煤泥浮选

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煤泥浮选概述
资源加工与生物工程 矿物0903 矿物0903 杨露
内容提要: 内容提要:
1 2 3 4
煤泥与煤泥浮选 煤泥浮选技术的发展 煤泥的浮选性质 影响煤泥浮选效果的因素
1-1:煤泥 :
(1) 泛指 湿的煤粉。 泛指:湿的煤粉 湿的煤粉。 (2) 特指 湿法选煤产生的粒度在 特指:湿法选煤产生的粒度在 湿法选煤产生的粒度在0.5mm以下的 以下的 副产品。
煤种 长焰煤 气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 无烟煤
接触角 60°~63° 65°~72° 83 °~85 ° 86 °~90 ° 79 °~82 ° 71 °~75 ° 73 ° ° ° ° °
炼焦煤,肥煤,瘦煤具有良好的可浮性, 炼焦煤,肥煤,瘦煤具有良好的可浮性, 为采用浮选法回收煤泥创造了良好的条件 。
煤的表面结构对可浮性的影响
煤炭表面的孔隙极为发达, 煤炭表面的孔隙极为发达,孔隙 度对煤的浮选性质有很大影响: 度对煤的浮选性质有很大影响:
孔隙度 ↑ 总面积↑ 吸附能力 药剂消耗↑ 选择性↑ ↑
煤变质程度不同,孔隙度不同: 煤变质程度不同,孔隙度不同:
* 中等变质程度的煤孔隙度最低 * 变质程度低和高的煤孔隙度高
4-6温度和酸碱度的影响 温度和酸碱度的影响
温度
随着矿浆温度的升高,矿浆黏度降低, 随着矿浆温度的升高,矿浆黏度降低,有利于矿浆 中气体的析出和分散,从而增加了充气和细小的气泡; 中气体的析出和分散,从而增加了充气和细小的气泡;同时 非极性油类药剂的黏性降低,增强分散能力和化学活性。 非极性油类药剂的黏性降低,增强分散能力和化学活性。 温度的升高,有利于提高吸附过程的速度, 温度的升高,有利于提高吸附过程的速度,可作为强 化浮选的措施之一。 化浮选的措施之一。 矿浆温度以25~30˚C时煤泥的浮选效果最好 矿浆温度以 时煤泥的浮选效果最好
浮选分选优势: 浮选分选优势:
(1)浮选可以处理粒度很细的物料 ) (2)浮选可以处理品味很低的贫矿 ) (3)对于复杂矿石,浮选的分离过程比重选简单 )对于复杂矿石,
2-1煤泥浮选的发展 煤泥浮选的发展
*很早之前,人们利用矿物表面疏水性和亲油性 很早之前, 很早之前 的差异分离矿物, 的差异分离矿物,如:用鹅毛沾上油刮去浮在水面 上的金粉, 上的金粉,使其与尘土分离 *1860年,“全油浮选”,利用一些矿物亲油的 全油浮选” 年 物性, 使硫化矿与脉石分离。 物性,如:使硫化矿与脉石分离。选煤也曾使用此 法 *20世纪初期,泡沫浮选。如:硫酸和碳酸盐 世纪初期, 世纪初期 泡沫浮选。 作用 *1910年,浮选机和浮选药剂的出现 年 *随着采煤机械化的发展,水力采煤的推广, 随着采煤机械化的发展,水力采煤的推广, 随着采煤机械化的发展 煤泥量不断增多, 煤泥量不断增多,浮选的优势使它成为分选煤泥 的一种有效方法。 的一种有效方法。
2-2煤泥浮选过程 煤泥浮选过程
