新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM—DAC）絮凝劑對煤泥浮選的試驗研究

帖呈+張權+李峰

摘要：介紹了一種新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑，本文考察了大同地區某礦弱粘煤煤泥粒度組成和礦物組成，其中-0.074mm粒級灰分含量高達34.71%，且礦物主要為高嶺土和石英。對比性浮選試驗研究結果表明：新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑浮選效果顯著，精煤產率提高了8.28%、灰分降低了0.89%、浮選完善指標提高9.03%。同時分析了絮凝劑作用后煤泥的紅外光譜。

關鍵詞：選擇性絮凝；聚丙烯酰胺；煤泥浮選；細泥罩蓋

0引言

在煤泥浮選過程中，細粒石英、高嶺土等礦物容易附著在煤顆粒表面形成細泥罩蓋現象，導致浮選分選效率降低，精煤灰分偏高。如何抑制細泥罩蓋現象，降低細泥對浮選精煤的污染作用，提高煤泥浮選效果，成為選煤行業的研究重點。

選擇性絮凝翻是選別微細粒礦物的有效方法之一，根據各礦物組分的表面性質不同，絮凝劑將選擇性地吸附在某種礦物顆粒表面，通過“橋聯”作用促使其絮凝、沉降，而其他礦物組分仍保持穩定的懸浮狀態，進一步分離絮凝物和懸浮液。目前，絮凝劑致可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑和生物絮凝劑，不同種類的絮凝劑對煤泥的分選作用效果不同，絮凝劑的選擇和應用直接影響著浮選過程中的降灰脫硫效果。石英和高嶺土零電點分別約為3.7和3.4，即在中性礦漿中表面均帶負電，使用陽離子型絮凝劑將會有效的抑制細泥罩蓋現象，提高煤泥浮選效果。本文以制備的新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）為絮凝劑，以大同地區某礦弱粘煤泥為研究對象，研究其對精煤灰分、產率的影響，同時進行了絮凝劑作用后煤泥的紅外光譜分析。

1試驗研究方法

1.1煤樣性質

試驗選用大同地區某選煤廠煤樣粒度-0.5mm的入浮原煤，其粒度組成如表1所示。由表1可知：煤樣粒級含量分布不均，灰分隨著粒度的減小逐漸增大，0.074mm粒級含量偏高，約為32.86%，且灰分高達34.71%。由圖l煤樣的XRD圖譜可知：煤樣中所含的主要脈石礦物為高嶺土和石英礦物。結合煤樣粒度分布可知，該煤樣的主導粒級為0.074mm，說明該煤樣含有大量易泥化的細粒礦物，容易形成細泥罩蓋現象，對煤樣浮選不利。

1.2浮選試驗

浮選試驗在容積為1L的XFD型掛槽式浮選機上進行，主軸轉速為1800r/min，充氣量為0.25L/min，礦漿濃度為60g/l。六偏磷酸鈉用量、絮凝劑用量、煤油用量和仲辛醇用量分別為1000g/t、100g/t、1000g/t和100g/t。浮選完成后，分別將精煤和尾煤過濾、烘干、稱重并按照國標化驗灰分，計算產率和灰分。浮選流程如圖2所示。

1.3浮選效果評定

采用浮選完善指標對浮選結果進行評定

采用德國BRUKER公司TENSOR27型號的傅立葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared，FHR）對絮凝劑、原煤、精煤和尾煤進行結構表征。測試條件：KBr壓片法，KB與樣品質量比為100：1，檢測波長入為2.5～25μm，波數（（1）范圍為4000～500cm-1。

2結果與討論

2.1對比性浮選結果比于組別1的精煤產率提高了8.28%、灰分降低了0.89%、浮選完善指標提高9.03%。這是由于新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑選擇性地吸附在表面帶電負性的石英、高嶺土等礦物上，通過“橋連作用”使礦物組分產生絮凝，而煤中可燃體仍分散在礦漿中，從而抑制了細泥罩蓋現象，促使捕收劑能充分地與可燃體接觸礦化達到高效的分離效果。

2.2紅外光譜分析

其中，圖3（A）為新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑的紅外光譜。在3450cm-1處出現了為-NH2的伸縮性振動峰：在2926cm-1處出現了-CH3的非對稱振動峰：在1736cm處出現了COOCH2中C=O的伸縮振動峰：在1668em-1處出現了-CONH2的特征振動峰：在1455em-1處出現了CH2 N～（CH3）亞甲基的彎曲振動峰；在1162cm-1處出現了COOCHz-中C-O-C的不對稱伸縮振動峰：在953cm-1處出現了季銨基的振動峰。圖3（B）為組別2中原煤、精煤和尾煤的紅外光譜圖，精煤和尾煤譜圖相比于原煤譜圖均在1736cm、1668cm、1455cm、1162cm和953cm處出現了聚丙烯酰胺P（AM-DAC）特征紅外振動峰，表明精煤和尾煤中均存在聚丙烯酰胺P（AM-DAC）：尾煤中絮凝劑的特征紅外振動峰面積明顯高于精煤中絮凝劑的特征紅外振動峰面積，表明了絮凝劑在尾煤中的吸附量遠遠高于精煤中的吸附量，這與尾煤和精煤中的灰分大小一致，即聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑選擇性地吸附在細粒礦物表面，有效地抑制細泥罩蓋現象，提高煤泥浮選效果。

3結論

①通過煤樣的粒度組成和XRD分析可知：該煤樣含有大量易泥化的細粒礦物，容易形成細泥罩蓋現象，對煤樣浮選不利。②通過對比性浮選結果可知：新型陽離子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝劑的加入有效地抑制了細泥罩蓋現象，提高煤泥浮選效果，精煤產率提高了8.28%，灰分降低了0.89%。③通過紅外分析可知：尾煤和精煤均出現了聚丙烯酰胺P（AM-DAC）的特征峰，絮凝劑在尾煤中吸附量明顯高于精煤，與尾煤和精煤的灰分大小一致，表明了絮凝劑選擇性地吸附在細粒礦物表面。endprint