煤炭浮选存在的问题与解决方法[1]

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选煤技术

煤炭浮选存在的问题与解决方法

田海宏 ，王劲草

（ 哈尔滨煤矿设计研究院，黑龙江哈尔滨 ； 鸡西外贸局东方选煤厂，黑龙江鸡西 ）摘

要：分析了煤炭浮选存在的问题，提出了一些提高浮选效果的技术方法和措施。

关键词：浮选；煤泥；捕收剂中图分类号：

文献标识码：

文章编号： （ ）

前言

浮选是煤炭分选方法之一，是当前精选细粒煤泥最有效的方法。浮选对于选煤厂煤泥水处理起着重要的作用，所以在许多产煤国家广泛应用。根据煤炭的原始粒度组成不同、煤炭泥化性差异和重选工艺的区别，浮选入料约占原煤入洗量的 。在精煤产品中约 是浮选精煤。我国煤炭入选率为 ，

预计 年煤炭入选率将达 ，为此在目前选煤能力 亿 的基础上，将增加洗选能力约 亿 。我国炼焦煤选煤厂浮选的处理能力占 以上， 年浮选入料约为 亿 。 年入选原煤量增至 倍。随着采煤机械化的发展，原煤中煤泥含量日益增加，入浮选比例必然增大。同时用户和社会各方面要求进一步提高精煤的质量、改善煤泥水处理方法、减轻环境污染、降低浮选的消耗。

煤炭都是多种固体相的极不均匀的混合物，当矿物组分得到充分解离后，原料中所含有的有价成分的经济回收，很大程度取决于分离和富集方法与工艺。因此浮选效果是影响煤炭分选加工的重要影响因素之一。

浮选存在的问题

煤泥泡沫浮选主要与煤泥的表面特性有关。现在选煤

厂采用的工艺流程基本上都是 ##############################################

级煤泥混合浮选。最大排水能力排水，其中三台全天运转，另一台运转 ，这台水泵一天有 停转，这 无疑考虑检修改换泵时间。

当时一无备用水泵，二无检修水泵，水泵房四台水泵中一旦一台出了故障，后果只有淹井，必须调来一台 水泵备用在水泵房做备用水泵。

水仓最大有效容量 ，一台水泵出了故障，三台全

力以赴工作排 ，

故障台停排 ，水仓能应急

，

二台水泵同时出了故障的夜郎自大水仓应急时间为 ，

而 水泵故障较多，如果考虑故障因素，水泵效率达不到 ，通过这 抢险排水，发现开始突水时已接近四台水泵的最大排水能力，过

了 钻孔涌水量逐渐减少，

到封孔前，突水量已降至 ，

这给地面封孔和井下排水争取了宝贵的时间。另外，随着立井开采面积的增加，涌水量也会增大，甲乙两个水仓有效仓容和 正常排水能力已满足不了生产的需要，

年当时立井矿井涌水量已达到 ，

平均 。

增大立井排水能力

年开始施工立井第三条水仓丙仓。丙仓掘进完成

后，立井有效仓容增加 ，达到 ，这样给平时清

仓工作带来了方便。一个水仓清理时，另外二个水仓可进行正常抽排水，在应急突水时间能力大大增加，原先一个水仓二个吸水井，现达到六个吸水井。因 水泵效率低，故

障多，于是更换 水泵，

功率 ，流量

，扬程 ，实际效率 ，形成四台水泵同时抽排水，一台备

用，一台检修，使立井原正常排水能力由

增加到

，而立井最大排水能力由原来的 ，增加到

，

使立井处理突水能力大大增加。 结语

城子河矿立井治理 — 钻孔突水经验表明，全面考

虑矿井水文地质条件及环境是至关重要的。要全面了解矿井充水因素，需考虑局部地点的地质特征，针对钻孔透水位置和特征，找到钻孔充水补给水源。

水文地质条件决定如何采取有效的治理措施，地面采用了阻隔地表潜水，继续流入井下，采用了封孔有效措施。

井下排水首先考虑排水能力，另外还需考虑水仓有效容量，设法暂时增加排水能力，给堵住水源争取时间。

采取以上两项措施，有效地防止了淹井事故的发生，最终彻底解决了该钻孔无封孔透水问题，使矿井损失达到了最低程序，保证了安全生产。

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（ ， ， ， ， ； ，

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， ）收稿日期： ；修订日期：

作者简介：田海宏（ ），男，吉林长春人，工程师， $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$年毕业于原黑龙江矿业学院，

现从事技术工作。第 卷第 期 年 月

煤炭技术

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由于粗粒级和细粒级分选特性上的差异，现行工艺条件达不到既满足粗粒级又满足细粒级的分选要求。例如：太原选煤厂浮选精煤中灰分比的灰分高出以上；山西介休选煤厂浮选精煤中灰分比

的灰分也高出以上；矸石泥化程度严重的鸡西杏花矿选煤厂，浮选精煤灰分比的浮选精煤灰分高以上。这些数据都说明，细粒级的分选效果不理想，浮选精煤受到的污染非常严重。

从理论上来说，灰分低的煤含杂质少，强度比较小，容易碎成细粒；也就是说，从细粒级中选出的浮选精煤灰分应该比从粗粒中选出的浮选精煤的浮选精煤灰分低。而实际生产的结果却恰恰相反，其原因就是浮选矿浆中的泥质矿物对浮选精煤产生了污染。研究结果表明，细粒煤的浮选选择性不好的主要原因有以下几个方面：