搅拌桶:矿浆型煤泥( 搅拌桶:矿浆型煤泥(浓度 适当) 药剂 药剂( 适当)+药剂(起泡剂和捕 收剂) 收剂)
浮选机:煤浆强烈搅拌,充 浮选机:煤浆强烈搅拌, 气,产生气泡
矿化泡沫由刮泡器刮取作精 煤
矸石亲水,留在矿浆, 矸石亲水,留在矿浆,成为 尾煤
3-1煤泥的浮选性质 煤泥的浮选性质
※煤中矿物组成对浮选的影响: 煤中矿物组成对浮选的影响:
煤中矿物质对浮选的影响主要是粒度嵌布特 性和泥化特性(此处不再赘述)。 性和泥化特性(此处不再赘述)。
4-2粒度特性对浮选的影响 粒度特性对浮选的影响
浮选粒度的确定: 浮选粒度的确定:
矿物和脉石嵌布特性所需的单体解离度; 矿物和脉石嵌布特性所需的单体解离度;矿物密度 确定的气泡负载能力。 确定的气泡负载能力。Biblioteka 煤炭中矿物杂质对可浮性的影响
杂质的嵌布粒度对矿物可浮性的影响: 杂质的嵌布粒度对矿物可浮性的影响: *杂质呈粗粒嵌布,对煤的可浮性影响不大; 杂质呈粗粒嵌布,对煤的可浮性影响不大; *杂质呈细粒嵌布,提高煤的亲水性而降低可浮性。 杂质呈细粒嵌布,提高煤的亲水性而降低可浮性。
(1)在浮选过程中发生泥化现象的杂质 ) (2)硫化物 ) (3)含有与煤的组成相同的物质 ) (4)在浮选过程中离解的物质 ) (5)粗粒分散状的非硫化矿物 ) * 煤中矿物杂质的成分及其分散度对煤泥的浮选过程影响 是多方面的。煤中的矿物杂质都受到某种程度的腐殖化作用, 是多方面的。煤中的矿物杂质都受到某种程度的腐殖化作用, 提高了矸石所含矿物离子的浮游活性, 提高了矸石所含矿物离子的浮游活性,使得将他们从煤中分出 变得困难。 变得困难。
酸碱度
在中性和微碱性( 在中性和微碱性(PH=7~7.5)矿浆中浮选,有 )矿浆中浮选, 利于提高精煤出率和质量,而在微碱性( 利于提高精煤出率和质量,而在微碱性(PH=8~8.5 的矿浆中浮选,精煤的除硫效果较好。 )的矿浆中浮选,精煤的除硫效果较好。
浮选流程的选定主要决定于: 浮选流程的选定主要决定于:
泥 煤 浮 选
多,并且这些因素 在浮选过程中相互 影响。 影响。
矿浆处理量 浮选机造 矿浆充气量及充气均匀程度 成的条件 气泡尺寸 搅拌强度和浮选时间 浮选原则流程 浮选工艺流程 浮选内部流程
4-1原煤性质对浮选的影响 原煤性质对浮选的影响
1、低变质程度的煤具有 较高的表面孔隙度和含氧 官能团,亲水性较强, 官能团,亲水性较强,可 浮性差; 浮性差; 2、当变质程度增大时, 、当变质程度增大时, 煤的排列变得致密,孔隙 煤的排列变得致密, 率降低,含氧官能团减少, 率降低,含氧官能团减少, 疏水性增强, 疏水性增强,焦煤时可浮 性最好; 性最好; 3、随变质程度进一步提高,孔隙率又增加,侧链 、随变质程度进一步提高,孔隙率又增加, 减少,碳链变短,疏水性又降低。 减少,碳链变短,疏水性又降低。
4-5浮选药剂及其影响 浮选药剂及其影响
