煤炭浮选药剂评述

文章编号:1001-3571(2006)05-0083-06

煤炭浮选药剂评述

李亚萍,沈丽娟,陈建中,刘炯天

(中国矿业大学化工学院,江苏徐州　221008)

摘要:对近年来国内外使用的煤炭浮选药剂:捕收剂、起泡剂、复合浮选剂、调整剂等进行了综述,简述了它们的使用情况及其效果,并进行了点评。关键词:浮选药剂;捕收剂;起泡剂;复合浮选剂;调整剂

中图分类号:T D443+

11 文献标识码:B 收稿日期:2006-06-30

作者简介:李亚萍(1982-),女,河南汉川人,中国矿业大学化

工学院矿物加工工程专业在读硕士研究生。电话:

(0516)83995157。

煤泥分选技术很多,但是就目前国内外的发展水平而言,浮游选煤技术仍是精选细粒煤泥最有效的方法。浮选药剂对改善浮选系统中气、液、固三相的性质,主要是改善气相性质,使产生的气泡大小、数量、寿命、升浮速度等都能满足浮选要求;改变矿物的表面性质,使其更利于与气泡粘附而上浮,调整矿物的表面性质、矿物与其他物质的作用以及调整矿浆的性质,变不能浮矿物为可浮,使能浮的矿物更好浮或将暂时不浮的矿物先抑制,然后再活化、浮选,并提高浮选选择性和浮选速度起着

十分重要的作用[1-5]

。浮选结果的好坏,浮选药剂是重要的因素。为此,将近年来国内外有关浮选药剂的报道,取其精华,分为捕收剂、起泡剂、复合浮选剂、调整剂四类进行综述,并加以点评。

1　捕收剂

在煤泥浮选中广泛采用非极性烃类油作为捕收

剂,特别是煤油、轻柴油和改性煤油等,占煤泥浮选捕收剂的80%～90%。国内外选煤厂煤泥浮选常用的捕收剂多数是石油产品,主要是煤油、轻柴油,还有一些人工合成的非极性烃类油捕收剂,如我国的FS201、ZF 浮选剂等。此外还有一些其他工业副产品。111　煤油煤油是煤泥浮选中应用最广泛的非极性烃类捕收剂之一。它是石油裂解时的馏分产品,主要成分是C 11～C 16的烷烃,不易溶于水,只具有捕收性,当芳烃含量较大时,具有一定的起泡性能。煤油的用量一般为015～2kg/t (煤泥)。用量过大有显著的消泡作用。

112　轻柴油和页岩柴油

柴油是目前较广泛使用的非极性烃类油捕收剂,浮选一般用0号或10号轻柴油,用量常为1～3kg/t (煤泥)。轻柴油具有馏分高、密度大、粘度大,在水中分散的油珠直径大和在煤表面展开的速度慢等特点,但疏水性强,被表面孔隙吸收的数量少,因此,用作低阶煤浮选时的捕收剂比较有利。

页岩轻柴油系页岩焦油所得馏出物经冷压脱腊,再经酸碱洗涤后的产品,页岩轻柴油中含有较多的不饱和烃(烯烃、芳烃)以及含氧、含氮物质,所以页岩柴油具有较强的捕收性能和一定的起泡性能。通常用于易选或中等可选煤泥的浮选,用

量常为115～2kg/t (煤泥)[6-8]

。113　天然气冷凝油

天然气冷凝油是由天然气凝析油经精馏所得的煤油馏分。我国四川省天然气资源丰富,西南地区的多数选煤厂用凝析油制得煤油、轻柴油作捕收剂。国外也有采用。

114　FS -201、FS -202捕收剂

FS -201是以烯烃与苯在三氯化铝的催化作用

下进行烷基化反应,反应物经碱洗、水洗再经脱苯、精馏,截取255℃以前的馏分,主要成分为轻质烷基苯。药剂用量比煤油低30%左右。

FS -202也称作脱腊煤油,是以直馏煤油为原

料经加氢、脱腊并提取正构烷烃后的抽余油,其中含有捕收性能强的馏分达84%,浮选活性较一般煤油和轻柴油高,耗油量比煤油低40%左右。FS -202已在很多选煤厂使用[1,3]

。

115　BET 捕收剂

在进行煤的浮选脱硫降灰研究过程中,把应用在金属矿浮选的邻苯二甲酸二乙脂(BET )引入到煤的浮选脱硫降灰作业,获得了理想的浮选效果。

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8第5期2006年10月 选 煤 技 术COAL PREP ARATI O N TECHNOLOGY

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实验室试验结果表明,当BET用量分别是普通浮选药剂GF、FS-202的1/10和1/100时,浮选产率和浮选的选择性均优于GF和FS-202,且不受矿浆pH值的影响。通过大量的试验测试表明, BET是一种性能优良的浮选药剂,BET的浮选效果要优于普通的煤用捕收剂,尤其是用于高硫煤浮选时,它有很强的选择性[10,11]。

