淺談浮游選煤中抑制劑的應用與作用機理

杜高仕

摘 要：現代社會多種機械設備的啟動運行需要使用煤炭，而煤炭礦資源屬于不可再生資源，因此，對其進行充分的采集和利用能夠提高其使用效率。浮游選煤是通過精煤和矸石表面性質存在的差異對其進行區分，從而最大限度選出精煤的一種有效回收細粒煤的方法。文章通過分析在浮游選煤過程中抑制劑的應用和作用機理，旨在利用抑制劑使浮游選煤能夠更大程度和更高效率的減少煤矸石出現，從而提高細粒煤回收率。

關鍵詞：浮游選煤；抑制劑；應用機理；作用機理

中圖書分類號：TD94 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）32-0173-02

煤礦從開采到使用需要多道工序支持，且在完成多個環節施工之后才能最后投入使用，浮游選煤技術則是這一過程中非常重要的一個工序，這一工序完成質量是否符合社會需求的標準直接決定最后投入市場的煤質量是否能夠很好的滿足人們的需求。浮游選煤主要是按照當原煤放到水里時精煤和矸石會具有不同的親水性，從而分離出精煤部分，最后很好的進行細粒煤的回收來完成整個工作。目前，浮游選煤技術仍存在一些缺陷，主要是其灰分遠遠超過重選精煤，因此，如何降低其灰分，提高精煤質量，減少矸石對環境的污染，對社會經濟發展創造良好的環境有重要現實意義。經過調查發現，抑制劑在浮游選煤技術中的應用機理分析資料非常少，多數研究方向為煤礦的脫硫環節。本文主要探討浮游選煤技術添加抑制劑應用機理問題，探究如何能夠更好地降低煤礦中的灰分比例。

1 浮游選煤主要原理

浮游選煤雖然最基本的工作原理是通過精煤和矸石親水性不同而分離精煤，但倘若僅依靠不同的親水性就想完成浮游選煤將無法滿足標準需求。因此，在進行浮游選煤時還需要加入一些必要的輔助劑，比如，為了能夠更快的使矸石的親水性和煤塊的疏水性顯示出來，可以在實驗中加入柴油等捕收劑。但是由于當煤塊放到水中時由于其密度原因造成其無法浮到水面，因此在進行浮游選煤時還需加入能夠產生氣泡的起泡劑，這些起泡劑能夠在清水中通過攪拌時產生大量的氣泡，從而能夠將煤從水中托起，完成浮游選煤全部工序。具體的浮游選煤流程為：將煤泥放到攪拌桶中，之后再加入適量的捕收劑以及起泡劑，然后開始由慢轉快的方式進行攪拌，攪拌均勻后才開始倒入浮選機內準備選煤。在浮選機內還需要進行長時間快速的攪拌，在不斷的攪拌過程中才能夠產生大量的氣泡，從而能將煤粒托起浮到水面，且這些煤粒能夠快速的黏在氣泡上并快速的浮到水面，當煤粒隨著起泡氣泡浮出礦漿液面時，由刮泡器將礦化泡沫刮出，從而完成選煤作業。在該過程中，由于矸石親水性比較強，不會像煤粒一樣粘附在氣泡上，只會一直沉在水底，所以就能夠比較容易的就將煤粒和矸石分開。

2 研究抑制劑應用的實驗

2.1 實驗前準備

①試驗煤樣選擇。實驗所需要的煤樣按照國家相關的標準要求進行選擇，一般選擇已經經過破碎和篩分的原煤，即三分之一的焦煤。之后煤樣進行進一步的處理，直到滿足實驗室需要的-0.5 mm煤樣，然后將該煤樣進行保存，期間不能夠隨意去觸碰或加入其他東西。

②實驗浮選方法選擇。實驗浮選方法選擇需要依據國家相關的浮游選煤規定進行試驗選擇，主要有：是否添加抑制劑實驗、可比性浮選、分步釋放這三種試驗方式以及實踐實驗。它的試驗內容是對選煤結果進行分析處理和計算，將這些結果進行誤差對比分析，從而得出抑制劑應用結果。