浮选能否进行并得到满意指标, 浮选能否进行并得到满意指标,很大程度上取决于浮选 的药剂制度。药剂制度主要包括:药剂的配制、 的药剂制度。药剂制度主要包括:药剂的配制、药剂种类和 用量、药剂的添加顺序、加药点和加药方法、 用量、药剂的添加顺序、加药点和加药方法、药剂作用时间 联合用药、药剂最佳化控制等。 、联合用药、药剂最佳化控制等。 通常在煤泥浮选过程中加入捕收剂和起泡剂,少数加调 整剂或兼具捕收和起泡性能的复合药剂。 整剂或兼具捕收和起泡性能的复合药剂。 主要是非极性烃油类, 捕收剂主要是非极性烃油类,最广泛使用的是煤油和柴油 易浮煤采用活性较低的煤油,难浮煤、细泥多时则反之。 ,易浮煤采用活性较低的煤油,难浮煤、细泥多时则反之。 的选择对精煤质量有较大影响: 起泡剂的选择对精煤质量有较大影响: 煤泥中精煤含量大时,选用气泡多而小、寿命长的起泡剂, ※煤泥中精煤含量大时,选用气泡多而小、寿命长的起泡剂, 利于粗粒在气泡上的固着和回收; 利于粗粒在气泡上的固着和回收; 煤泥中细粒含量高时,选用气泡大、性脆、 ※煤泥中细粒含量高时,选用气泡大、性脆、寿命不太长的起 泡剂,利于二次富集,提高选择性。 泡剂,利于二次富集,提高选择性。
各种粒度的浮选 行为有较大差异: 行为有较大差异:
粗粒级浮选速度慢, 粗粒级浮选速度慢, 选择性好, 选择性好,过粗时出现 跑粗”现象; “跑粗”现象; 细粒级浮选速度快, 细粒级浮选速度快, 选择性差, 选择性差,过细则失去 选择性。 选择性。
4-3矿浓度对浮选的影响 矿浓度对浮选的影响
※提高煤泥的入浮浓度,精煤产率、精煤 提高煤泥的入浮浓度,精煤产率、 和尾煤的灰分会相应增加;浓度过高, 和尾煤的灰分会相应增加;浓度过高,精煤产 率下降,灰分增高,而尾煤灰分降低。 率下降,灰分增高,而尾煤灰分降低。
煤的密度组成对浮选的影响: ※ 煤的密度组成对浮选的影响:
通常煤泥中密度越低的部分灰分越低,可浮性越好。 通常煤泥中密度越低的部分灰分越低,可浮性越好。
※煤的显微组分对浮选的影响: 煤的显微组分对浮选的影响:
通常镜质组分含量越高,煤的可浮性越好;而丝质 通常镜质组分含量越高,煤的可浮性越好; 体和壳质体可浮性差,这两种含量高时煤的可浮性差。 体和壳质体可浮性差,这两种含量高时煤的可浮性差。
煤泥来源
{
原生煤泥:入选原煤中所含, 原生煤泥:入选原煤中所含,即开采 和运输过程中产生。 和运输过程中产生。 次生煤泥:选煤过程中粉碎和泥化产生。 次生煤泥:选煤过程中粉碎和泥化产生。
1-2:煤泥浮选 :
为了从大量的煤泥中选出精煤, 为了从大量的煤泥中选出精煤,提高精煤 产率,增加经济效益, 产率,增加经济效益,选煤厂广泛采用浮选方 法分选泥煤。 法分选泥煤。
※煤浆浓度低,药剂消耗量增加。但浮选速 煤浆浓度低,药剂消耗量增加。 度快,矿浆通过量大,干煤处理量低, 度快,矿浆通过量大,干煤处理量低,对消除 细泥污染、提高选择性、降低精煤灰分有利。 细泥污染、提高选择性、降低精煤灰分有利。
4-4矿浆液相组成对浮选的影响 矿浆液相组成对浮选的影响
水中本身会有多种离子和化合物对浮选有一定 影响 难免离子”的影响,如钙、 “难免离子”的影响,如钙、镁等多价金 属离子与脂肪酸类药剂发生反应, 属离子与脂肪酸类药剂发生反应,生成难溶化 合物,使捕收剂失效。 合物,使捕收剂失效。 选煤厂循环用水对浮选的影响 在水循环过程中, 在水循环过程中,某些离子或药剂在流程 中积累以致浮选过程不是在最佳化的条件下进 对浮选产品数、质量指标会有一定影响。 行,对浮选产品数、质量指标会有一定影响。