在浮选作业中,药剂的选择及使用直接关系浮选效果。随着洁净煤技术研究的深入开展,煤炭浮选脱硫降灰的研究越来越为人们所重视。开发用量少、选择性强的高效浮选捕收剂对选煤脱硫降灰有着重要的现实意义。

2　起泡剂

我国选煤厂常用起泡剂按其来源可分为三大类,即天然类、工业副产品和人工合成品。

211　天然起泡剂

松醇油也称2号油,是我国选矿厂应用最为广泛的一种起泡剂,占起泡剂用量的95%以上。它是以松节油为原料经水合反应得到,主要成分是α-萜烯醇。其他以α-萜烯醇为主要成分的天然起泡剂包括樟脑油、桉叶油、松油等。天然类起泡剂是由林木直接蒸馏和加工后的产品,由于林产品资源有限,所以天然起泡剂在选煤厂中的使用较少。212　工业副产品起泡剂

(1)　杂醇来源较广,是选煤厂应用较多的起泡剂,生成的泡沫较脆,选择性好,可以用于难选煤和高硫煤的浮选。用量通常为200～300g/t (煤泥)。

(2)仲辛醇是我国选煤厂广泛应用的起泡剂,起泡性能较杂醇强,用量一般在100g/t(煤泥)。

(3)GF浮选剂是煤油液相催化氧化物,棕红色液体,虽然表面张力很低,但是其他性能不好,工业上应用不多,多数用于实验室。

(4)　混合醇起泡剂泡沫多,脆而不粘,并对过滤脱水有利,用量100～150g/t(煤泥)。

(5)脂油190的工业试验证明,脂油作煤泥浮选起泡剂其效果和仲辛醇类似,优点是价格低,气味小,毒性低。

工业副产品起泡剂是我国煤泥浮选应用较为广泛的起泡剂,充分利用工业副产品,通过有效加工,作为起泡剂使用是研制、开发浮选剂的一个重要途径,具有较高的经济效益和社会效益[9,12-14]。213　人工合成起泡剂

该类起泡剂是人们根据所浮选的矿物特性专门生产的化工产品,主要有醚醇类和醚类,多用于金属矿物的浮选。

醚醇类起泡剂水溶性较高,泡沫结构致密,能产生直径<012mm的微泡,选择性好;产生的泡沫不粘,消泡快,用量少,仅10～80g/t(原矿),不过价格较贵。乙基醚醇是我国生产的醚醇类起泡剂之一,它由还氧丙烷和乙醇在苛性钠作催化剂条件下聚合而成,也叫醚醇油。国外约有50%的金属矿浮选用醚醇作起泡剂。这类起泡剂的显著特点是:可由人工控制,严格按照还氧丙烷数目和醇的碳链长度来预计合成出的药剂起泡性能,并在过程中进行调节。起泡能力随还氧丙烷数目和醇的烃链碳原子数增加而提高;同时捕收性能增加,选择性降低。

醚类起泡剂是一种新型的人工合成起泡剂,如国内的4#油就属于此类,其主要成分为1,1,3-三乙氧基丁烷,又称丁醚油,生产4#油的主要原料是合成聚乙烯醇过程中产生的副产品,来源广泛。4#油价格低,纯度高,起泡能力比2#油强,而用量仅是2#油的一半,生成的泡沫脆。另外,其在尾矿水中很快分解、氧化,失去有害作用,因此是一种毒性小的起泡剂。

用于煤泥浮选的人工合成起泡剂主要有甲基异丁基甲醇,又称甲基戊醇,代号M I B C。该药在美国大量使用,其特点是选择性好、活性好,生成的泡沫细且脆而不粘,消泡容易,不具捕收性,用量少,仅20～40g/t(煤泥)。但由于原料取于粮食,我国未在工业上使用,只作为实验室浮选的标准起泡剂。

人工合成起泡剂有很多优点,是研制开发新型浮选剂的热点。

214　起泡剂的现状

我国起泡剂的研究已具有相当水平,起泡剂的种类繁多,我国主要采用化工副产品作起泡剂,如杂醇、仲丁醇、丁辛醇等。近年来,合成起泡剂方面应用的有FP-101起泡剂、T R-85浮选剂等。这些药剂与煤油、轻柴油配合使用,使药剂的单位耗量大多降到115kg/t干煤泥左右。美国主要采用M I B C作起泡剂,近年来研制出一种新起泡剂4,4一二甲基一1一戊醇,性能优于M I B C。

3　复合浮选剂

复合浮选剂是近年来浮选剂开发的新趋势,它

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第5期 选 煤 技 术 2006年10月25日