浮游選煤培訓(xùn)資料

1、浮游選煤的依據(jù)對(duì)小于 0.5mm的細(xì)粒級(jí)煤泥最有效的分選方法是浮游選煤法。它是根據(jù)礦物表面性質(zhì)的不同，即根據(jù)他們?cè)谒袑?duì)水、氣泡、藥劑的作用不同，通過浮選法高效分離出有用礦物和廢渣。煤泥浮選是依據(jù)煤和矸石表面潤濕性的差異進(jìn)行分選的，其實(shí)質(zhì)是疏水的煤粒粘附在氣泡上， 親水的矸石顆粒滯留在煤漿中，從而實(shí)現(xiàn)彼此分離。浮選是在固、 液、 氣三者相互接觸的界面上進(jìn)行的。這三者稱為三相， 即固相、液相及氣相。所以， 討論浮選過程，就必須研究三相界面上所發(fā)生的表面現(xiàn)象。有關(guān)表面現(xiàn)象的知識(shí)， 則是浮選原理的基礎(chǔ)。礦物表面的潤濕現(xiàn)象荷葉上的水滴呈球形是人所共見的自然現(xiàn)象， 這表明荷葉的表面是疏水的 （即親氣的）

2、 。凡是表面疏水的固體顆粒， 在水中都能粘附在氣泡上。疏水性和潤濕性互為反義詞。當(dāng)三相接觸時(shí)， 液相在固相表面鋪展開， 排斥氣相而占據(jù)固相表面的現(xiàn)象稱為潤濕現(xiàn)象。例如， 將水滴到石蠟表面，水滴成球形，這表明石蠟表面疏水性好，潤濕性差；而在玻璃表面水滴會(huì)自動(dòng)鋪展開來，這表明玻璃潤濕現(xiàn)象，疏水性差， 潤濕性 （親水性） 好。將水滴到光亮的煤炭表面， 像石蠟一樣，水滴成球形；滴到矸石表面，像玻璃一樣，水滴會(huì)自動(dòng)鋪展開。也就是說水與煤炭、水與矸石之間的相互作用也是不同的。人們把易被水潤濕的表面 （如矸石表面） 稱為親水表面， 把不易被水潤濕的表面 （如煤炭表面） 稱為疏水表面， 相應(yīng)的礦物分別稱為親水

3、性礦物和疏水性礦物。 氣泡從煤的表面排開水層并與其粘附； 相反的是氣泡不能從矸石的表面排開水層實(shí)現(xiàn)粘附，仍保持球形。煤的表面是疏水的， 而如果矸石顆粒中主要成分是已單體解離的硅酸鹽類、 碳酸鹽類和氧化物類的極性礦物， 那么它們的表面是親水的， 所以能夠以浮選的方法將其分離出去。但煤的表面性質(zhì)是不均勻的， 某些部位也親水。所以， 為了擴(kuò)大煤粒與矸石顆?？筛⌒缘牟顒e， 在浮選過程中加入非極性油類捕收劑。這類捕收劑疏水性強(qiáng)， 能吸附在煤粒表面形成油膜， 增大其接觸角； 非極性油類不易吸附在矸石顆粒表面， 從而提高煤粒表面的疏水性，增強(qiáng)了煤粒與氣泡粘附的能力。氣泡的礦化過程浮選過程中， 礦粒有選擇性地

4、附著在氣泡上的現(xiàn)象稱為氣泡的礦化。礦化氣泡的形成有三種形式：1、 大泡形成的礦化氣泡因大氣泡的上浮運(yùn)動(dòng)， 在重力作用的影響下， 只有少量細(xì)煤泥聚集于大氣泡的尾部。在大泡表面也可能粘附高灰分的泥質(zhì)。2、群泡形成的礦化氣泡 。許許多多的微泡粘附在大粒度的煤粒上， 使其上浮。該礦化形式對(duì)粗粒浮選有重要意義。3、氣絮團(tuán)形成的礦化氣泡 。浮選過程中， 許多煤粒與氣泡相互粘附， 形成了煤粒、 氣泡、 小油滴的集合體， 即氣絮團(tuán)， 達(dá)到了最大程度的礦化。在工業(yè)生產(chǎn)的浮選機(jī)中這三種形式形成的礦化氣泡都可能出現(xiàn)， 但以氣絮團(tuán)形式為主。煤粒與氣泡的接觸方式煤粒與氣泡的碰撞附著煤粒與氣泡的碰撞附著與浮選機(jī)中流體的流

5、動(dòng)狀態(tài)、 氣泡和顆粒的大小以及二者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡等有關(guān)。粗粒與氣泡附著有碰撞、 水化層減薄、 水化層破裂和接觸周邊展開四個(gè)階段。微細(xì)顆粒與氣泡的附著方式有兩種情況： 一是水化層破裂， 形成三相接觸周邊； 二是水化層不破裂， 只要煤粒與氣泡之間距離小到一定程度， 在一些復(fù)雜因素影響下， 也可以相互粘附。按水力學(xué)對(duì)流態(tài)的劃分， 液流中渦流程度大的屬湍流狀態(tài)， 反之屬層流狀態(tài)。在絕大多數(shù)浮選機(jī)中尤其在攪拌混合區(qū)屬湍流狀態(tài)。湍流中顆粒和氣泡的運(yùn)動(dòng)方向不定， 顆粒和氣泡的碰撞可以發(fā)生在氣泡的各個(gè)部位， 同時(shí)， 湍流強(qiáng)度對(duì)顆粒和氣泡碰撞附著及礦化氣泡的浮產(chǎn)生較大的影響。顆粒和氣泡的碰撞概率除受湍流影響外，

6、 還受煤漿濃度和氣泡數(shù)目的影響。若湍流強(qiáng)度大、 煤漿濃度高和氣泡數(shù)目多， 顆粒和氣泡的碰撞附著概率則提高。但湍流強(qiáng)度提高后， 顆粒從氣泡上的脫落率也增大。顆粒越粗， 表面親水性越強(qiáng)， 湍流的這種副作用越顯著， 因此， 湍流強(qiáng)度增加后， 顆粒上浮率并不一定提高。在工業(yè)條件下， 要保證粗粒的最大產(chǎn)率， 應(yīng)選擇適宜的湍流強(qiáng)度。對(duì)細(xì)粒物料可采用稍高的湍流強(qiáng)度， 這不但對(duì)附著有利， 而且可以產(chǎn)生更多的小氣泡， 有利于提高微細(xì)顆粒的碰撞概率和浮選速度。湍流中顆粒所受到的脫落力引起顆粒脫離氣泡的脫落力主要有顆粒在煤漿中所受的重力、 渦流引起的離心力、 流體的剪切力、 顆粒間的沖擊力和氣泡滑行過程中的慣性力，

7、隨著湍流強(qiáng)度的增大， 脫落力也增大， 所以在湍流條件下， 浮起的最大顆粒尺寸僅為層流條件下的十分之一。析出微泡與煤粒附著近年來， 國內(nèi)外的一些浮選機(jī)開發(fā)研制單位更著力于利用煤漿中析離出的空氣在煤粒表面形成微小氣泡來強(qiáng)化浮選過程。按照氣體在液體中的溶解度與壓強(qiáng)成正比的規(guī)律， 若煤漿的壓強(qiáng)突然減小， 氣體的溶解度也隨之下降， 于是氣體在煤漿中呈過飽和狀態(tài)， 它們就以微泡形式析離出來。微泡析出的過程微泡析出取決于以下三個(gè)因素： 一是煤漿中初始的空氣溶解度； 二是煤漿降壓程度； 三是是否具有疏水性較強(qiáng)的固液界面。試驗(yàn)表明： 施加的壓強(qiáng)越大， 氣泡尺寸越小， 氣泡與液體接觸面積越大， 氣體溶解的速度就越

