pmax ) 连续作用和最大功率 ( P = Pmax ) 作用时才
2002. 10
国
外
金
属
矿
选
矿
23
能获得比参比试验更好的浮选选择性。显然, 为了 获得好的结果, 应该选择最佳的超声波功率和作用 时间组合 , 以使浮选药剂超声波处理单位能量最小。 相反地, 在最高单位能量输入 ( E v = 367 kJ/ L ) 试验 中, 即 P = Pmax 和连续作用 ( 即 Z= 连续时间 ) 试验 中, 浮选分选效率反而降低。由此可知 , 能量输入不 能超过上限。这可能是由于团絮作用增强所致 , 从 而对乳化起相反的作用。 与参比浮选试验不同, 浮选药剂超声波乳化使 得浮选曲线凸起来。在浮选开始阶段, 即精矿产率 低的点处, 精矿灰分比后面的产率高的精矿灰分还 要高。从精矿产率最低 R sc 开始 , 随 R sc 的增大精矿 灰分降低。这方面的影响将在 2 5 中讨论。 对比浮选药剂超声波乳化试验和参比试验结果 后发现, 药剂超声波乳化后, 矿物浮选速度比参比试 验中的浮选速度慢得多。药剂超声波乳化使固体回 收率提高 0 5% , 但超声波处理需要较高的 能量输 入, 并且使浮选速度变慢。 2 2 超声波分散固体 超声波分散悬浮液中的固体浮选结果如图 3 所 示。试验中超声波发生器功率不变, 为 200W, 即功 率为 Pmax 。超声 波处理时间变 化。从图 3 可以 看 出, 随着超声波处理时间 t 的增长, 浮选结果变好 , 例如 , 在精矿产率固定时 , 精矿灰分降低。与参比试 验相比, 悬浮液超声波处理 10 min 后, 在 R sc = 85% 时, 精矿灰分降低 2 3% ~ 3% 。从温度测量可知 , 随超 声 波 处 理 时 间 不 同, 热 输 入 通 量 Q / t = Cp mDT / t 是固定的 , 约为额定功率的 60% 。在超 声波处 理 1 min 后悬 浮液 温度 升高 1 K, 处理 10
在实验室型浮选机中应用超声波的浮选试验程 序如图 1 所示。为了试验结果的重现性 , 对每个试
图2
在超声波功率 P 和超声波作用时间 t = Z 20 s 变化时 浮选药剂溶液超声波乳化后的浮选结果
从试验 结果 可 以看 出, 只 有 在低 功 率 ( P = 0 7Pmax ) 连续作用和最大功率 ( P = Pmax ) 作用时才
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能获得比参比试验更好的浮选选择性。显然, 为了 获得好的结果, 应该选择最佳的超声波功率和作用 时间组合 , 以使浮选药剂超声波处理单位能量最小。 相反地, 在最高单位能量输入 ( E v = 367 kJ/ L ) 试验 中, 即 P = Pmax 和连续作用 ( 即 Z= 连续时间 ) 试验 中, 浮选分选效率反而降低。由此可知 , 能量输入不 能超过上限。这可能是由于团絮作用增强所致 , 从 而对乳化起相反的作用。 与参比浮选试验不同, 浮选药剂超声波乳化使 得浮选曲线凸起来。在浮选开始阶段, 即精矿产率 低的点处, 精矿灰分比后面的产率高的精矿灰分还 要高。从精矿产率最低 R sc 开始 , 随 R sc 的增大精矿 灰分降低。这方面的影响将在 2 5 中讨论。 对比浮选药剂超声波乳化试验和参比试验结果 后发现, 药剂超声波乳化后, 矿物浮选速度比参比试 验中的浮选速度慢得多。药剂超声波乳化使固体回 收率提高 0 5% , 但超声波处理需要较高的 能量输 入, 并且使浮选速度变慢。 2 2 超声波分散固体 超声波分散悬浮液中的固体浮选结果如图 3 所 示。试验中超声波发生器功率不变, 为 200W, 即功 率为 Pmax 。超声 波处理时间变 化。从图 3 可以 看 出, 随着超声波处理时间 t 的增长, 浮选结果变好 , 例如 , 在精矿产率固定时 , 精矿灰分降低。与参比试 验相比, 悬浮液超声波处理 10 min 后, 在 R sc = 85% 时, 精矿灰分降低 2 3% ~ 3% 。从温度测量可知 , 随超 声 波 处 理 时 间 不 同, 热 输 入 通 量 Q / t = Cp mDT / t 是固定的 , 约为额定功率的 60% 。在超 声波处 理 1 min 后悬 浮液 温度 升高 1 K, 处理 10
基于超声乳化的乳化液配制机理及性能研究
Keywords: ultrasonic emulsification; preparation mechanism; performance
0 引言 乳化液作为煤矿支护设备液压系统的工作介质，其
性能直接决定着液压支架乃至整个工作面采煤作业的高 效性和安全性。实际生产中，乳化液配制方式也会对其性 能产生重要影响，不同的配制方式，可以得到不同的乳化 油粒径及分布，从而影响乳化液的物理性质，使乳化液具 有不同的润滑、热稳定性等性能。在煤矿井下乳化液的配 制过程中，目前大多采用的是人工直接混合、基于文丘里 的自动混合等配制方式[1-2]，不仅无法保障乳化油与水的 质量比（即乳化液浓度），同时也无法保障乳化的均匀性、 分散度等特性，这也是当前煤矿支架用乳化液性能不达 标的重要因素之一。超声波及其联合乳化技术是新兴的 乳化技术，具有液滴小、分散均匀、乳化质量好、生产效率 高、成本低等优点，并在柴油乳化[3-4]、切削液乳化[5]等方面 取得了较好的研究成果，但针对液压传动用乳化液的超 声乳化研究尚不多见。本文在充分研究超声乳化机理的 基础上，利用超声乳化技术制备支架液压系统用乳化液， 检测在不同超声作用时间下液滴粒径大小及分布，并与 直接混合获得的乳化液进行了润滑性、热稳定性和缓蚀 防锈性能等关键指标的对比试验研究，以期为高性能煤 矿支架用乳化液的乳化及配置提供参考。 1 超声乳化机理
