調漿強度對浮選效果的影響試驗研究

田立新

(開灤(集團)有限責任公司，河北 唐山 063000)

傳統的煤泥調漿設備有攪拌桶、礦漿預處理器、礦漿準備器等，近年來又相繼開發了管道混合器、跌落箱等[1-2].這些設備可處理易選煤泥，但在處理高灰難浮煤泥時，不能適應高灰難選細粒煤泥所突顯的高灰、難浮、選擇性差以及細泥覆蓋的特點，表現在精煤灰分高、回收率低、藥劑耗量高[3].

開灤礦區煤炭由于地質賦存原因，8、9煤層普遍呈現細泥含量高、可浮性差的特點，在實際生產中難以獲得低灰分浮選精煤，并對選煤生產循環水產生負面效應[4].因此，高效調漿是充分發揮開灤集團現有浮選設備作用的重要途徑。

1 調漿方式及強度影響因素分析與試驗

1.1 高剪切調漿對調漿效果的影響機理

浮選礦漿調漿方式分為無動力調漿和動力調漿兩種，動力調漿又可分為低速攪拌調漿和高剪切攪拌調漿。煤泥高剪切調漿過程是一個機械攪拌分散的過程，捕收劑和吸附藥劑的礦物粒團通過強剪切力等力的作用分散成更小的粒度級，并通過對礦漿進行高強度剪切，使礦粒表面得到磨新，改善表面吸附性[5].

利用Sommerfeld的顆粒碰撞模型[6]，可推導藥劑分散前后與煤粒碰撞概率變化情況：假定顆粒相對運動速度不變，則分散前后碰撞概率比為：

(1)

式中：

Cp—分散前后碰撞概率比；

n—分散強度；

R1—分散前藥劑顆粒半徑,mm；

R2—煤泥顆粒的半徑,mm；

CR—分散前藥劑顆粒與煤泥顆粒的半徑之比。

由式(1)可以看出，煤泥與藥劑顆粒碰撞概率與顆粒濃度、粒度、相對運動速度關系密切[7].當分散前藥劑顆粒與煤泥顆粒的半徑比一定時，隨著藥劑分散強度n的增大，顆粒碰撞概率增大；當藥劑分散強度n一定時，隨著分散前藥劑顆粒與煤泥顆粒的半徑比增大，顆粒碰撞概率增大，即在調漿攪拌過程中，提高剪切強度，有利于藥劑與煤泥顆粒的結合。

1.2 調漿強度対浮選效果的影響試驗

為研究調漿強度對浮選效果的影響，實驗室采用林西礦選煤廠入浮煤漿，通過調整調漿強度，對入浮煤漿進行了浮選試驗，實驗礦漿濃度100 g/L，捕收劑為柴油，起泡劑為仲辛醇，藥劑用量為0.22 kg/t，藥比為10∶1，試驗結果見表1.

表1 不同調漿強度的浮選試驗結果表

從表1中可以看出，礦漿經調漿后，精煤產率、完善指標比不調漿得到提高。采用不同的調漿強度進行礦漿預處理，對浮選精煤灰分和精煤產率作用明顯不同。當調漿轉速為2 580 r/min時，在精煤灰分相近情況下，精煤產率較不調漿增加了3.98%.

2 高效調漿機工作機理

高效調漿機采用高剪切攪拌調漿機理，設備為柱體結構，高度3 m，半徑為1 250 mm，主要由桶體、立軸、葉輪、剪切盤、分隔板、變頻調速驅動裝置等部件組成[8].攪拌機構轉速由變頻調速機構控制，可通過浮選單機檢查結果確定適宜的轉速，實現浮選效果最優化。浮選礦漿從機體底部給入調漿機，浮選藥劑給入葉輪運轉在筒體底部形成的負壓區，礦漿向上經過剪切盤攪拌磨新和分隔板調整，使礦漿藥劑有效結合后，從筒體上部流出，給入浮選機進行分選。高效調漿機工藝流程圖見圖1.

圖1 高效調漿機工藝流程圖

3 調漿強度工業應用選擇

選煤廠原浮選工藝采用管道混合器作為礦漿浮選前的預處理設備，浮選機采用FJC36-4型噴射式浮選機。為在工業生產中驗證實驗室試驗結果，在林西選煤廠用高效調漿機替代礦漿管道混合器，在藥劑制度相同情況下，對高效調漿機變頻調速，采用3種不同轉速的攪拌強度進行工業試驗，效果見表2.

表2 高效調漿機調漿強度工業試驗表

工業生產試驗表明，不同的調漿強度，對浮選效果有著不同的影響。對于林西礦選煤廠而言，浮選礦漿采用2 400 r/min左右的調漿強度可優化該浮選機浮選效果。

4 結 論

在浮選調漿過程中，調漿強度(剪切盤轉速)對浮選效果影響作用明顯，調漿強度不但影響捕收劑分散度、碰撞概率，也影響了藥劑在礦物表面的解吸概率。針對不同性質的礦漿，采用合適的剪切強度可有效提高藥劑分散度，改善礦粒表面物理化學特性，增大藥劑與礦物顆粒碰撞概率，吸附選擇性增加。