8、快。這在浮選工藝中是不難實(shí)現(xiàn)的， 如在煤漿進(jìn)入浮選機(jī)前， 預(yù)處理時(shí)加入起泡劑， 起泡劑：為表面活性物質(zhì)， 能降低氣液界面表面張力， 可大大提高氣體在煤漿中的溶解速度。不添加起泡劑時(shí)， 隨著降壓幅度的增加， 微泡直徑增大。添加起泡劑后， 微泡直徑明顯減小， 而且數(shù)量大大增加。微泡有利于礦化。再如噴射式浮選機(jī)利用對(duì)煤漿施加壓力的原理， 增加空氣的溶解度。壓力劇烈降低， 使溶于煤漿中的空氣以微泡形式析離出來。（在浮選機(jī)中的主要表現(xiàn)形在一些特殊結(jié)構(gòu)的浮選機(jī)內(nèi)， 如真空浮選機(jī)， 在煤漿表面抽氣造成負(fù)壓； 噴射式浮選機(jī)是將加壓煤漿噴入機(jī)槽， 使壓強(qiáng)突然降低。）在煤漿的旋渦運(yùn)動(dòng)中心， 壓力大為降低。機(jī)械攪拌

9、式浮選機(jī)的葉輪葉片前方為高壓區(qū)， 其后則為低壓區(qū)， 葉輪甩出煤漿時(shí)， 引起壓力的波動(dòng)。煤漿由浮選機(jī)底部向上流動(dòng)時(shí)， 靜壓力逐漸降低。瞬間降壓幅度越大， 空氣的析出量就越大， 并以微泡形式析出。當(dāng)煤漿壓力劇烈降低時(shí)， 氣體有選擇性地在疏水性強(qiáng)的顆粒表面析出大量微泡。據(jù)試驗(yàn)觀察， 在疏水性良好的煤粒表面上有幾十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)微泡， 而在親水性很強(qiáng)的石英表面就沒有發(fā)現(xiàn)微泡的存在。微泡容易在疏水性良好的固體表面析出的原因是： 固液界面是液體分子間的斷裂面 （即薄弱區(qū)） ， 在固體表面附近的極性水分子取向排列的有序性隨固體表面疏水性增高而降低。水分子與疏水性表面聯(lián)系越弱， 水化層越薄， 由煤漿中析出的氣體

10、分子就越容易滲透過水化層在固體表面形成微泡。研究還指出疏水性礦物表面的微孔、 裂紋和缺口被氣體分子充填， 即存在有 “氣體幼芽” ， 它們便成了微泡析出的核心。在試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)起泡劑對(duì)微泡大小是有影響的。三、 礦化泡沫層礦化泡沫層是氣泡、 夾水層、 煤粒形成的三相泡沫。礦化氣泡浮至浮選機(jī)液面聚集為礦化泡沫層 （簡稱泡沫層） 。氣泡在上升過程中， 因受水的靜壓力減小， 氣泡由小變大。因受重力作用， 氣泡間的水層向下流動(dòng)， 因此氣泡之間的水層自下而上由厚變薄， 泡沫層上面的大氣泡變形顯著。理想的三相泡沫由礦化充分、 大小適中的氣泡組成， 不發(fā)粘， 游動(dòng)性好。在浮選過程中可以觀察到由氣絮團(tuán)形成的礦化泡

11、沫， 這種泡沫含大量的煤粒， 質(zhì)量較好。虛泡的礦化程度差， 含有大量水， 氣泡大且易碎。泡沫層中的煤粒影響著泡沫的穩(wěn)定性。當(dāng)氣泡礦化程度很高時(shí)， 煤粒在氣液界面密集粘附， 相當(dāng)于給氣泡 “裝甲” 。三相泡沫形成過程中， 除攜帶疏水性煤粒進(jìn)入泡沫層外， 還不可避免地夾帶部分親水的礦物顆粒。由于親水礦粒與氣泡附著不牢固， 在氣泡兼并、 破滅、 重組過程中率先脫落， 并隨氣泡間的下降水流落回到液相。這樣就形成了三相泡沫層的最上層富集有附著牢固、 質(zhì)量好的疏水煤粒， 即沿泡沫層高度由下向上， 精煤質(zhì)量有所提高。這種可浮礦物沿泡沫層高度的富集現(xiàn)象， 稱為三相泡沫的二次富集作用。這種作用有利于提高精煤質(zhì)量

12、， 所以在浮選時(shí)， 要保持一定厚度的泡沫層。因此應(yīng)注意浮選機(jī)流態(tài)、 刮泡方式和速度、 藥劑制度、 液面高低等， 為二次富集作用創(chuàng)造必要條件。影響煤泥可浮性的主要因素煤泥的可浮性是指通過浮選提高煤粉（泥）質(zhì)量的難易程度。煤泥的自然屬性即它的物質(zhì)組成和化學(xué)成分決定著煤泥可浮性的難易程度， 煤泥的其他物理性質(zhì)也對(duì)煤泥的可浮性產(chǎn)生影響。一、 各種煤巖成分的浮選性質(zhì)從煤巖組成看， 煤通常可分為鏡煤、 亮煤、 暗煤和絲炭。這四種煤巖成分的非可燃體來源是不同的： 鏡煤、 亮煤的含灰物質(zhì)來自于成煤原始植物的本身， 其灰分較低； 而暗煤、 絲炭的含灰物質(zhì)來自于成煤過程中礦物雜質(zhì)的混入， 其灰分高， 親水性強(qiáng)。鏡

13、煤煤巖成分單一，表面平整， 含有大量性質(zhì)不活潑的無結(jié)構(gòu)基質(zhì)， 孔隙數(shù)目少， 可浮性好； 亮煤的可浮性也較好； 暗煤的可浮性居中； 絲炭表面孔隙多， 親水性強(qiáng)， 可浮性最差。絲炭嚴(yán)重影響焦炭質(zhì)量，而浮選能高效地按煤巖成分分選， 將絲炭排除在外。煤泥的密度組成在一定程度上也反映出其可浮性的難易程度。因?yàn)榈兔芏鹊拿耗嘀兴患拿簬r成分是疏水性好、 灰分低的鏡煤和亮煤。煤粒密度的增加， 通常是由于礦物雜質(zhì)含量增加， 因而其灰分也增加。隨著煤泥灰分含量增高， 接觸角減小。中間密度級(jí)的含量越高， 煤與礦物雜質(zhì)單體解離程度就越差， 煤的可浮性也就越差。但要著重指出的是， 浮選是依據(jù)煤與礦物雜質(zhì)之間潤濕性的差

14、異而不是二者之間的密度差異進(jìn)行分選的。因此對(duì)浮選入料的密度組成分析， 只能在一般情況下作大致的定性判斷。在有些場合， 煤泥的密度組成并不能確切地反映出煤泥的可浮性的難易。二、 煤的變質(zhì)程度按煤的變質(zhì)程度把煤分為褐煤、 煙煤和無煙煤。隨著煤變質(zhì)程度的加深， 性質(zhì)不活潑的部分不斷增加， 即碳含量相對(duì)增加， 氫氧等官能團(tuán)支鏈隨著煤分子排列的規(guī)則化增強(qiáng)而減少 即氫含量相對(duì)減少， 使煤的表面疏水性遞增， 煤的可浮性變好。中等變質(zhì)程度的煤表面疏水性最高。煤的疏水性與煤的變質(zhì)程度的關(guān)系如圖 所示。當(dāng)煤變質(zhì)程度進(jìn)一步增高至無煙煤階段， 官能團(tuán)支鏈顯著減少， 芳香核環(huán)縮合程度增高， 相應(yīng)的煤核結(jié)構(gòu)單元的尺寸減小