为获得满足预期的乳化效果，必须考虑超声参量的 正确选择，包括超声功率、超声乳化时间、乳化温度等。借 鉴已有的研究成果[10-11]，确定超声频率为21.5 kHz、超声功 率为400 W、超声乳化温度55~60 益。基础油选用支架用 乳化油ME10-5，配比用水采用纯水，利用超声乳化技术
emulsification technology for the hydraulic system, this paper detects the diameters and distributions at different
超声波辅助粉煤灰浮选脱碳
超声波辅助粉煤灰浮选脱碳李海兰;王凡;王录峰【摘要】为了解决粉煤灰含碳高无法充分利用的问题,借助超声波对粉煤灰进行浮选脱碳.先用单因素试验,研究主要因素对粉煤灰脱碳的影响,再进行“一粗四精一扫”的全浮选工艺流程试验.结果表明:单因素试验矿浆质量浓度106.7 g/L、2号油用量976.5g/t、煤油用量441.9 g/t、超声作用2min、浮选7 min时,浮选效果最好,获得精矿的烧失率和回收率分别为59.65％和68.41％,表明超声波能有效提升粉煤灰的浮选效果.“一粗四精一扫”试验获得精碳烧失率和回收率分别为75.96％和66.70％,实现了粉煤灰的有效回收.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2018(024)004【总页数】4页(P46-49)【关键词】超声波;粉煤灰;浮选;脱碳【作者】李海兰;王凡;王录峰【作者单位】攀枝花学院钒钛学院,四川攀枝花617000;攀枝花学院钒钛学院,四川攀枝花617000;攀枝花学院钒钛学院,四川攀枝花617000【正文语种】中文【中图分类】TD940 引言粉煤灰是煤燃烧过程中由烟气携带的炉尘，由焦炭、矿物粉末、石灰等细小颗粒组成，是我国主要固体排放物之一[1-3]。
粉煤灰的化学组分比较复杂，除了SiO2和Al2O3等物质外，还含有部分没有完全燃烧的碳，是宝贵的二次资源[4-7]。
超声波对浮选药剂具有乳化分散的作用，可以加速浮选药剂的溶解与扩散，减小水中分散药剂的直径，对难溶浮选药剂有弥散乳化的作用，超声乳化制备高效捕收剂是浮选药剂制备的重要研究方向之一[8-10]。
超声波对浮选有较大的促进作用。
勒特马瑟等[11]研究了超声波处理对石墨浮选的影响,表明在浮选药剂乳化、矿浆分散、矿浆与药剂搅拌和浮选中应用超声波，可在精矿产率固定的情况下提高浮选效率，即提高精矿纯度，降低精矿灰分。
李琳等[9]为了提高烃油捕收剂在水中的分散性，采用微乳化技术制备柴油微乳捕收剂，可在较低用量条件下获得更好的综合分选效果。
乳化煤油在优化浮选效果中的研究
构成 的一种 有机 物。处于 油水体 系中的乳化剂 集中于油 水界面 上 ，分 子 耗 。乳化煤油 用于 稀缺 煤种 的浮选可以有效 的节约 资源 ，避 免了能 源的 的 极性基 伸向水相 ，非极 性基伸 向油相 ，呈 定向排列 ，在水滴 或油 滴表面 浪 费，ｘ￣－．Ｉ持 续发展 有着深远 的意义。
２．２结果和讨 论
大 的完善 度指 标 （可燃体 回收率）作为评价浮 选效果 的好坏
【５］ｐ寿 慈．矿 物浮选原 理【州 ．北京 ：冶金 工业 出版社 ，１９８８
可燃 体回收率 ＂ｋ：—（ａｗ－—ａｙ）
＝ １００
’ （Ａｗ一 ，） １００（１００一Ａｙ）
形成 稳定 的保护膜 ，阻止了液滴的互相兼 并，如图１
甲 ＿ ＋◇
綮油 （）…一 窳躲
漱
圈１乳化剂乳化作用示意圈
－￣Ｌ１Ｚ煤油 中小油 滴分布 均匀，平均粒 径低至 ｌ０—１５ Ｔｎ。煤油 已被预
先 分散成 了微细 粒子 ，这样 就加快 了其在矿浆 中的扩散 速度，增大了和细
颗 粒煤 的碰撞 几率 。在浮选试 验中，观 察到乳 化煤 油作捕 收剂 产生的气
以２号 ￣１：１６号 试验作 对比，浮精灰 分和可燃体 回收率 相近 ，煤油耗量
减小了０．３ｋｇ／ｔ干煤 泥 ，减 少了３７．５％。
引 言 浮选 依然是 分 选煤 泥 的唯一方 法 ，浮 选效 果 的好坏 与否直接 制约
表２单机试 验表明： 单机 试验结 果差 距更加明显 ，同样 的药剂耗 量 ，试 验机 的可燃 体回
合，一旦机械 力取消，乳 液很快就 会破乳 ，重新分 为油 、水 。故 用添加乳 化剂 来将煤 油乳化 是更好的选择 。
３ 结 论
超声微乳捕收剂的制备及煤泥浮选性能研究_李琳
布，以平均粒径作为评价指标。
1. 3. 2 煤泥浮选试验
按照 GB / T 4757—2013《煤 粉 （ 泥） 实 验 室 单
元 浮 选 试 验 方 法 》进 行 煤 泥 浮 选 试 验 。 以 柴 油 、微