③樣品分析。首先選擇由柴油、礦漿濃度和仲辛醇組成的抑制劑，羧甲基纖維素。再通過以上三種實驗方法進行分析，分析內容為尾煤、精煤、羧甲基纖維素以及尾煤、精煤、黏在吸附羧甲基纖維素后性能變化的分析。通過對比吸附前和吸附后尾煤、精煤以及羧甲基纖維素的變化，能夠得出羧甲基纖維素在浮游選煤中的吸附機理。

2.2 實驗過程

以下實驗均是使用相同的煤樣，即將原煤破碎和篩分后的三分之一焦煤（參照GB474-1996）。主要是因為焦煤是一種中等以及低揮發分的煙煤，煤化度比較高，且結焦性比較好。

2.2.1 分步釋放實驗

該實驗通過利用高濃度的柴油、礦漿以及仲辛醇進行試驗分析不同產率會出現的不同灰分，從而得出該實驗是否能夠降低精煤的灰分比。

從表1能夠看出，灰分隨著產率增加而增加且精煤的灰分比在試驗中無法實現低于10%的實驗目的，因此同樣需要在浮游選煤中加入抑制劑從而降低灰分。目前是通過進行多次分步釋放達到精煤低灰分的目的。

2.2.2 可比性浮選試驗結果分析

觀察實驗結果表2顯示，精煤的灰分比比較高，達到15.3%，如果不進行降低煤灰分將會造細粒煤的大量損失，因此進行在浮游選煤中加入抑制劑從而降低灰分非常必要。

2.2.3 一次添加抑制劑種類與用量的試驗。

從表3可以看出，當羧甲基纖維素為0 mg也就是在浮游選煤中沒有添加抑制劑的時候，精煤的灰分比還是很高，仍沒有降到10%以下，在不斷的增加羧甲基纖維素劑量后灰分比不斷減少，當劑量為45 mg時降低到9.79%。也就是說，只要通過控制羧甲基纖維素用量，就能夠起到降低精煤灰分的目的，但是羧甲基纖維素劑量要有所控制，一般在30 g/t這個范圍之內降低幅度比較大，效果比較好。

2.2.4 實踐實驗分析

為了能夠更加確定羧甲基纖維素抑制劑對降低精煤灰分的有效性，還需進行實踐實驗，對加入抑制劑和不加入抑制劑的實踐結果進行對比分析。

從表4中可以看到，加入抑制劑羧甲基纖維素和不加入抑制劑羧甲基纖維素有明顯的區別，精煤中加入抑制劑后，其灰分明顯降低，且降低幅度比較大。但是不足的是，灰分比下降也帶動產率降低。但是通過以上幾個實驗發現，抑制劑羧甲基纖維素對精煤的灰分有非常明顯的影響，且灰分比和產率成正比，因此，只要在浮游選煤中加入適量的抑制劑能夠達到降低精煤灰分的目的。

3 抑制劑抑制機理分析

通過實踐實驗分析沒有添加抑制劑和添加抑制劑的浮選精煤存在異同點發現，浮選精煤在加入抑制劑羧甲基纖維素后不會出現新的官能團，也就是說這兩種物質放在一起不會相互吸附。同時，分析尾煤和抑制劑羧甲基纖維素時也發現，這兩個物質也不會出現新的官能團，也就是說這兩種物質之間也不會相互吸附。但是尾煤的吸收峰和吸附強度在吸附之前和吸附之后都會有所變化。因此，我們可以得出，羧甲基纖維素對煤矸石起到抑制效果，通過纖維素內部的羥基和水產生物理反應之后形成氫鍵，從而加強煤矸石的親水性質，而精煤親水性質保持不變，所以就會造成兩種物質之間親水性差異的不斷擴大，因此就能夠更好的區分出精煤，有助于實現浮游選煤。

4 結 語

通過以上四個實驗分析發現，抑制劑添加在浮游選煤工作中有明顯的效果，是一種可行性高且值得推廣的技術，現代的選煤廠可以通過利用這一技術進行選煤，不但能夠較大幅度的提高選煤質量，增加經濟效益，同時也能夠起到保護環境的作用。但是實驗也發現，雖然抑制劑能夠降低精煤灰分的比例，但是并不是劑量越多越好，而是要控制在30～50 g/t左右最好。

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