15、， 而網(wǎng)面間距增大。因?yàn)槊汉藢用鏋槭杷?而網(wǎng)面的斷口為親水， 所以無煙煤的表面疏水性低于中等變質(zhì)程度 （碳含量最大的煤即是中等變質(zhì)程度的煤） 的煙煤。不同變質(zhì)程度的煤， 具有不同的孔隙度。變質(zhì)程度低的煤具有較高的孔隙度， 中等變質(zhì)程度的煤具有較小的孔隙度， 而變質(zhì)程度高的煤孔隙度又增加?？紫抖葘?duì)煤的可浮性有很大影響?？紫抖雀叩拿壕哂懈叨鹊奈侥芰?。煤漿中的煤粒要與水、 浮選劑等接觸， 因?yàn)榭紫抖嗍姑?xì)現(xiàn)象顯著， 必然增強(qiáng)煤粒表面對(duì)水和浮選劑的吸附作用。由于潤濕現(xiàn)象和表面張力的作用， 直徑小于的毛細(xì)管內(nèi)液柱升高的現(xiàn)象， 稱為毛細(xì)現(xiàn)象， 見圖 。毛細(xì)現(xiàn)象表明； 在一定溫度下， 毛細(xì)管越細(xì)， 液體

16、對(duì)管壁潤濕性越好， 液體進(jìn)入毛細(xì)管中就越多。孔隙吸水使得煤表面水化程度加強(qiáng)。這一現(xiàn)象還改變了煤粒與浮選劑的作用機(jī)理， 使之復(fù)雜化。煤粒表面孔隙多， 往往使浮選劑耗量增加， 選擇性下降。三、 煤表面的氧化程度煤表面發(fā)生氧化后， 增加了煤表面的親水性， 使煤泥可浮性降低。煤易氧化， 而且在水中氧化比在空氣中氧化更為激烈， 因?yàn)樗兔褐械暮豕倌軋F(tuán)產(chǎn)生氫鍵結(jié)合， 加劇氧化， 所以應(yīng)盡量縮短煤粒在水中的浸泡時(shí)間。此外煤中的芳香烴側(cè)鏈與空氣中的氧也會(huì)發(fā)生氧化。如果芳香網(wǎng)格上存在含氧、 氮、 硫的官能團(tuán)， 也能促使煤表面氧化。因此煤表面能團(tuán)數(shù)量多少， 是決定煤是否易氧化的主要因素。煤的抗氧化能力隨變質(zhì)程度

17、的加深而增強(qiáng)。按各煤巖成分來說， 抗氧化能力由弱到強(qiáng)的順序?yàn)椋?絲炭、 暗煤、 亮煤、 鏡煤。應(yīng)避免在貯煤場長久堆放的煤炭和靠近地表煤層的風(fēng)化煤入浮。四、 礦物雜質(zhì)和嵌布特性礦物雜質(zhì)煤中礦物雜質(zhì)分為粘土礦物、 氧化物和氫氧化物礦物、 硫化物礦物、 碳酸鹽礦物、 石膏和其他礦物。煤中礦物雜質(zhì)的成分和特性與聚煤環(huán)境以及成煤后所經(jīng)歷的各種地質(zhì)作用及開采過程有關(guān)。煤中礦物雜質(zhì)是煤的組成部分， 它們不僅影響煤的發(fā)熱量， 而且影響煤的表面化學(xué)性質(zhì)。按礦物雜質(zhì)對(duì)浮選效果產(chǎn)生的影響， 將它們簡單歸類如下。 1、易泥化的礦物雜質(zhì)這類雜質(zhì)主要是粘土物質(zhì)， 包括高嶺土、 泥質(zhì)頁巖、 粘土等， 在浮選過程中由于水浸和

18、攪拌作用， 易產(chǎn)生泥化現(xiàn)象。所謂泥化就是礦物雜質(zhì)遇水浸泡碎散成細(xì)微顆粒。大量的細(xì)泥物質(zhì)吸附于煤粒表面， 使煤粒表面失去疏水性或部分失去疏水性。這種現(xiàn)象的危害性表現(xiàn)為一方面會(huì)阻止煤粒與氣泡的粘附， 造成煤粒損失于尾礦中， 另一方面會(huì)隨浮起的煤粒進(jìn)入精煤， 對(duì)精煤造成污染。礦物雜質(zhì)嚴(yán)重泥化時(shí)會(huì)使浮選過程受到干擾， 嚴(yán)重影響分選作業(yè)，可以采用脫泥浮選、 降低煤漿濃度、 加強(qiáng)泡沫二次富集作用或精煤再選的措施來消除或減輕這類不利的影響。硫化物由于燃煤導(dǎo)致嚴(yán)重的大氣污染， 煤炭脫硫已引起世界各國的普遍重視。發(fā)達(dá)國家選煤的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向脫硫。鑒于疏對(duì)鋼鐵質(zhì)量的嚴(yán)重危害性， 從煉焦精煤中脫硫早為人們所重視。2、煤

19、中疏分為有機(jī)硫和無機(jī)硫兩類。選煤工業(yè)目前無法脫除有機(jī)硫， 只能脫除無機(jī)硫硫鐵礦硫。與煤共生的硫鐵礦， 含有一定數(shù)量的有機(jī)物質(zhì)， 所以比自然界的硫鐵礦要有更好的可浮性。用常規(guī)方法浮選時(shí)， 硫鐵礦必將污染精煤。尤其采用過量起泡劑時(shí)， 污染更為嚴(yán)重。加大充氣量和提高葉輪轉(zhuǎn)速， 也會(huì)促使硫鐵礦浮起。另外， 大部分硫鐵礦在浮選過程的最后階段浮起， 所以， 延長浮選時(shí)間也不利于煤的分選。為了在浮選中脫除無機(jī)硫， 必須采用經(jīng)濟(jì)、 安全、 高效的抑制劑來抑制硫鐵礦物的浮起。如我國進(jìn)行的 抑制劑和聯(lián)苯雙酚的試驗(yàn)研究， 均取得了一定的效果。目前正在研究一種微生物表面處理后的浮選方法， 即利用具有一定親水性的細(xì)菌微

20、生物， 如氧化硫桿菌或氧化亞鐵菌等， 對(duì)硫鐵礦物的選擇性吸附， 使硫鐵礦物表面親水性增強(qiáng)受到炭化程度影響的礦物雜質(zhì)與煤共生的一些礦物雜質(zhì)， 受到炭化程度的影響， 含有一定數(shù)量的有機(jī)物質(zhì)， 因此具有一定的疏水性。這類物質(zhì)主要有炭質(zhì)頁巖、 油頁巖、 泥板巖等。由于它們具有疏水性， 在浮選過程中難免有一部分混入泡沫而污染精煤。其影響程度與它的解離程度、 炭化程度、 藥劑制度等有關(guān)。3、可溶性礦物雜質(zhì)，屬于此類礦物雜質(zhì)的有硫酸鹽及其他鹽類， 其中包括石膏及其他可溶性鹽類。當(dāng)它們的溶解度增大時(shí)， 煤漿中電解質(zhì)的濃度也相應(yīng)提高。電解質(zhì)吸附于煤粒表面， 形成親水膜，降低煤粒的可浮性， 對(duì)浮選過程的各個(gè)階段都

21、產(chǎn)生影響。所以應(yīng)分析礦漿中電解質(zhì)性質(zhì)， 進(jìn)行必要的調(diào)整， 以消除其影響（&）4、 非極性礦物雜質(zhì)，這類雜質(zhì)有硅酸鹽、 碳酸鹽、 氯化物等， 其中包括方解石、 石英、 磁鐵礦、 長石、 白云石、 霞石等。它們均屬非極性礦物， 不含有機(jī)物， 溶解度低， 在煤漿中不泥化， 表面親水， 沒有浮游能力， 易從尾礦中排出， 對(duì)浮選過程不產(chǎn)生有害影響。 5、嵌布特性所謂嵌布是指礦物雜質(zhì)在煤中的分布形態(tài)， 即是以多大尺寸分布的。當(dāng)煤中極性雜質(zhì)呈粗粒嵌布時(shí)， 易于與煤分離， 對(duì)煤的可浮性影響不大； 當(dāng)煤中極性雜質(zhì)呈微細(xì)粒嵌布時(shí)， 將降低煤的可浮性。五、煤泥粒度組成不同粒級(jí)的煤泥有不同的浮選速度， 它們的綜合作用