乳捕收 剂 （ LY） 或 超 声 微 乳 捕 收 剂 （ ULY） 作 为 捕
收剂，仲 辛 醇 作 为 起 泡 剂。 采 用 可 燃 体 回 收 率
2） 超声微乳捕收剂的制备。将微乳捕收剂 LY
置于超声细胞粉碎器内，采用一定频率和功率的超
声波进行处理，通过对超声参数优化后制备出超声
微乳捕收剂 ULY。
3） 粒径检测。利用马尔文激光粒度仪（ 测定条
件： 波长 532 nm，温度 25 ℃ ，激光检测角度 90°） 测
定微乳捕收剂和超声微乳捕收剂中柴油的粒径分
Key words： ultrasonic wave； microemulsified collector； flotation； slime
0引 言
浮选是目 前 煤 泥 回 收 最 有 效 的 方 法，而 捕 收 剂是影响煤泥浮选过程的关键因素。通常在煤泥
浮选过程中采用柴（ 煤） 油等非极性烃类油作为捕 收 剂 ，该 类 捕 收 剂 不 溶 于 水 ，在 机 械 强 制 分 散 作 用 下 ，只 能 以 较 大 粒 径 的 油 滴 分 散 于 煤 浆 中 ，导 致 捕 收剂利用 率 低、耗 量 大［1－2］。因 此，将 烃 类 油 高 效
第 22 卷第 4 期
2016 年 7 月
洁净煤技术
Clean Coal Technology
Vol. 22 No. 4 July 2016
超声微乳捕收剂的制备及煤泥浮选性能研究
乳状含柴油水体柱浮选分离工艺研究
摘 要：以超声波乳化制得的乳状含柴油水体作为模型实验原料，采用柱浮选工艺实现油水分离。考察了阳离子度和
加入量、进料位置、液体流量、气体流量等因素对除油率的影响，基于浮选因素对除油率影响的实验结果初步探讨了 浮选机理。通过探索浮选因素得出最佳操作条件：进料位置为上部、进料流量为 10 Lh1、气体流量为 0.25 Nm3h1、 阳离子度为 92 的 PDA 加入量为 5 mgL1，此时除油率可达 68.08%；此外，除油率随 PDA 阳离子浓度的增加呈现先 增加后减小的趋势。通过分析浮选机理发现，气泡和絮凝体接触时间越长、接触机会越多，除油率越高，且浮选时气 泡和絮凝体之间的碰撞、附着和分离过程影响除油率，只有当两者大小接近时，才能形成稳定的带气絮体，从而实现 油水分离。 关键词：浮选柱；乳状含油水体；阳离子浓度；带气絮体； 絮凝-浮选 中图分类号：TE992.2 文献标识码： A DOI：10.3969/j.issn.1003-9015.2015.06.009
1. churning motor 2. mixing tank 3. magnetic pump 4. fluid flowmeter 5. the low noise air pump 6. air flowmeter 7. top feed 8. middle feed
浮选工艺流程见图 1，在混合槽(2)中将乳化模型原料稀释至 40 L，模型原料稀释液分别通过浮选柱
Separation of Diesel from Oil-Containing Water Emulsion by Flotation Column Processes
JIANG Tao1, CAI Hong-zhen1, CUI Ling-rui1, GENG Tong1; REN Man-nian3, CAO Fa-hai1 (1. Engineering Research Center of Large Scale Reactor Engineering and Technology of Ministry of Education, Department of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China; 2. East China Engineering Science and Technology Co., Ltd, Hefei 230088, China; 3. SINOPEC Luoyang Branch, Luoyang 471000, China) Abstract: Diesel containing water emulsion produced by ultrasonication was used as an example to study oil separation performance of a flotation column process. The effect of PDA cationic degree and dosage, liquid flow rate, feed position and air flow rate on oil removal efficiency was explored, and the flotation mechanism was investigated. Experimental results show that when the PDA cationic degreeand dosage are 92 and 5 mgL1, respectively, the liquid flow rate