褐煤的浮選

王立雨

摘要我國褐煤資源豐富。褐煤的浮選可以有效降低褐煤中礦物質(zhì)含量，提高褐煤的利用效率。若能實現(xiàn)對褐煤的綜合利用，將極大地緩解我國能源供應的負擔。

關(guān)鍵詞褐煤；浮選；浮選藥劑；褐煤改質(zhì)

中圖分類號：TD94 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0176-01

我國褐煤資源豐富，總儲量為3194.38億噸，占我國煤炭資源總儲量的5.74%。褐煤探明儲量為1291.32億噸，占全國煤炭探明儲量的12.69%。2009年全國原煤產(chǎn)量增加了2.64億噸，其中褐煤貢獻了26.27%，為保護煉焦煤資源，今后我國動力煤的結(jié)構(gòu)將以褐煤為主。到2020年我國主要幾個大型露天礦的褐煤產(chǎn)量將有大幅度的提高，全國褐煤生產(chǎn)能力將大幅提升。

褐煤的水分高、熱值低、揮發(fā)分高，易揮發(fā)、易自燃。褐煤熱加工易碎，所以通常作為劣質(zhì)直接燃燒電煤。

1褐煤浮選的現(xiàn)狀

浮選是一種基于顆粒界面性質(zhì)的天然差異或人工差異，直接或間接利用相界面實現(xiàn)顆粒分選的工藝過程。目前，浮選仍是對細粒煤泥最有效的分選手段。

褐煤是指變質(zhì)程度較低的煤，不粘煤、弱粘煤、褐煤及長焰煤都屬于低階煤。由于煤化程度低開采過程易碎產(chǎn)生大量的煤泥，浮選作為有效的回收煤泥中的低灰精煤的分選方式可以嘗試用于褐煤的分選，但是，褐煤變質(zhì)程度較低、表面含氧官能團多、孔隙率高、親水性強，在浮選過程中不利于與氣泡的附著，所得浮精產(chǎn)率低，不容易實現(xiàn)浮選，加之褐煤易氧化，使浮選更加困難。因而，研究褐煤的結(jié)構(gòu)特點，找出行之有效的浮選方法對于能源的高效與清潔利用具有重大的現(xiàn)實意義。對于褐煤的浮選國內(nèi)外的研究人員進行了大量的探索，取得了可觀的成就。

褐煤是指變質(zhì)程度較低的煤，由于煤化程度低開采過程易碎產(chǎn)生大量的煤泥，浮選作為有效的回收煤泥中的低灰精煤的分選方式可以嘗試用于褐煤的分選，但是，褐煤變質(zhì)程度較低、表面含氧官能團多、孔隙率高、親水性強，在浮選過程中不利于與氣泡的附著，所得浮精產(chǎn)率低，不容易實現(xiàn)浮選，加之褐煤易氧化，使浮選更加困難。因而，研究褐煤的結(jié)構(gòu)特點，找出行之有效的浮選方法對于能源的高效與清潔利用具有重大的現(xiàn)實意義。對于褐煤的浮選國內(nèi)外的研究人員進行了大量的探索，取得了可觀的成就。

目前，關(guān)于浮選應用于褐煤的分選主要可分為兩個方面：浮選前的預處理和浮選藥劑的研發(fā)。其中，浮選前的預處理主要涉及：在浮選之前加入表面活性劑、進行加熱處理、微波處理等，通過改善煤粒的表面性質(zhì)達到增強褐煤浮選效率的效果。近年來關(guān)于利用各種非傳統(tǒng)藥劑來改變褐煤的表面性質(zhì)，從而改變普通浮選藥劑應用于褐煤的浮選而產(chǎn)生的效果不佳的狀況的文獻報道不斷涌現(xiàn)，主要有：在煤漿中加入表面活性劑、復合用藥、乳化藥劑和改性藥劑等，來改善浮選效果。