22、也反映在煤泥的可浮性上， 所以粒度組成也是影響煤泥可浮性的主要因素之一。 總而言之， 影響煤泥可浮性的因素是多方面的， 所以不能只根據(jù)其中一項(xiàng)因素來進(jìn)行判斷。煤泥可浮性等級(jí)：可浮性等級(jí) 極易浮 易浮 中等可浮 難浮 極難浮 浮選劑 浮選劑的作用與分類一、 浮選劑的作用煤泥浮選是利用煤和礦物雜質(zhì)的表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異實(shí)現(xiàn)分選過程的。為強(qiáng)化分選效果， 浮選中添加了各種浮選劑， 浮選劑是為實(shí)現(xiàn)或促進(jìn)浮選所應(yīng)用的各種化學(xué)藥劑的總稱。浮選劑的作用主要是提高煤粒表面疏水性和煤粒在氣泡上粘著的牢固度； 在礦漿中促使形成大量氣泡， 防止氣泡兼并和改善泡沫的穩(wěn)定性， 使煤粒有選擇性地粘著氣泡而上??；調(diào)節(jié)煤與礦

23、物雜質(zhì)的表面性質(zhì)， 提高煤泥的浮選速度和選擇性。在煤泥浮選中， 一般只使用兩種浮選劑， 一種是改善煤粒表面疏水性的捕收劑， 另一種是起泡劑。調(diào)整劑在煤泥浮選中使用不多， 但隨著市場對(duì)煤炭質(zhì)量要求的進(jìn)一步提高， 調(diào)整劑的使用可能會(huì)受到一定程度的重視。二、 浮選劑的分類1、按作用分類浮選劑按其作用可分為以下幾類：（1） 捕收劑捕收劑是指加入煤漿中提高煤粒表面的疏水性， 使其易于并牢固地和氣泡附著的浮選劑。在浮選中最常用的捕收劑為非極性烴類化合物， 如煤油、 輕柴油等。（2） 起泡劑起泡劑是指在浮選過程中用以控制氣泡大小、 維持氣泡穩(wěn)定性的浮選劑。屬于這類浮選劑的是各種有機(jī)表面活性物質(zhì)， 如脂肪醇。

24、（3） 調(diào)整劑調(diào)整劑是指調(diào)整煤漿及礦物表面的性質(zhì)， 提高某種浮選劑的效能或消除負(fù)作用的浮選劑。選煤用調(diào)整劑主要包括：介質(zhì)值調(diào)整劑 調(diào)整煤漿酸堿度的浮選劑， 用以改變煤粒和礦物雜質(zhì)表面的電性， 來提高浮選過程的選擇性。屬于這類浮選劑的有石灰、 硫酸等。抑制劑 浮選過程中用于控制礦物雜質(zhì)對(duì)分選的有害行為， 降低某種礦物表面疏水性， 使其不易浮起， 從而提高煤與礦物雜質(zhì)分離的浮選劑。屬于這類浮選劑的有偏硅酸鈉六偏磷酸鈉和淀粉等。（4）其他其他還有用于增加非極性油類在煤漿中彌散度的乳化劑等。必須指出， 上述浮選劑類別是按其基本作用區(qū)分的。事實(shí)上由于組成結(jié)構(gòu)的影響， 通常都不會(huì)只起一種作用， 還兼有其他

25、作用。某種浮選劑在一定條件下屬于這一類， 條件改變后可能屬于另一類。2、按分子結(jié)構(gòu)分類浮選劑按其分子結(jié)構(gòu)可分為以下幾類：（ ） 極性浮選劑這類浮選劑的分子就整體而言是電中性的， 但具有兩個(gè)電極， 就像磁鐵棒具有兩個(gè)磁極一樣， 它們能吸引極性水分子， 具有親水性， 能溶解在水中， 如各種酸類、 堿類、 鹽類。（ ） 非極性浮選劑這類浮選劑的分子正電荷與負(fù)電荷的電重心是重合在一起的， 在水中不解離， 基本不能吸引極性水分子， 水化作用很小， 具有疏水性。它們以小油滴形態(tài)懸浮在水中， 如烴類化合物 （油類） 。（ ） 復(fù)極性浮選劑 （又稱雜極性浮選劑）這類浮選劑的分子由兩部分組成， 即極性部分 （常

26、稱極性基） 和非極性部分 （常稱非極性基） 。極性基具有親水性， 非極性基具有疏水性。如直鏈脂肪醇， 一端為非極性基碳?xì)錈N鏈 捕收劑非極性烴類油煤泥浮選的實(shí)質(zhì)是疏水性的精煤通過與捕收劑作用， 粘附在氣泡上， 而親水性的矸石顆粒滯留在水中， 從而實(shí)現(xiàn)相互分離的過程。煤粒的表面以疏水性為主， 具有較好的天然可浮性。在浮選中廣泛采用非極性烴類油作為捕收劑， 特別是煤油、 輕柴油和改性煤油等， 占煤泥浮選時(shí)捕收劑耗量的 。烴類油大部分來自石油產(chǎn)品， 主要是根據(jù)工業(yè)使用目的不同按一定沸點(diǎn)范圍進(jìn)行分餾和加工的。它們?yōu)橐后w， 分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱， 化學(xué)性質(zhì)不活潑， 在水中不會(huì)解離成離子， 難溶于水， 疏水性高，

27、一般不和礦物表面發(fā)生化學(xué)作用。一、 非極性烴類油的捕收作用非極性烴類油的捕收作用是由于它能夠在非極性礦物表面吸附和在其表面展開并形成油膜。非極性烴類油的主要成分為脂肪烴、 環(huán)烷烴和芳香烴， 其分子都是由碳和氫原子組成， 原子之間以非極性的碳碳鍵和弱極性的碳?xì)滏I結(jié)合， 屬于非極性分子。在煤泥分選過程中， 大部分煤粒表面是非極性的， 因此， 煤粒對(duì)油分子吸引力大于對(duì)強(qiáng)極性水分子的吸引力， 油滴吸附到煤粒表面， 同時(shí)煤粒表面與油分子之間的作用力大于油分子本身之間的作用力， 油滴在煤粒表面展開， 形成疏水的薄油膜， 進(jìn)一步提高了煤粒表面的疏水性。而矸石顆粒絕大部分表面是極性表面， 有很強(qiáng)的親水性， 矸

28、石表面對(duì)油分子的吸引力小于對(duì)水分子的吸引力， 矸石表面被水分子覆蓋， 形成水化膜， 非極性烴類油不易在矸石表面吸附 ， 或僅能吸附極少量的烴類油到局部疏水部位， 基本上不能提高矸石的疏水性， 從而擴(kuò)大了煤粒與矸石表面潤濕性的差異， 促使分選順利進(jìn)行。如果在煤粒表面夾雜極性的礦物雜質(zhì)或局部被氧化， 則能形成不連續(xù)的油膜 。非極性烴類油的捕收作用主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：（1 ） 非極性烴類油可以提高煤粒和氣泡的附著。由于非極性烴類油在煤粒表面展開，增加煤粒表面的疏水程度， 削弱其水化作用， 使煤粒與氣泡碰撞時(shí)， 水化膜易破裂， 附著過程容易進(jìn)行。（2） 非極性烴類油可有效提高煤粒在氣泡上附著的牢固