from the top feed position is 10 Lh1 and the air flow rate is 0.25 Nm3h1, and the oil removal rate can reach to 68.08%. Moreover, with the increase of PDA cationic concentration, the oil removal rate increases first and then decreases. The results also indicate that longer contact time between bubbles and flocs can lead to higher oil removal rate. The oil removal rate was determined by interaction and separation between bubbles and flocs.The oil removal rate was higher when bubbles and flocs have similar sizes, which forms aerated flocs. Key words: flotation column; oil-containing water emulsion; cationic concentration; aerated flocs; flocculation-flotation SHEN Chen1, WANG Ke1,2,
加入量、进料位置、液体流量、气体流量等因素对除油率的影响，基于浮选因素对除油率影响的实验结果初步探讨了 浮选机理。通过探索浮选因素得出最佳操作条件：进料位置为上部、进料流量为 10 Lh1、气体流量为 0.25 Nm3h1、 阳离子度为 92 的 PDA 加入量为 5 mgL1，此时除油率可达 68.08%；此外，除油率随 PDA 阳离子浓度的增加呈现先 增加后减小的趋势。通过分析浮选机理发现，气泡和絮凝体接触时间越长、接触机会越多，除油率越高，且浮选时气 泡和絮凝体之间的碰撞、附着和分离过程影响除油率，只有当两者大小接近时，才能形成稳定的带气絮体，从而实现 油水分离。 关键词：浮选柱；乳状含油水体；阳离子浓度；带气絮体； 絮凝-浮选 中图分类号：TE992.2 文献标识码： A DOI：10.3969/j.issn.1003-9015.2015.06.009
1. churning motor 2. mixing tank 3. magnetic pump 4. fluid flowmeter 5. the low noise air pump 6. air flowmeter 7. top feed 8. middle feed
浮选工艺流程见图 1，在混合槽(2)中将乳化模型原料稀释至 40 L，模型原料稀释液分别通过浮选柱
Separation of Diesel from Oil-Containing Water Emulsion by Flotation Column Processes
JIANG Tao1, CAI Hong-zhen1, CUI Ling-rui1, GENG Tong1; REN Man-nian3, CAO Fa-hai1 (1. Engineering Research Center of Large Scale Reactor Engineering and Technology of Ministry of Education, Department of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China; 2. East China Engineering Science and Technology Co., Ltd, Hefei 230088, China; 3. SINOPEC Luoyang Branch, Luoyang 471000, China) Abstract: Diesel containing water emulsion produced by ultrasonication was used as an example to study oil separation performance of a flotation column process. The effect of PDA cationic degree and dosage, liquid flow rate, feed position and air flow rate on oil removal efficiency was explored, and the flotation mechanism was investigated. Experimental results show that when the PDA cationic degreeand dosage are 92 and 5 mgL1, respectively, the liquid flow rate from