2褐煤洗選的前景展望

褐煤的變質(zhì)程度高于泥炭，但與普通煙煤相比性質(zhì)又相差甚遠，褐煤中存在較高水分，固定碳含量低，單位質(zhì)量產(chǎn)生的熱量少，含氧高，在空氣中易于風化和自燃[1]不利于長期儲存和長途運輸，浮選性差，難以用傳統(tǒng)的浮選方法直接進行分選。造成褐煤難浮選的原因之一是其含有較多的含氧官能團[2,3]，這些官能團的存在增強了褐煤的親水性。潤濕性可以表征煤泥疏水性的強弱，對此村田逞栓[4]研究了褐煤中的含氧官能團對它的影響，得出的觀點是羧基對褐煤潤濕性的影響最強烈，羥基次之。對褐煤進行預處理，減少其表面的親水基團可以實現(xiàn)有效分選，此外，合適的藥劑也可以用來改變褐煤的表面性質(zhì)。

由于煤階、煤中所含各種雜質(zhì)數(shù)量、氧化程度的不同，不同的煤可浮性有很大的差異，眾所周知，褐煤，尤其褐煤是最難選的煤之一。它們的可浮性差主要歸因于含氧量高以及表面有大量親水官能團的存在。然而，難浮褐煤的疏水性可以通過在浮選之前減少煤粒表面的含氧官能團或者選擇合適的化學藥劑來改善[5]。離子型或非離子型表面活性劑也能夠改變煤粒的表面性質(zhì)。表面活性劑在固-液界面的吸附受很多因素的強烈影響，例如藥劑的化學性質(zhì)，固體表面性質(zhì)和液態(tài)環(huán)境[6]。烴類和非烴類捕收劑如各種聚合物、長鏈胺、脂肪酸酰胺已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)可以增強可浮性。從靜電學角度來看，陽離子表面活性劑已被證明更有效。

褐煤的可浮性隨熱水干燥溫度的升高而顯著提高[7]。干燥后的褐煤的煤化程度提升，此外在熱干燥過程中，褐煤發(fā)生了脫羧基反應，表面親水官能團和疏水官能團的比例被改變，提高了褐煤的潤濕性，導致可浮性提高。熱水干燥過程中析出焦油，這些焦油填充在褐煤的孔隙中，增加了煤粒表面的可浮區(qū)域。但是此研究只針對較低溫度的熱水處理對褐煤浮選的影響，而且沒有涉及不同溫度的熱處理浮選情況的研究。

3結(jié)束語

目前，國內(nèi)關(guān)于褐煤分選的研究較少，褐煤分選中的很多難題尚需攻克，用于褐煤分選的新方法和途徑還需進一步探索。針對褐煤的分選研究，我國進展緩慢，缺少有效分選褐煤的方法與技術(shù)，利用率不高，污染及浪費嚴重。面對日益緊缺的能源現(xiàn)狀，應當積極探尋褐煤高效利用的新途徑，研發(fā)利用褐煤的新設(shè)備，當下對于環(huán)境保護的呼聲日益強烈，若想轉(zhuǎn)變?nèi)咭坏偷陌l(fā)展模式，就必須減少浪費有用資源，實現(xiàn)褐煤的有效利用。

參考文獻

[1]Xuguang Liu, Baoqing Li, KouichiMiura. Analysis of pyrolysis and gasification reactions of hydrothermally and supercritically upgraded low-rank coal by using a new distributed activation energy model[J]. Fuel Processing Technology, 2001, (69): 1-12.

[2]Ye Y, Jin R, Miller J.D. Thermal treatment of low-rank coal and its relationship to flotation response [J]. Inter-national Journal of Coal Preparation and Utilization, 1988, 6: 1-16.

[3]Fuerstenau D.W, Yang C.C, Laskowski J.S. Oxidation phenomena in coal flotation Part 1. Correlation between oxygen functional group concentration，immersion wettability and salt flotation response [J]. Coal Preparation, 1987, 4: 161-182.

[4]松山逞栓．煤的潤濕性研究及其應用[M].煤炭工業(yè)出版社，1992.

[5]Majka-Myrcha, B., Girczys, J.. The effect of redox conditions on the flotability of coal [J].Coal Prep, 1993, (13).

[6]Aktas, Z., Woodburn, E.T.. The adsorption behaviour of non-ionic reagents on two low rank British coals[J]. Mineral. Eng. 1994, 7(9).

[7]李擁軍，呂玉庭，聶麗君.褐煤熱水干燥后的浮選特性研究[J].煤炭分析及利用，1996（4）.

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