29、程度。這是非極性烴類油沿著三相接觸周邊富集形成一條油環(huán)所致。當(dāng)氣泡表面與煤粒接觸時(shí)， 在兩者之間的縫隙由于毛細(xì)管作用力促使油滴迅速聚集， 然后擴(kuò)大面積而形成油膜， 并向與氣泡接觸的潤濕周邊匯集成油環(huán)， 促使煤粒牢固地粘附于氣泡上。氣泡底下油環(huán)的形成， 細(xì)粒的煤表面粘附油滴后互相兼并， 還可以形成氣絮團(tuán)。二、 非極性烴類油化學(xué)組成對(duì)捕收作用的影響在有機(jī)化合物中， 凡是只含有碳及氫原子的物質(zhì)， 都叫做烴類化合物。烴類化合物按其分子結(jié)構(gòu)的不同， 一般又分為飽和烴和不飽和烴兩大類。飽和烴是指碳原子之間全部是由單鍵連接而成的烴類化合物， 包括由直鏈構(gòu)成的烷烴和由環(huán)鏈構(gòu)成的環(huán)烷烴兩種。當(dāng)烷烴中碳原子個(gè)數(shù)達(dá)

30、到4個(gè)以上時(shí)， 同碳原子數(shù)時(shí)， 碳原子在分子中的排列結(jié)構(gòu)會(huì)有所不同， 這種現(xiàn)象稱為烷烴的正構(gòu)或異構(gòu)。不飽和烴是指碳原子之間由部分雙鍵連接而形成的烴類化合物， 含有直鏈雙鍵的不飽和烴稱為烯烴， 含有苯環(huán)的不飽和烴稱為芳香烴 （簡稱芳烴） 。非極性烴類油的捕收性能與其化學(xué)組成有關(guān)， 而其組成又隨產(chǎn)地、 加工方法、 餾分溫度的不同有較大差異。（%） 非極性組分對(duì)浮選的影響非極性烴類油按照烴族組成可分為芳烴、 烯烴和烷烴。烷烴又可分為正構(gòu)烷烴、 異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴。在烴類油中還有一些含氧、 含氮的化合物。經(jīng)長期實(shí)際使用及研究表明， 非極芳烴和不飽和烴的捕收作用與烴類化學(xué)成分對(duì)煤表面的吸附能力有關(guān)， 吸附

31、能力的大小由各個(gè)烴分子中環(huán)和鏈的周圍電子密度的分布性質(zhì)所決定。飽和烴具有對(duì)稱的電子層，在分子中只有碳?xì)滏I， 其周邊沒有集中的電子云； 芳烴分子中環(huán)相聯(lián)， 烯烴分子中有碳?xì)潆p鍵， 它們的電子云密度都比較大， 所以不飽和烴 （芳烴、 烯烴） 在煤粒表面吸附的鍵能比飽和烴 （環(huán)烷烴、 烷烴） 要大些。芳烴組分活性較高的另一原因是它們的油一水界面張力較低， 在其他條件相同時(shí)， 有較好的分散度， 浮選過程中較容易乳化成小的油滴固著到煤粒表面， 提高其疏水性。（ ） 雜極性化合物對(duì)浮選的影響烴類油組成中， 除非極性組分外， 還有少量的非烴雜質(zhì)， 例如， 吡啶、 喹啉、 吡咯、 酚、 脂肪酸、 醇酯和羰基化

32、合物等雜極性化合物。由于這些雜質(zhì)的存在， 其浮游性大為提高， 既可節(jié)約用量， 又可提高工藝效果。烴類油中雜極性物質(zhì)含量對(duì)浮選指標(biāo)的影響見表 。表 烴類油中雜極性物質(zhì)含量對(duì)浮選指標(biāo)的影響三、 非極性烴類油餾分組成對(duì)捕收性能的影響?zhàn)s分是石油精餾過程中不同溫度時(shí)截取的液體物料。分餾溫度越高， 所得到的物料碳鏈越長， 分子量也越大。不同烴類油， 其最佳餾分溫度不同， 芳烴最高餾分溫度為， 異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴為 ， 正構(gòu)烷烴為 ， 煤油則為。石油各餾分中， 捕收性能最好的餾分溫度是 ， 碳鏈長 ， 非極性烴類油最佳的粘度范圍是 （ ） 。顯然， 分餾溫度對(duì)浮選性能的影響， 實(shí)際上主要是碳鏈長度或分子量的影

33、響。分餾溫度高， 所得餾出物碳鏈長， 其疏水性也強(qiáng)， 但碳鏈越長， 分子量越大， 分子間的內(nèi)聚也越大， 粘度越大， 浮選過程中不易乳化分散， 在煤粒表面吸附速度慢， 浮選性能降低； 分餾溫低， 餾出物碳鏈較短， 本身疏水性差， 加之分子間凝聚力小， 揮發(fā)性高， 在煤粒表面不易形成穩(wěn)定的油膜， 從而也會(huì)降低浮選性能。四、 常用捕收劑的種類和性質(zhì)（ ） 煤油煤油是煤泥浮選中應(yīng)用最廣泛的非極性烴類捕收劑之一。它是石油裂解時(shí)的餾分產(chǎn)品， 主要成分是 的烷烴， 基本上不溶于水， 只具有捕收性。煤油用量一般為（ 煤泥） 。根據(jù)不同的用途， 煤油分為燈用煤油、 拖拉機(jī)煤油、 航空煤油等品種。按照產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

34、， 其中小于 的餾出物含量不小于 ， 大于 的餾出物含量應(yīng)小于 。煤油中常含少量芳烴、 烯烴等， 但由于來源不同， 其性質(zhì)差異很大。從經(jīng)濟(jì)角度考慮， 煤泥浮選時(shí)一般使用燈用煤油。（ ） 輕柴油輕柴油按加工方法的不同， 可分為催化柴油、 直餾柴油、 熱裂化柴油和焦化柴油等。輕柴油碳鏈長度常為 ， 分餾溫度約 ， 密度為 。輕柴油中溶有一些分子量較大的石蠟， 當(dāng)溫度下降時(shí)， 它會(huì) “結(jié)晶” 呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從油中析出， 即產(chǎn)生輕柴油的凝固現(xiàn)象。選煤廠要根據(jù)不同季節(jié)使用不同凝固點(diǎn)的輕柴油。商品輕柴油按凝固點(diǎn)分為 號(hào)、 號(hào)、 號(hào)、 號(hào)、 號(hào)等規(guī)格。浮選一般用號(hào)或 號(hào)輕柴油， 用量通常為 （ 煤泥） ， 這與

35、煤泥浮選起泡劑用量有關(guān)。輕柴油組成波動(dòng)比煤油大， 尤其是芳烴含量， 如催化裂化輕柴油芳烴含量比直餾輕柴油高得多， 捕收性能比煤油高， 但選擇性不如煤油。輕柴油因其分子量大， 所以粘度較高， 在水中分散的油珠尺寸大， 在煤粒表面鋪展成油膜的速度慢， 但其疏水性強(qiáng)， 因此， 浮選時(shí)作為變質(zhì)程度較低煤的捕收劑比較有利。（ ） 頁巖輕柴油頁巖輕柴油系頁巖焦油所得餾出物經(jīng)冷壓脫蠟， 再經(jīng)酸堿洗滌后的產(chǎn)品。頁巖輕柴油中含有較多的不飽和烴 （烯烴、 芳烴） ， 以及含氧、 含氮物質(zhì)， 所以頁巖輕柴油具有較強(qiáng)的捕收性能和一定的起泡性能。通常用于易選或中等易選煤泥， 用量約為 （ 煤泥） 。（ ） 天然氣冷凝油

36、天然氣冷凝油是天然氣凝析油經(jīng)精餾所得的煤油餾分。我國四川省天然氣資源豐富，西南地區(qū)的選煤廠就有用天然氣冷凝油作為捕收劑的。（ ） 系列浮選劑系列浮選劑是浮游選煤所用捕收劑的系列產(chǎn)品， 呈棕色， 密度為 ， 基本組成為烷烴 （ ） 正構(gòu)、 異構(gòu)體以及芳烴、 多烷基苯類、 烷基茚滿類， 并含有其他成分。該系列浮選劑有 !種產(chǎn)品， 同時(shí)具有捕收性能和起泡性能， 能滿足不同可浮性煤的浮選需要。其中， #$適用于揮發(fā)分和細(xì)泥含量中等的較難浮煤， 捕收性能比 #% 強(qiáng)， 宜用于我國南方溫暖地區(qū)； #%適用于揮發(fā)分和細(xì)泥含量中等的較易浮煤， 宜用于我國北方寒冷地區(qū)； #$%適用于中等細(xì)泥含量的難浮煤； #%