the top feed position is 10 Lh1 and the air flow rate is 0.25 Nm3h1, and the oil removal rate can reach to 68.08%. Moreover, with the increase of PDA cationic concentration, the oil removal rate increases first and then decreases. The results also indicate that longer contact time between bubbles and flocs can lead to higher oil removal rate. The oil removal rate was determined by interaction and separation between bubbles and flocs.The oil removal rate was higher when bubbles and flocs have similar sizes, which forms aerated flocs. Key words: flotation column; oil-containing water emulsion; cationic concentration; aerated flocs; flocculation-flotation SHEN Chen1, WANG Ke1,2,
超声波技术在煤泥浮选中的应用浅谈
2012年6月（中）科技创新科技创新与应用超声波技术在煤泥浮选中的应用浅谈宋万利（山西省古交市屯兰选煤厂，山西古交030206）引言浮游选矿又称浮选，是细粒和极细粒物料分选中应用最广、效果最好的一种分选方法。
它是利用矿物表面物理化学性质的差异，在气、液、固三相体系中完成的复杂的物理化学过程，其实质是疏水的有用矿物粘附在疏水性气泡上，升浮形成精矿泡沫层，亲水性颗粒滞留在水中，从而实现目的矿物和非目的矿物的分离。
在我国现阶段采用的煤炭洗选工艺中，浮选仍是细粒煤和超细煤分选应用最广泛的方法，浮选作业处理的煤泥数约占入洗煤总量的20%。
随着采煤机械化的进一步发展，原煤中细粒煤含量不断增加，浮选在选煤中的作用将更为重要。
1矿物浮选的化学与物理调节方法浮选药剂是控制矿物浮选行为最灵活、有效、方便的手段。
通过添加浮选药剂可以得到稳定的大量气泡，促进浮选高效进行。
浮选药剂的种类很多，根据药剂的用途分类，分为捕收剂、起泡剂、调整剂等。
浮选前的矿浆预处理是获得高效浮选的基本前提，现代浮选研究与工业实践中越来越重视高效调浆的重要性。
在强化矿物浮选的方法中，通常可行的方法有化学调节法和物理调节法。
化学调节法是通过在矿浆中添加化学药剂以达到改变矿物表面性质的目的；物理调节法是通过诸如磁、电、声、温度调节等物理手段的作用使矿物表面性质发生改变的方法。
当前在矿物浮选的理论与实践中，主要是通过化学调节法改变矿物表面的性质，化学调节法所加的药剂是通过矿浆与矿物作用的，总有一定量的药剂停留在矿浆中而不起作用，若加大药剂用量，反而会恶化浮选效果。
目前物理调节法的研究和应用并不多，而物理调节法能直接作用于矿物表面，可使整个矿粒体相性质发生变化。
显然，物理调节法是调整和改善矿物浮选效果的重要手段之一。
在物理调节法中超声波技术发展很快，尤其是功率超声的兴起，拓宽了超声波技术的应用领域。
超声波的主要特点是波长短，近似作直线传播，能量容易集中，因而可形成很大的强度。
选煤厂浮选工艺研究现状
可以一定程度上增加药剂的分散度 ， 减少药剂用量 ， 但是仍然不能有 面 ， 使泡沫的粘度增大稳定性提高， 不仅“ 二次富集” 作用减弱 ， 细粒精 效解决药剂使用中存在的问题。 煤灰分升高 ， 浮选选择性变差 ， 而且给下一步产品的脱水造成一定困 以 煤 油 为 例 ，它 与 水 之 间 的 表 面 张 力 高 达 ４ ０ ｄ ｙ ｎ ／ ｃ ｍ 难。 ４ ） 煤炭浮选通常采用非极 ｌ 生 捕收剂， 如煤油轻柴油等。 由于油类捕 （ １ ｄ ｙ ｎ ＝ １ Ｏ Ｎ） ， 即使用物理手段（ 如搅拌桶 、 矿浆准备器 ） 将捕收剂强 收剂表面有较强的疏水陛， 使捕收剂在调浆筒 中分散性能不好 ， 不能 制分散于矿浆中， 由于水 、 油之间表面张力的存在， 也会导致捕收剂小 形成细小的分散相， 从而使油类捕收剂与矿粒接触 的机率减少 ， 降低 液滴在几秒钟内迅速聚集成较大颗粒的油滴 ， 致使捕收剂在矿浆中的 了矿粒 矿化程 度 。 分散度降低。增加药剂用量可改善粗矿粒的浮选 ， 但会恶化细矿粒浮 ４ 结 论 选， 增加成本。 因此， 要使浮选药剂发挥高效率， 应该满足以下几点： １ ） 浮选是依据矿物表面物理化学性质的差异进行分选的方法。矿 主要取决于矿物表面的润湿 性。自然界大部分矿物其可 药剂在矿浆中有较高的分散度， 增加矿粒与药剂的碰撞机率。２ ） 煤粒 物能否上浮 ， 泽ｌ 生均较差 ， 单纯依靠矿物之间润湿洼的差别是不能将矿物顺利有效 吸附捕收剂的量要适宜。３ ） 选择 ｆ 生 要好。 国内外的一系列研究表明， 对浮选药剂进行预处理 ， 尤其是乳化 分离的。 因此， 必须在浮选过程中加入浮选药剂， 扩大矿物之间润湿性 处理能够满足上述要求。乳化是加强药剂分散度， 提高药剂效能的重 的差别。 浮选效果的好与坏， 主要取决于浮选药剂的性能。 通常 ， 浮选 要途径 ， 而加入一定量的高分子絮凝剂 ， 通过高分子基 团的吸附作用 药剂应该具有合适的选择 陛和较好的分散度等眭质。 药剂的选择 ｌ 生 是 由药剂本身的物理化学性质决定的， 药剂的分散度是可以通过各种物 可以在一定程度上使疏水颗粒选择性聚团， 改善浮选效果。 理化 学方法来 改变 的 。通 过对浮 选药剂 进行 乳化处 理 ， 可 以大大 提高 ３ 煤 炭浮选 中存在 的 问题
