浮选PPT---煤炭(PPT91页)

矿物表面的润湿现象
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 体表面之间包含液相的夹角称为接触角，用θ 表示。
• θ角的理论取值为 0 ~ 180°，θ= 0°矿表完全被润 湿，表现为绝对亲水； θ=180°矿表完全不能被润湿， 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 得的最大接触角为石蜡的106°。
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
• 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)。
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
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。
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பைடு நூலகம்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
• θ角减小，润湿性提高，矿物表面亲水性增强，可浮 性变差；θ角增大，润湿性降低，矿物表面疏水性增 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 性越好。
表1-1 煤炭表面的接触角
煤种 长焰煤 气煤 肥煤 焦煤
接触角/ ° 60~63 65~72 83~85 86~90
煤种 瘦煤 贫煤 无烟煤 泥质页岩
•
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。
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。
接触角/ ° 79~82 71~75 73 0 ~10
A. 自然界中，接触角大于或等于90°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 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 的煤具有最好的可浮性。
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 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，这种现象称为水化现象。
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。
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。
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 出一种产品。
• 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。
• 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， 目前选煤厂广泛采用浮选法来处理煤泥。
三、浮选基本过程
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。
• 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。
• 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， 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， 所以比普通水稳定，且水化膜越厚，越稳定。