37、!適用于中等揮發(fā)分的易浮煤， 浮選速度快； #%&! 適用于中等揮發(fā)分和細(xì)泥含量較高的煤。（） ()合成浮選劑它是以煤油為原料在常壓下液相催化氧化的產(chǎn)物， 組成中含烴類和烴類氧化物， 兩者的比例大致為*+,*， 外觀呈棕黃色透明液體， 密度為*-.!/ 0 123， 45值為 6 &。該浮選劑兼有捕收性和起泡性。（&） (系列浮選劑(系列浮選劑是一種含有不同官能團(tuán)并具有起泡性能的煤用捕收劑， 是由石油化工副產(chǎn)品經(jīng)加工、 改性、 配制、 去除異味后制成的， 其主要組分是 7. 6 7$3的烷烴、 芳香烴、 脂肪醇、烴類衍生物和少量的表面活性劑。該浮選劑具有良好的捕收性、 選擇性和一定的溶解性，

38、浮選效果比使用單一烴類油好。以上介紹的我國曾經(jīng)開發(fā)使用的 # 系列浮選劑 () 合成浮選劑、 ( 系列浮選劑都可稱為復(fù)合浮選劑。所謂復(fù)合浮選劑是指兼具捕收、 起泡兩種性能的浮選劑。在煤泥浮選過程中， 只需添加一種浮選劑， 簡化了浮選過程的藥劑制度， 但是， 由于復(fù)合浮選劑中起捕收和起泡作用組分的比例固定， 復(fù)合浮選劑往往以系列形式生產(chǎn)， 以適應(yīng)煤種和煤質(zhì)的變化。如我國生產(chǎn)的 #系列浮選劑和 ()合成浮選劑在選煤時(shí)可單獨(dú)使用， 對(duì)于入選可浮性變化較大的多種原料煤的礦區(qū)型選煤廠適應(yīng)性就較差。有些選煤廠在使用復(fù)合浮選劑時(shí)， 根據(jù)浮選入料性質(zhì) （尤其是粒度組成） ， 再添加其他捕收劑或起泡劑， 即該復(fù)

39、合浮選劑捕收能力不足時(shí)， 就添加適量的非極性油類， 或者起泡能力不足時(shí)， 就添加適量的起泡劑。（.） )8%*%捕收劑以直餾煤油為原料經(jīng)加氫、 脫蠟并提取正構(gòu)烷烴后的抽余油。其中含有捕收性能強(qiáng)的餾分達(dá) .,9， 故能顯著降低浮選劑用量。（:） ;7添加劑;7添加劑是一種改善煤泥浮選效果的輔助捕收劑， 可以與目前使用的所有捕收劑、 起泡劑和復(fù)合浮選劑配合使用， 顯著改善氧化煤浮選效果。（$*） 煤泥浮選促進(jìn)劑促進(jìn)劑是一種能夠改善捕收劑和起泡劑效果的浮選劑， 是浮游選煤的重要輔助劑。它從%*世紀(jì) .* 年代開始開發(fā)， 其組成多為表面活性的有機(jī)化合物， 可溶于輕柴油， 也可與多數(shù)起泡劑兼溶， 能提高

40、難浮煤的產(chǎn)率， 降低其他浮選劑用量， 并改善粗粒煤的浮選。目前產(chǎn)品有?,33、 8AB 7=?、 丁基氫氧化鐵 （7, 5:） , )C;5 、 $* 等系列。由于促進(jìn)劑具有調(diào)整劑和乳化劑的性質(zhì)， 因此在浮選過程中的作用是促進(jìn)和提高烴類油在煤漿中的分散度， 生成細(xì)小的油滴， 增加油滴與煤粒接觸的機(jī)會(huì)， 并使油滴均勻粘附在煤粒表面， 增強(qiáng)油滴在煤表面粘著的強(qiáng)度， 同時(shí)與其他浮選劑混合使用還可增強(qiáng)各種浮選劑的使用效果， 提高選擇性和浮選速度， 提高精煤產(chǎn)率。 起泡劑在浮選過程中， 使用捕收劑， 可提高煤粒表面的疏水性。此時(shí)， 如果煤漿中有性質(zhì)良好的氣泡粘附煤粒上浮， 就能有效實(shí)現(xiàn)分選。我們知道，

41、在純水中氣泡是極不穩(wěn)定的， 它們相互接觸后便立刻兼并， 形成大泡， 上升到水面就馬上破滅。這種性質(zhì)的氣泡是無法實(shí)現(xiàn)泡沫浮選的。造成氣泡破滅的原因有三個(gè)：一是氣泡互相接觸碰撞時(shí)， 氣泡間水層受氣泡本身的擠壓而變薄， 直至消失， 從而使氣泡互相兼并。二是氣泡在上升到液面的瞬間， 氣泡上部的氣液界面跟流體內(nèi)部相通的水層在兩個(gè)相界面的壓力和液體本身的重力作用下， 水受擠壓向下流出 （見圖 ） ， 水層變薄， 直至消失， 于是氣體就逸出水面。三是在水層很薄時(shí)， 水的蒸發(fā)速度起到明顯作用， 促使氣泡破裂。一、 起泡劑的作用起泡劑本身不產(chǎn)生氣泡。在向充氣煤漿中添加起泡劑后， 它能將氣流分散成大量直徑合適，

42、并具有一定穩(wěn)定性的小氣泡， 氣泡與疏水性煤粒粘附， 實(shí)現(xiàn)礦化， 升浮到液面， 形成泡沫層。為什么起泡劑具有這樣的作用呢？因?yàn)槠鹋輨┦请s極性分子， 其極性基親水， 與水分子強(qiáng)烈地互相吸引， 所以朝向水層， 而非極性基處于空氣中或氣泡內(nèi)。這樣起泡劑就在氣液界面上實(shí)現(xiàn)單分子層的定向吸附和排列 。起泡劑的主要作用有以下幾個(gè)方面?？刂茪馀荽笮∫罁?jù)起泡劑的化學(xué)組成， 它們屬表面活性物質(zhì)。所謂表面活性物質(zhì)是指能降低氣液界面表面張力的物質(zhì)。在煤漿中添加起泡劑后， 降低了氣液界面的表面張力。因此， 在同樣充氣量的條件下， 能產(chǎn)生更多的氣液界面， 即數(shù)量多、 直徑小的氣泡， 以滿足泡沫浮選的需要。試驗(yàn)表明， 煤漿

43、中沒有添加起泡劑時(shí)， 氣泡的平均直徑約為 ， 加入起泡劑后， 氣泡的直徑可以減小到 。維持氣泡穩(wěn)定起泡劑在氣泡表面形成了水化層， 其極性基吸引水分子， 減慢了水從氣泡上部向下流動(dòng)的速度， 當(dāng)氣泡上升到液面時(shí)， 破裂時(shí)間得以延緩。在氣泡表面定向排列的起泡劑分子也可以降低水的蒸發(fā)速度， 延長氣泡的壽命。這樣， 就維持了氣泡的穩(wěn)定性。減緩氣泡兼并吸附在氣泡上的起泡劑分子， 其極性基朝向水， 與水分子相互吸引形成水化層， 當(dāng)兩個(gè)氣泡相互接近時(shí)， 水化層起到阻礙作用 （見圖 ） 。并且， 起泡劑的極性基同性電的相互排斥， 也減緩了氣泡的兼并。增加氣泡的彈性在浮選機(jī)中氣泡受到多種外力的作用， 總是要變形的