超声波对常用浮选药剂分散乳化效果研究[1]
![超声波对常用浮选药剂分散乳化效果研究[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/d6af9443e45c3b3567ec8bcc.png)
２结果与讨论
２．１超声波对钾黄药扩散的影响 通过摄像记录超声作用前后小同时州黄药的自 散过程．见图２
油酸为黄色到红色油状液体．易溶于乙醇、乙 醚、氯仿等有机｝；莩剂中，不溶于水．用作矿物浮选 捕收剂。 松醇油用作选矿起泡剂，适用于浮选金、铜、
铅锌、钼、锑、锦、银等有色金属的硫化矿和毓化
矿以及磷伙石、石墨、滑石等非金属矿时作起泡剂。 蓝色色素主耍成分为六氰台铁酸铁。水浒液遇 碱变为棕色．中和后恢复蓝色；遇浓硫酸办成棕 色，稀释后卫恢复蓝色． １．２试验设备 本试验采用的超声渡频率为４０ ｋＨｚ，发射功 率为３００～４５０ Ｗ可诵．试聍菲昏的抒声振，以挂 钾黄药呈淡黄色针状晶粒，溶于水，从图２中 可必看出黄药的密度大于术，放人水中后井未迅速 溶解．在静置状态下从开始放＾到５０ ｓ后，黄药 自然扩散缓慢。此时启动超声渡，黄药迅速溶解并
！‘ Ｉ¨‘ ’ｎ
Ｈ
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Ｈ
６０
ｓ。未经越声址础的披样在搅拌６０ ｓ后被体裘
圄３苯胺黑药静置与超声波作用效果对比
Ｆｉｇ ３ ｌｈＰ ｃｏｎｔｒａｓｌｉｖｅ ｅｆｆｅｃｓ ｗｉｔｈ ａｎｉｌｉｎｅ ａｅｒａｔｉｎ９１
ｌ自】浮ｆ『一层犬油滴．油滴直径却Ｉ一５ ｈｉｍ向经超 声处理的试样在搅拌６。ｓ后被体表而浮有一层细 腻的油滴．油滴直稚小于Ｉｔｏｎｉ ２】相同窬器等鬣 Ｃａ（ＯＨ）。一个常脱搅拌，一个附加以超声作用，
用机理研究，寻找适当的方法对超声作用前后药剂分散和乳化的效果进行对比。对于易溶性且不易观察的药剂进行染色处 理，通过观察色素扩散研究药剂分散速度；对于难溶性油脂类药剂，对比其乳化过程的灰度变化状态来判定其乳化效果。
关键词：超声波；浮选药剂；分散；乳化 中图分类号：ＴＤ９２３＋．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—９４９２（２０１１）０３－００５０－－０４
乳化煤油在优化浮选效果中的研究
乳化煤油在优化浮选效果中的研究[摘要]针对在浮选过程中，煤油与矿浆不能充分作用而导致的浮选效果差和油耗偏高的问题，对乳化煤油进行了研究。
通过小浮选机试验和工业试验，结果表明浮选过程中用乳化煤油作为捕收剂，不但可以降低浮选油耗，同时还可以显著改善各项浮选指标。
【关键词】选煤厂；浮选；乳化煤油；油耗引言浮选依然是分选煤泥的唯一方法，浮选效果的好坏与否直接制约着选煤厂的效益。
提高浮选的经济效率有多种方法，最直接有效的方法就是对浮选药剂进行改良。
在矿浆准备器或预处理器中，浮选药剂与矿浆混合，煤油分散成小的油滴与煤粒碰撞，在煤粒表面附着一层薄薄的油膜，增加了煤粒的疏水性。
浮选机产生大量的泡沫，煤粒附着在气泡上作为浮选精矿被刮出。
然而由于煤油与水的表面张力高达4μmN/cm2，已雾化的小油滴极易聚集成较大的油滴，一方面不能与矿浆充分混合，另一方面会显著增加游离在矿浆中的小油滴，增大了浮选油耗。
故小油滴的稳定性决定着浮选油耗的大小和浮选效果的好坏。
1、乳化煤油的作用机理煤油和水是互不相容的两种液体，煤油乳化是煤油以一种细微颗粒分散到水中，形成乳白色的浑浊液。
若单纯以机械力的作用使两者融合，一旦机械力取消，乳液很快就会破乳，重新分为油、水。
故用添加乳化剂来将煤油乳化是更好的选择。
乳化剂可将煤油与水之间的表面张力降到几十分之一，在油水界面形成一层保护膜。
防止小油滴再度融合。
乳化剂是由极性基和非极性基构成的一种有机物。
处于油水体系中的乳化剂集中于油水界面上，分子的极性基伸向水相，非极性基伸向油相，呈定向排列，在水滴或油滴表面形成稳定的保护膜，阻止了液滴的互相兼并，如图1乳化煤油中小油滴分布均匀，平均粒径低至10-15?m。
煤油已被预先分散成了微细粒子，这样就加快了其在矿浆中的扩散速度，增大了和细颗粒煤的碰撞几率。
在浮选试验中，观察到乳化煤油作捕收剂产生的气泡比纯煤油作捕收剂产生的气泡要小些，这样也增加了气泡与煤粒碰撞的概率，极大的改善了矿化效果。
乳化煤焦油浮选药剂的制备及性能研究
序 号
煤油用量 / ( g / t)
V油 BV水
1 1000
2
3B7
3