（）细粒的质量小。煤粒要粘于气泡上必须克服煤粒表面的水化层和气泡表面的环流效应，而细颗粒质量小造成疏水性矿粒难于粘附于气泡表面形成矿化气泡。细颗粒脉石受水介质粘滞作用大，一旦粘附于气泡又很难脱落，“二次富集”作用减弱，非常容易夹杂于矿化气泡之间上升进入泡沫层形成夹带；这就使应该进入泡沫层的精矿没有全部进入泡沫层，而不应该进入泡沫层的泥质高灰分矿物进入了泡沫层，造成精煤质量降低，即浮选的选择性差。

（）比表面积大。表面能高造成脉石矿粒与有用矿粒之间非选择性团聚严重，表面亲水性增强，吸附能力增加、选择性相应降低。这是细粒矿物浮选效果不好的主要原因之一。

（）泡沫粘度大。由于非选择性附着的大量存在，泥质矿物附着在气泡表面，使泡沫的粘度增大，稳定性提高，不仅“二次富集”作用减弱，细粒精煤灰分升高，浮选选择性变坏，而且给下一步产品的脱水造成一定困难。

（）捕收剂分散性能差。煤炭浮选通常采用非极性捕收剂，如煤油轻柴油等。由于油类捕收剂表面较强的疏水性，使得捕收剂在调浆筒中的分散性能不好，不能形成细小的分散相，从而使油类捕收剂与矿粒接触的几率减少，降低了矿粒矿化程度。

解决方法

目前，根据细粒煤泥的浮选特性，生产实践中采取的措施有：低浓度入浮、分段加药、加入一些分散剂等，但分选效果不理想。国内外许多研究工作者对此进行很多研究，提出一些更为有效的方法。

（）增加矿粒行为尺寸。选择性絮凝浮选、载体浮选、造粒浮选等浮选方法都是通过加入合适的药剂、较强的机械力等方法，使待浮选的细颗粒有选择性地相互聚集，增大矿粒行为尺寸，从而达到提高微细粒精浮选效果的。

（）适当减小气泡尺寸。气泡尺寸的减小将显著降低矿粒浮选的感应时间，从而矿粒在气泡表面的附着几率将随气泡尺寸的减小而增加。研究结果表明，气泡尺寸控制在!比较适宜。目前有效的浮选方式是采用减压微泡析出方式，在疏水颗粒上有选择性地析出微泡。

（）改变背景力场，在离心力场下进行浮选。在离心力中，微细粒矿物具有较大的惯性力，将使发生惯性接触的临界矿粒尺寸减小，微细粒矿物中将有更多的矿粒进入惯性碰撞接触范围，整个粒群的平均接触几率将提高。的旋流充气浮选机对细粒物料的浮选试验研究得到了较好的结果。

（）气泡接触相对速度和作用时间。提高浮选捕获区的紊流强度或使矿粒、气泡对流都能增加矿粒与气泡接触相对速度，增大浮选槽的深度能延长矿粒与气泡的作用时间，增加矿粒与气泡的接触机会。

（）气泡变形振荡法提高微细粒矿物浮选效率。气泡变形振荡时，矿粒、气泡的运动差异及产生的紊流场将促进矿粒与气泡的相互接触机会和接触几率。由于气泡变形振荡引起气泡膜的伸缩振动，使其处于激发状态，较易破裂，有利于矿粒在气泡上附着。合适的气泡变形振荡将使矿粒在气泡的附着几率显著提高，加速气泡表面与矿浆体之间的物质交流，使矿粒在气泡上的非接触无选择性粘附及气泡对矿粒的夹带减少，易于矿物的选择性富集，提高微细粒矿物的选择性。

（）强化浮选药剂的作用。浮选是利用矿物的天然疏水性来分选的。矿物的化学组成、晶体结构和表面性质决定了矿物的自然可浮性。然而，自然界具有天然疏水性的矿物为数较少，为了实现有选择性地分选，事先加入某些药剂处理使其表面疏水性增强，人为地提高矿物的可浮性；即使是对某些具有天然疏水性的矿物（如煤炭、辉钼矿等），由于矿粒破碎断裂暴露出强键，或由于表面的污染、氧化、裂隙等，为了有效进行浮选，也需要加入某些药剂进行处理，以增强矿物的疏水性和可浮性。能否灵活控制矿物的可浮性是能否成功实现选择性分选的前提。提高浮选药剂活性的方法中，行之有效的有辐射化学作用、磁场处理、烃类催化氧化、电化学氧化、配加表面活性剂、捕收剂乳化等。

将捕收剂乳化后浮选是比较有效的一种方式。国内外学者的研究结果也表明，采用乳化剂乳化煤油可显著提高级煤泥的浮选选择性。乳化后的捕收剂形成了油水均匀的分散相，因此在调浆筒中可以迅速地分散成细小的油滴，提高了捕收剂的利用效率，从而可以降低油耗，提高分选选择性和分选效率。另一方面合适的乳化剂还可以稳定矿化泡沫，减少矿化颗粒的二次脱落，加快了矿化速度。

结语

综上所述，对于细粒煤泥的的浮选，解决煤泥浮选效果的有效方法很多，但要针对现场实际情况，选择最经济的方法。尽管对细粒矿物处理的方法有很多，但归根到底都是围绕着提高浮选选择性这一主题，对于细粒煤泥的浮选来说尤其如此。

提高浮选效果可以归结为三种方式："改革浮选工艺；#提高浮选设备工作效率；$改善浮选药剂作用效果。而浮选药剂的处理和正确使用则是控制矿物可浮性的最简单、最灵活、最有效和最经济的基本手段。因此改善浮选药剂的作用是所有方法中最为方便和最为经济的措施。

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