44、， 這就要求氣泡要有一定的彈性，能迅速恢復(fù)原狀。眾所周知， 在同體積的幾何體中， 球體的表面積最小。在氣液界面的表面張力作用下，起泡劑增大氣泡彈性氣泡通常呈球形 當(dāng)氣泡上吸附單分子層的起泡劑之后， 在外力作用下氣泡表面積增大， 在變形部位定向排列的起泡劑分子數(shù)量相應(yīng)減少 ， 表面張力增大， 氣泡表面積有自發(fā)縮小的趨勢， 于是又恢復(fù)了原狀。也就是說在氣液界面吸附起泡劑后， 增強(qiáng)了反抗變形的能力。如果外力引起的氣泡變形不很大時(shí)， 氣泡不致破裂， 相當(dāng)于增加了氣泡的彈性（即氣泡的機(jī)械強(qiáng)度） 。 延長氣泡在煤漿中停留時(shí)間起泡劑能降低氣泡升浮速度的原因有以下兩點(diǎn)：（ ） 在起泡劑作用下， 氣泡呈球狀不易

45、變形， 而球狀物在水中的運(yùn)動(dòng)阻力大。（ ） 由于起泡劑的作用， 充入浮選機(jī)的空氣分散成許多小直徑的氣泡。小氣泡的升浮速度要比大氣泡慢得多。由此延長了氣泡在煤漿中的停留時(shí)間， 使得煤粒與氣泡接觸碰撞的概率增大， 促使礦化， 加快分選速度。二、 起泡劑組成對(duì)起泡性能的影響非極性基對(duì)起泡性能的影響浮選劑的表面活性是指降低表面張力 （表面間作用力） 的能力。對(duì)于不同系列的表面活性物質(zhì)， 烴基每增加一個(gè)碳原子， 表面活性可以增大 倍。表面活性越大， 起泡能力越強(qiáng)。以煤炭浮選用起泡劑辛醇 （ ） 為例， 辛醇分子的非極性烴鏈較長， 非極性成分大， 使整個(gè)分子趨向于疏水， 故在水中溶解度小， 因而能迅速富集

46、到氣液界面， 形成穩(wěn)定的泡沫， 表現(xiàn)出良好的起泡能力。當(dāng)起泡劑分子中非極性基烴鏈過短 （ 個(gè)以下） 時(shí)， 起泡劑分子受到水分子的吸引力相對(duì)增大， 它不易在氣液界面上定向吸附， 起泡性能差， 大直徑的氣泡比例高， 氣泡數(shù)量少， 上升速度快， 不利于氣泡和煤粒的粘附。但起泡劑分子中非極性基烴鏈過長， 溶解度會(huì)顯著降低， 在水中的分散性變差， 反而會(huì)使起泡能力下降， 并且非極性基相互吸引形成的泡沫穩(wěn)定性過大、 發(fā)粘， 不易消泡。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究證明， 醇類浮選劑活性最佳的是在非極性基中碳原子數(shù) 個(gè)范圍內(nèi)， 同時(shí)非極性基的長短要與極性基配合。另外， 烴基屬性對(duì)起泡能力也有影響， 烴基為芳香烴的表面活

47、性沒有脂肪烴的大。! 極性基對(duì)起泡性能的影響極性基的結(jié)構(gòu)和數(shù)量影響起泡劑的物理性質(zhì) （如溶解度、 解離度、 粘度等） 和物理化學(xué)性質(zhì) （如煤炭表面性質(zhì)等） ， 因此， 對(duì)起泡性能也有影響。（(） 極性基對(duì)起泡劑在水中溶解度的影響起泡劑溶解度的大小， 對(duì)起泡劑性能及形成泡沫的特性有很大影響。一般溶解度低的起泡劑， 必須強(qiáng)烈攪拌才能分散于礦漿中， 除少量溶于水中之外， 大部分集中在煤漿的表面，隨泡沫層及水層排出， 表現(xiàn)為起泡速度慢而持久， 泡沫結(jié)構(gòu)致密， 泡徑較小， 泡沫較粘，對(duì)提高浮選精煤產(chǎn)率有利； 溶解度大的起泡劑， 溶于水中之后， 大部分溶質(zhì)留于溶液內(nèi)部， 在氣液界面吸附量較少， 這時(shí)必須消

48、耗較多的起泡劑才能達(dá)到所需的起泡性能， 表現(xiàn)為起泡速度快， 泡沫結(jié)構(gòu)疏松， 泡徑較大， 泡沫較脆， 氣泡壽命較短， 不能持久， 必須多次不斷地添加起泡劑才能維持起泡作用， 但是能較好地避免高灰細(xì)泥夾帶， 對(duì)提高精煤質(zhì)量有利。起泡劑溶解度的大小和起泡劑分子中的極性基和非極性基都有關(guān)系。就極性基而言，主要取決于其性質(zhì)和數(shù)量， 極性基與水分子作用力強(qiáng)的， 其溶解度大。常見起泡劑的溶解度如表 所示。（ ） 極性基水化能力對(duì)起泡性能的影響起泡劑分子在水中發(fā)生水化作用， 在氣泡表面形成一層水膜， 使氣泡穩(wěn)定不易破裂。因此， 起泡劑中極性基水化能力越強(qiáng)， 氣泡穩(wěn)定性也越強(qiáng)， 如 基水化能力強(qiáng)， 很容易吸附到

49、氣液界面上， 則泡沫發(fā)粘， 選擇性差， 二次富集作用差。而 基水化能力弱， 形成的泡沫性脆， 選擇性好。三、 影響起泡劑選擇性的因素起泡劑分子量大小對(duì)選擇性的影響就一般規(guī)律而言， 分子量小的起泡劑選擇性比分子量大的好， 因?yàn)樗芩肿游?qiáng)， 溶解度大。分子量小的起泡劑能產(chǎn)生疏松的泡沫結(jié)構(gòu)， 泡沫發(fā)脆， 泡徑較大， 易于消泡，有利于物料的脫水回收， 有利于礦物雜質(zhì)在浮選中不斷地從泡沫中脫落， 返回煤漿， 促使精煤在泡沫中 “二次富集” ； 分子量大的起泡劑則產(chǎn)生致密的泡沫結(jié)構(gòu)， 泡徑較小， 韌性大， 泡沫粘而穩(wěn)定， 不易消泡， 不利于脫水回收， 在浮選時(shí)能承帶負(fù)荷重的煤粒， 對(duì)提高精煤產(chǎn)率有

50、利， 但也易將礦物雜質(zhì)一起攜帶上來， 故選擇性差。起泡劑分子量大小對(duì)選擇性的影響如表所示。由該表可以看出， 醇分子量小， 其用量比一般起泡劑大一些， 但精煤灰分指標(biāo)卻比分子量大的 醇低得多， 選擇性要好得多。表 起泡劑分子量大小對(duì)選擇性的影響起泡劑的極性基種類對(duì)選擇性的影響一般地說， 浮選時(shí)非離子型起泡劑 （如醉類） 的選擇性比離子型起泡劑 （如吡啶） 的選擇性好。這是因?yàn)榉请x子型起泡劑在水中不發(fā)生解離， 化學(xué)性質(zhì)不活潑， 很少與無機(jī)礦物雜質(zhì)起反應(yīng)； 而離子型起泡劑在水中易解離為離子， 化學(xué)性質(zhì)活潑， 能與礦物雜質(zhì)起物理化學(xué)反應(yīng)， 從而增強(qiáng)高灰分顆粒的浮游能力。起泡劑的捕收性能對(duì)選擇性的影響作