4B6
4
5B5
乳化油 / ( g / t)
油用量 (折合油 )
/ ( g / t)
1250 412. 5 1250 538 1250 662. 5
浮精 产率
/%
80. 16
69. 39
80. 00
82. 67
浮精 尾煤 灰分 灰分
/% /%
10. 21 47. 74
8. 09 39. 13
10. 00 49. 72
9. 91 55. 47
* 表面活性剂用量为 3% 。
由表 3的试验结果可以看出, 乳化煤焦油具有
捕收能力强的特点, 通过与煤油浮选试验对比, 精煤 产率和灰分接近时可大大减少油用量, 从 2# 试验结
果也可以看出, 精煤产率略低于煤油的浮选精煤产
余 萍 ( 1984- ) , 女, 山西运城 人, 在读 硕士研 究生, 030024 山 西省太原市。
方面作了大量的工作 [ 3, 4] , 但因煤焦油不同 馏分的 制备过程 [ 5] 以及 乳化工艺复杂, 成本高 [ 6 ] , 在实际 生产中难以推广。 1 煤焦油的乳化 1. 1 实验试剂及仪器
率, 因其含油量少, 故捕收性能有所下降。 2. 2 乳化油浮选易选煤的效果
以易选煤木瓜 9#煤样为研究对象, 浮选试验结 果见表 4。
表 4 乳化液对易选煤的作 用
序 号
煤油 用量 V油
/ ( g / t)
BV水乳/ (化g 油 / t)
油用量 仲辛醇 (折合油 ) 用量
/ ( g / t) / ( g/ t)
超声波在煤炭浮选过程中的应用研究
超声波在煤炭浮选过程中的应用研究
关元
【期刊名称】《内蒙古煤炭经济》
【年(卷),期】2024()7
【摘要】本研究探讨超声波技术在提高煤炭浮选效率中的应用,重点研究在降低硫磺和灰分含量上的潜力。
通过实验,研究分析不同超声波条件对煤炭浮选效果的影响。
【总页数】3页(P142-144)
【作者】关元
【作者单位】新汶矿业集团有限责任公司洗煤分公司秦华洗煤厂
【正文语种】中文
【中图分类】F406.3;TD94
【相关文献】
1.超声波在煤浮选中的应用研究
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3.煤炭浮选中煤质特性,煤的可浮性和浮选药剂的关系—试验我国煤炭浮？…
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是 3者简单加和的平均值 , 而是远大于它们的平均值. 说明乳化煤油与煤泥的作用程度最大 , 两者结合的
也最牢固 [ 14 ] .
为了研究乳液粒径与润湿热的关系 , 分别测 量了表 2中不同油水比的超声乳化煤油 、乳化后 加水的乳液与煤泥的润湿热 , 结果见表 3.
由表 3可以看出 , 无论是超声乳化还是乳化 后加水 , 随着水比例的增大 , 乳液与煤的润湿热 都是逐渐降低的. 这可能是由于乳液含水量过大 时 , 乳液逐渐表现为水的性质 , 而且乳液的黏度 也增大了 , 导致乳液与煤泥的润湿热降低. 在相
浮选是煤泥分选的最有效方法之一 , 浮选使用的药剂多为石油提炼过程中产生的副产品 , 随着石油资 源的短缺 , 人们越来越关注浮选药剂的高效利用 [ 1～5 ]. 在选煤厂中 , 煤油是煤泥捕收的常用药剂 , 由于煤 油与水不相混溶 , 导致它在水中的分散性差 , 制约着药剂的高效利用 , 于是人们提出用乳化的方法提高药 剂的利用率 [ 6～9 ]. 在众多药剂乳化方法中 , 超声波是比较理想的手段之一 , 本文以超声乳化煤油为例 , 研
性直接关系到药剂的利用效率 , 取油水比 1 ∶1的乳
化煤油 、煤油各 2 mL , 用注射器分别注入 100 mL
的水中 , 观察药剂的分散情况. 乳化煤油注入水中
立即分散 , 而且均匀分散于整个烧杯 , 煤油则浮在
液面上 , 分散效果较差 , 用数码相机把药剂分散情
况拍成照片 , 药剂在水中分散 1 m in时的照片如图 1所示. 212 药剂与煤泥的润湿热测量
90
煤 炭 学 报
2008年第 33卷
究了乳化煤油的性质 , 以及乳化煤油的浮选 文 献 [ 10, 11 ]. 其 中 , 超 声 波 发 射 机 的 型 号 是 UGD , 频率为 25 kHz, 功率为 100 W , 处 理时间为 1 m in. 乳化剂为复合型 , 用量 为 1 %. 制 取 的 乳 化 煤 油 为 水 包 油 型 (O /W ). 实验中使用的主要检测仪器见 表 1.
表 1 测试仪器 Table 1 Test in strum en t
仪器用途
仪器名称
型号 测量精度
生产厂家
润湿热测定 接触角测定 粒径测定
Setaram 微量热仪 接触角测定仪 L e ica电子显微镜
C80 - D DCA T21 S5Z - G
011 μW 法国 Setaram 公司 ±0101 mg 德国物理数据公司 1 000倍 北京泰克仪器公司
油水比
项 目
1∶1
1 ∶2
1∶3
1 ∶4
超声乳化 2141
乳化后加水
2141
3167 2159
4190 2183
6122 2195
为 1∶1的乳化煤油加水 , 搅拌 , 分别配制成油水比 1∶2, 1∶3, 1∶4的乳化煤油 , 并测量粒径变化 (表 2).