煤泥中各煤岩组成的浮选性质
煤通常分为四种组分:丝炭、暗煤、亮煤、 煤通常分为四种组分:丝炭、暗煤、亮煤、镜煤 丝炭、暗煤——可浮性较差、工业价值较差 可浮性较差、 丝炭、暗煤 可浮性较差 亮煤、镜煤——可浮性好、工业价值高 可浮性好、 亮煤、镜煤 可浮性好
煤的变质程度或煤化程度对煤泥可浮性的影响
中等变质程度的煤可浮性最好; 中等变质程度的煤可浮性最好; 极深或极浅变质程度的煤可浮性差。 极深或极浅变质程度的煤可浮性差。 表1-2 各牌号煤炭的可选性
煤泥的可浮性,其中包括煤泥的灰分、中间物含量、 煤泥的可浮性,其中包括煤泥的灰分、中间物含量、 夹矸的分布情况、离解性质; 夹矸的分布情况、离解性质; 煤泥的粒度组成,首选是细粒含量,泥杂质性质, 煤泥的粒度组成,首选是细粒含量,泥杂质性质,泥 化程度等。 化程度等。 现代工业的煤泥浮选无磨矿 作业,所以煤泥浮选流程简单。 作业,所以煤泥浮选流程简单。 右图是直接浮选的流程图, 右图是直接浮选的流程图,其特 点是: 点是:煤泥水直接进入浮选环节 ,浮选尾煤经彻底澄清后返回循 环水使用。但入浮浓度低, 环水使用。但入浮浓度低,需严 格控制添加清水量。 格控制添加清水量。
煤中有机物质的氧化程 度对煤可浮性的影响: 度对煤可浮性的影响:
煤粒的氧化
{ 水中长期浸泡氧化
自然界的风化过程
(氧化程度较深) 氧化程度较深)
大量生产实践表明:煤粒被氧化后可浮性降低
这是由于经氧化后煤粒表面的负电性增加, 这是由于经氧化后煤粒表面的负电性增加,从 而增加了它的表面亲水性,致使可浮性降低。 而增加了它的表面亲水性,致使可浮性降低。
4-影响煤泥浮选效果的因素 影响煤泥浮选效果的因素
煤的变质程度 煤岩组成 矿物的物质组成 氧化程度 和化学组成 矿物杂质的分布特性及其数量 矿浆浓度 *煤泥浮选是 煤泥浮选是 矿浆温度 一个及其复杂的物 粒度组成和颗粒大小 矿浆制备 矿浆的PH值 矿浆的PH值 理化学过程, 理化学过程,影响 矿浆中的离子浓度 矿浆中各种剩余药剂的浓度 这一过程的因素很 药剂制度 药剂种类 加药方式和地点 药剂耗量 药剂与矿浆的接触时间
4-7浮选流程 浮选流程
浮选流程是保证获得理想的技术经济指标 的重要条件。 的重要条件。制定浮选方案有以下几点原则可 供参考: 供参考: #易浮矿物先浮,难浮矿物后浮; 易浮矿物先浮,难浮矿物后浮; 易浮矿物先浮 #抑可浮性差的,不抑可浮性好的; 抑可浮性差的, 抑可浮性差的 不抑可浮性好的; #矿物可浮性相似时,浮少抑多; 矿物可浮性相似时, 矿物可浮性相似时 浮少抑多; #活化量少,抑制量多; 活化量少, 活化量少 抑制量多; #浮选价值高,抑制价值低; 浮选价值高, 浮选价值高 抑制价值低; #浮精矿质量要求高的,抑要求低的。 浮精矿质量要求高的,抑要求低的。 浮精矿质量要求高的
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