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引言
浮選原料中不同顆粒性質的差異是煤泥浮選的依據(jù),為更好指導生產(chǎn),必須研究浮選原料的性質。煤泥浮選原料由不同粒度、密度的煤和矸石顆粒及它們的連生體組成。應分析煤和矸石的性質:煤粒表面的非極性程度及由其決定的疏水性或可浮性的大小,受煤化程度、煤巖成分、氧化程度等因素的影響;矸石顆粒表面的極性程度以及由其決定的表面特性,取決于組成矸石的礦物成分;煤和矸石顆粒表面性質的差別程度、連生體及細泥等都是影響浮選效果的重要因素。
1 煤巖成分
不同煤巖成分的疏水性和浮選行為各不相同。光亮型成分比暗淡型成分具有較好的可浮性。
不同煤巖成分的可浮性存在差異的原因在于其本身具有不同的化學組成和分子結構,也受到其他各種因素的影響。光亮型煤中的礦物質含量要比暗淡型煤低,密度要小。
精煤中絲炭含量的多少也是評定產(chǎn)品質量的一個指標。絲炭的可浮性較差,在浮選過程中可以排除一部分。如果浮選過程中能提高煤巖成分的選擇性,則有利于提高煤的質量。有的煤只能作配煤使用。光亮型煤具有良好的結焦性能。如果浮選能按照煤巖成分進行有選擇性的分選,就能提高一些煤的使用價值,擴大煉焦用煤的資源。
由于煤巖成分的可浮性和浮選行為不同,因此在制定操作制度和進行生產(chǎn)檢查時,應結合小篩分和小浮沉試驗及浮選試驗對原料和產(chǎn)品進行煤巖成分的定性和定量分析。尤其是在原料中暗淡型成分含量較高時,會增加浮選的難度,必須尋求最合理的工藝條件,進行精心的操作和調節(jié)。
2 煤化程度
煤化程度不同,煤的可浮性也不同,中等煤化程度煤的可浮性最好。以上現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可用變質過程中煤的高分子結構的變化來加以解釋。煤化程度低的煤,高分子結構中極性官能團的數(shù)量較多,煤粒表面親水性強。中等煤化程度的煤,高分子中碳和氫的比例最合適,此時的碳氫化臺物疏水性最好。隨著煤化程度的繼續(xù)加深,因脫氫而使疏水性較好的碳氫化合物發(fā)生分解,致使煤的疏水性逐漸下降。不同的煤,在藥劑的作用下,可浮性都有不同程度的提高;而隨著藥劑用量增加,它們之間可浮性的差別顯著縮小。在相同條件下,中等煤化程度的煤最容易浮選,而年輕和年老的煤的浮選效果較差。其原因可能是除因為年輕和年老煤的疏水性較差外,它們還具有比較發(fā)達的孔隙度。為了改善浮選效果,一般采用較大的藥量,以充填煤粒表面的孔隙和提高疏水性。
3 氧化程度
氧化程度很深的煤,通常是較難浮選的。有人用儲存了一年的風化煤,按比例摻入新煤中,進行浮選實驗。實驗表明,隨氧化煤數(shù)量的增加,精煤產(chǎn)率迅速下降。全部是氧化煤時,幾乎得不到浮選精煤。
煤發(fā)生氧化的途徑,即在自然界的風化過程中被氧化和在水中長期浸泡所產(chǎn)生的氧化。煤塵比煤泥具有較好的可浮性,說明了煤在水中的氧化要比在空氣中更劇烈。為了減弱煤在水中的氧化程度,應縮短煤在水中的浸泡時間。直接浮選具有較高的浮選速度,在生產(chǎn)中縮短了煤泥在水中的浸泡時間。在浮選氧化程度較深的煤泥時,由于氧化煤粒表面的負電性較強,易對陽離子產(chǎn)生吸附作用,采用陽離子捕收劑( 如
胺類等)能改善浮選效果。對于氧化程度較低的煤,采用非極性油類藥劑具有良好的捕收作用。煤的抗氧化能力隨變質程度的加深而增強。
4 礦物雜質
煤中雜質對煤的可浮性產(chǎn)生一定的影響。這是因為粗粒嵌布的雜質易從煤中解離出來,解離后煤和雜質顆粒分別成單體狀態(tài)而存在。煤中雜質如呈微細粒嵌布或呈浸染狀態(tài),雜質則不能從煤中解離出來而形成煤和雜質的連生體。這種顆粒的親水性較強,介于煤和純矸石之間,它們如進入泡沫產(chǎn)品就會使精煤的灰分增加、質量下降,進入尾煤就會增加可燃體的流失。
在浮選中發(fā)生泥化的雜質。在生產(chǎn)過程中因水浸和機械作用在礦漿中形成大量細泥的物質。它們在礦漿中很容易被潤濕而泥化成極細的親水性較好的微粒。粒度細,容易吸附于煤粒的表面上,煤粒表面被細泥覆蓋后其疏水性下降,致使煤粒的可浮性降低。其結果是不但使粘附在煤粒表面的雜質有可能隨煤粒一起進入泡沫產(chǎn)品影響精煤的質量,也使一些被細泥覆蓋的煤粒不能和氣泡固著在一起而流失于尾礦中,致使精煤產(chǎn)率下降。
2)硫化物。有機硫是煤的結構成分,浮選不能將其除去。硫化物的浮選活性較好,煤泥浮選所用藥劑( 輕柴油、煤油等)對細粒硫化物有一定的浮起作用。生產(chǎn)上對硫化物還不能徹底排除,因而降低精煤硫分還是有待解決的問題。由于硫對鋼的質量具有很大的影響,黃鐵礦顆粒表面可生成一層親水性較好的硫酸亞鐵薄膜,致使這些顆粒的可浮性下降。
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