由表 2可以看出 , 乳化液的粒径与油水比有关 , 随着水比例的增大 , 乳化煤油的粒径也增大 , 由此看
收稿日期 : 2007 - 04 - 17 责任编辑 : 柳玉柏 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (50274036) ; 黑龙江省教育厅骨干教师创新计划资助项目 (1055G039) 作者简介 : 康文泽 (1964—) , 男 , 黑龙江鸡西人 , 教授 , 博士. Tel: 0451 - 88036448, E - mail: kwz010@1631com
Abstract: The setaram calorim eter, the contact angle gauge DCAT21, the surface tension apparatus and the Leica electronic m icroscope were used to study the natures of emulsified kerosene and kerosene and their effects on slime. Batch flotation tests were carried out. The results show that the particle diam eter of emulsified kerosene, the disper2 sibility in water, the wetting heat w ith slime, changing contact angle and decreasing gas2solution interfacial tension and so on are all better than those of kerosene. The consump tion of em ulsified kerosene is only one2third of that of kerosene when equivalent yields of clean coal are obtained. The flotation speed of emulsified kerosene is faster than that of kerosene, the yield of clean coal of em ulsified kerosene is higher than that of kerosene by 7138 % and the ash content of clean coal of em ulsified kerosene is lower than that of kerosene by 0198 % when equivalent amounts of the two reagents are used in the flotation p rocess. The study show s that flotation selectivity and efficiency of e2 mulsified kerosene are all higher than those of kerosene and the consump tion of reagent is lower than that of kero2 sene. Key words: em ulsified kerosene; flotation speed; flotation efficiency; consump tion of reagent
表 3 不同油水比乳化煤油与煤的润湿热
Table 3 The wetting hea t of em ulsif ied kerosene and
coa l in d ifferen t ra tio of o il2wa ter
J / g
油水比
项 目
1∶1
1 ∶2
1∶3
1 ∶4
超声乳化 乳化后加水
过这一实验看出 , 油滴粒径越小 , 乳液与煤泥的润湿热越大 , 乳液与煤泥的作用越充分.
油的润湿热实验 , 润湿热分别为 21721 6, 41423 9, 11293 7, 51858 1 J / g.
第 1期
康文泽等 : 超声乳化煤油的浮选性能研究
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润湿热反映的是液体与固体的作用程度 , 润湿热越大 , 两者的作用程度越大 , 结合的也越牢固. 由润
湿热测量结果显示 , 乳化煤油与煤的润湿热最大 , 乳化煤油是煤油 、水和乳化剂的混合物 , 但润湿热并不
出乳化液中水的比例不应过大 , 本实验中油水比为 1∶1时乳液的粒径最小. 而乳液的粒径直接影响药剂的
性能 , 乳化药剂的粒径变小时 , 药剂分散的总表面
积可增加百倍以上 [ 12 ] , 而且提高了捕收性能和选
择性 [13 ]. 乳化后再加水 , 乳液 的粒 径变 化不 大 ,
说明乳化煤油的稳定性较好. 药剂在矿浆中的分散
51858 1 51858 1
41418 6 51370 7
31895 1 41864 8
31454 5 41476 8
同油水比的乳液中 , 乳化后加水的润湿热远大于直接乳化的润湿热. 无论超声乳化还是乳化后加水 , 其煤
油 、水所含的绝对量是相同的 , 煤油也均匀地分散于水中 , 唯一不同的是乳液中的油滴粒径大小不同. 通
图 1 药剂在水中的分散 Fig11 D ispersion of reagent in water
使用 Setaram C80 - D 型微量热仪测量润湿热 , 煤样来源于山东淄博矿务局 , 经粗碎 、细碎 , 并研磨
至 015 mm 以下 , 煤样的灰分 Aad = 25170 %. 每次实验称量煤样 0115～0120 g, 取润湿液 1 mL. 实验的初 始温度定为 32 ℃, 恒温时间为 2 h, 润湿热数据收集时间为 3 h. 进行了煤与水 、煤油 、乳化剂 、乳化煤
Study of flota tion performance of kerosene after ultra son ic em ulsif ied
KANG W en2ze, WANG Hui, KONG Xiao2hong, LΒ Yu2ting, HU Jun
( S chool of R esource and Environm en t Engineering, Heilong jiang Institu te of S cience and Technology, Ha rbin 150027, China)
(黑龙江科技学院 资源与环境工程学院 , 黑龙江 哈尔滨 150027)
摘 要 : 利用 Setaram 微量热仪 、DCAT21接触角测定仪 、表面张力测定仪和 Leica电子显微镜等 仪器研究了乳化煤油 、煤油的性质以及对煤泥的作用 , 进行了浮选实验. 研究结果表明 , 乳化煤 油的粒径 、在水中的分散性 、与煤泥的润湿热 、改变煤泥的接触角以及降低气液界面张力等方面 均优于煤油 ; 当获得相同的精煤产率时 , 乳化煤油的耗量只是煤油耗量的 1 /3; 当药剂耗量相同 时 , 乳化煤油的浮选速度比煤油的浮选速度快 , 精煤产率比煤油的高 7138 % , 精煤灰分比煤油 的低 0198 %. 研究证明 , 乳化煤油浮选的选择性和浮选效率均比煤油高 , 药耗量比煤油低. 关键词 : 乳化煤油 ; 浮选速度 ; 浮选效率 ; 药耗量 中图分类号 : TD923 文献标识码 : A