51、為浮選用的起泡劑， 最好性質(zhì)單一， 不具有捕收性能。但由于起泡劑大多為雜極性，烴基的長短及結(jié)構(gòu)不同均會(huì)使起泡劑在浮選時(shí)具有強(qiáng)弱不同的捕收性能， 這一點(diǎn)已被大量浮選實(shí)踐所證實(shí)。實(shí)踐結(jié)果表明， 為了保證精煤質(zhì)量， 可選用分子量較小 （即烴基較短、 碳原子數(shù)較少） 、 水化程度較高的起泡劑。對(duì)于自然疏水性較差的煤泥， 為獲取較高的精煤產(chǎn)率，可選用分子量較大 （即烴基較長、 碳原子數(shù)較多） 、 水化程度較低的起泡劑。起泡劑捕收作用的強(qiáng)弱， 對(duì)于提高浮選精煤產(chǎn)率、 降低其灰分等方面有著重要的影響。四、 常用起泡劑的種類和性能起泡劑按其來源可分為三大類： 天然類、 工業(yè)副產(chǎn)品類和人工合成品類。天然起泡劑該

52、類起泡劑是由林木直接蒸餾和加工后的產(chǎn)品。由于林產(chǎn)品資源有限， 所以天然起泡劑在選煤廠較少使用。（ ） 松油松油是最早使用的天然起泡劑， 主要成分為 萜烯醇。萜烯醇含量隨林木原料而異， 約為 。松油為淡黃色或棕色液體， 密度為 ， 起泡能力較強(qiáng)， 一般無捕收性能。若雜質(zhì)含量較多時(shí)， 有一定的捕收性能。（ ）號(hào)油亦稱松醇油， 是我國選礦廠應(yīng)用最為廣泛的一種起泡劑。它是以松節(jié)油為原料， 經(jīng)水合反應(yīng)制得， 為淡黃色油狀液體， 密度為 ， 主要成分為 萜烯醇， 含量高者可達(dá) ， 其余為萜烯類化合物。起泡性能好， 無捕收能力， 組成和性質(zhì)較穩(wěn)定。（ ） 樟腦油樟樹的枝、 葉、 根干餾得到原油， 提取樟腦后

53、再分餾便得到各種樟腦油。分為紅、 白、 藍(lán)三種： 白色油可作為起泡劑， 選擇性較松油好； 紅色油產(chǎn)生的泡沫發(fā)粘； 藍(lán)色油則兼有起泡性和捕收性。（ ） 桉葉油桉葉經(jīng)蒸餾得到， 主要成分為桉葉醇， 含量 。起泡性比松油弱， 但選擇性好， 用量較大些。工業(yè)副產(chǎn)品起泡劑我國選煤廠通常使用這類起泡劑。（ ） 浮選劑以丁醇、 辛醇為原料再經(jīng)特殊加工所得， 主要成分為 乙基己醇、 二甲基己醇、 乙基丁酯、 三丁基醚， 密度為 ， 紅棕色油狀液體， 它兼有一定的捕收性能。由于 浮選劑起泡性能強(qiáng)、 用量小、 選擇性好， 在我國選煤廠廣泛地作為起泡劑使用。（ ） 仲辛醇為蓖麻子生產(chǎn)葵二酸的副產(chǎn)品。仲辛醇分子式為

54、（ ） ， 其含量， 密度為 左右， 淡黃色液體。由于仲辛醇用量較小、 選擇性好、 能產(chǎn)生較小的氣泡和較脆的泡沫層， 也成為我國煤泥浮選應(yīng)用較廣泛的一種起泡劑。（ ） 雜醇來源較廣， 也是選煤廠應(yīng)用較多的起泡劑。如用發(fā)酵法制酒精時(shí)的副產(chǎn)品， 其主要成分為丙醇、 丁醇和戊醇的混合物。此類雜醇密度在 左右， 黃色透明液體， 生成的泡沫較脆， 選擇性好。此外， 化工廠用一氧化碳和氫合成甲醇工藝中也有此類雜醇副產(chǎn)品。（ ） 酯油高壓法羰基合成丁醇、 辛醇時(shí)得到帶支鏈結(jié)構(gòu)的殘液， 以濃硫酸為催化劑， 使其反應(yīng)生成酯類化合物， 主要是含 支鏈的酯油。工業(yè)試驗(yàn)證明， 酯油作為煤泥浮選的起泡劑，其效果與仲辛醇

55、類似。充分利用工業(yè)上的各種副產(chǎn)品， 并進(jìn)行有效加工， 作為起泡劑使用， 這是研制、 開發(fā)浮選劑的一個(gè)重要途徑， 具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。人工合成起泡劑該類起泡劑是人們根據(jù)所浮選的礦物特性專門生產(chǎn)的化工產(chǎn)品。（ ） 醚醇類起泡劑該類起泡劑是由石化產(chǎn)品合成的新型起泡劑， 有甲基醚醇、 乙基醚醇、 丁基醚醇等。我國生產(chǎn)的乙基醚醇是由還氧丙烷和乙醇在苛性鈉催化下聚合而成的， 也稱醚醇油。該類起泡劑可以嚴(yán)格按照還氧丙烷數(shù)目和醇的碳鏈長度由人工合成， 其起泡性能也可以預(yù)先設(shè)計(jì)。起泡能力隨還氧丙烷數(shù)目及醇的烴鏈碳原子數(shù)增加而提高， 與此同時(shí)捕收性能增加， 選擇性降低。該類起泡劑水溶性較高， 泡沫結(jié)構(gòu)致

56、密， 不發(fā)粘， 選擇性好， 易消泡， 用量少， 能生成大量對(duì)浮選有利的小于 的小氣泡， 但價(jià)格貴。（ ） 醚類起泡劑該類起泡劑是一種新型起泡劑， 國內(nèi)的 號(hào)油屬此類， 成分為三乙氧基丁烷。該類起泡劑又稱丁醚油， 主要原料是合成聚乙烯醇過程中的副產(chǎn)品， 來源廣泛。工業(yè)用的 號(hào)油中含少量樹脂雜質(zhì)， 呈橙黃色， 帶水果香味。 號(hào)油價(jià)格低， 起泡能力較 號(hào)油強(qiáng)，用量僅為 號(hào)油的一半， 生成的泡沫脆。該類起泡劑在尾礦水中很快分解、 氧化， 失去有害作用。人工合成起泡劑有很多優(yōu)點(diǎn)， 也是研制、 開發(fā)利用浮選劑的一個(gè)重要途徑。在煤泥浮選過程中， 影響其可浮性的因素極為復(fù)雜， 既包含有煤泥本身的浮游特性， 同

57、時(shí)又有浮選過程中多種工藝條件的影響。為了得到比較好的技術(shù)指標(biāo)， 浮選中除了使用捕收劑和起泡劑外， 必要時(shí)還可以配合使用合適的調(diào)整劑， 它是控制礦物與捕收劑之間作用的一種輔助浮選劑。選煤中可能使用的調(diào)整劑主要有介質(zhì)值調(diào)整劑和抑制劑。一、 介質(zhì)值調(diào)整劑介質(zhì)值調(diào)整劑的作用值對(duì)煤與礦物雜質(zhì)的可浮性影響很大。各種浮選劑只有在一定的 值范圍內(nèi)， 才能達(dá)到效能最高， 用量最小。此外， 值調(diào)整劑對(duì)于消除水中離子的有害影響、 調(diào)整細(xì)泥的分散和絮凝有重要的作用。（ ） 調(diào)整煤漿酸堿度煤粒表面與非極性油類捕收劑之間的作用屬物理吸附， 煤粒表面電性決定了非極性油類能否與其吸附， 而煤漿的 值 （即酸堿度） 直接影響煤粒表面電性， 也就是說， 值決定了油類捕收劑能否有效吸附在煤粒上。各種礦物浮選都有最佳的 值范圍， 煤泥只有在中性或弱堿性煤漿中， 才能有最佳的可浮性， 所以當(dāng)煤漿呈酸性時(shí) （在我國屬極少數(shù)現(xiàn)象） ，就應(yīng)該考慮添加介質(zhì) 值調(diào)整劑來調(diào)整煤漿的酸堿度。（ ） 消除有害成分影響煤泥浮選時(shí)黃鐵礦硫的脫除， 理論上既可采用浮煤抑硫正浮選法， 也可采用浮硫抑煤反浮選法， 抑制劑是其中的關(guān)鍵。由于黃鐵礦的可浮性較好，