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第四章 浮 游 选 煤,内容提要,第一节 概 述 第二节 浮选基本原理 第三节 浮选药剂及其作用 第四节 矿浆准备器械 第五节 浮选机 第六节 浮选效果的评定 第七节 影响浮选效果的因素,第一节 概 述,一、煤泥来源 1.粒度在0.5 mm以下的湿煤称为煤泥，有原生煤泥和次生煤泥之分。2.原生煤泥是入选原煤中所含煤粉（在开采和运输过程中产生的）形成的煤泥。一般占入选原煤的10%20%。3.次生煤泥则是在选煤生产过程中，煤炭因粉碎和泥化而产生的煤泥。煤泥的数量与煤、矸石的易碎程度有关，一般占入选原煤的5%10%。4.二者合计约占入洗原煤的15%30%，其中的3%5%由产品带走，其余均进入煤泥水系统。,二、煤泥处理方式,一种方式是将煤泥全部浓缩，然后用压滤机回收，只出一种产品。另一种方式是用浮选的方法将煤泥分为精煤和尾煤，然后分别回收，出两种产品。通过浮选的方法回收煤泥，既可以提高精煤产率，增加经济效益，又可确保煤泥水系统正常工作。所以，目前选煤厂广泛采用浮选法来处理煤泥。,三、浮选基本过程,浮选过程涉及三相,即固相、液相和气相。其中液相是分选介质,一般为水;气相空气,煤粒的选择性运输工具；固相是欲分离的矿物，包括煤和矸石。在充气矿浆中，矿粒与气泡碰撞接触。由于煤表面润湿性较小，所以碰撞后能粘附在气泡上并随气泡一起升浮，最终成为泡沫精矿；矸石表面润湿性强，碰撞后不能与气泡附着，只能作为尾矿留在矿浆中，从而实现了二者的分离。,第二节 浮 选 基 本 原 理一、润湿现象,定义：水在固体表面展开的现象称为润湿。润湿是自然界中常见的一种现象，水滴展开的程度越大，固体表面的润湿性越好。表面易被水润湿的矿物，称为亲水性矿物，表面不易被水润湿的矿物称为疏水性矿物。矿物润湿性越强，其表面越亲水，浮选时可浮性越差。矿表润湿性的大小，常用接触角来度量。,矿物表面的润湿现象,二、接触角,定义：三相润湿周边上任一点处的气液界面切线与固体表面之间包含液相的夹角称为接触角，用 表示。角的理论取值为 0 180，=0矿表完全被润湿，表现为绝对亲水；=180矿表完全不能被润湿，表现为绝对疏水。自然界中，绝对亲水和绝对疏水的矿物极少，目前测得的最大接触角为石蜡的106。角减小，润湿性提高，矿物表面亲水性增强，可浮性变差；角增大，润湿性降低，矿物表面疏水性增强，可浮性变好。结论：矿物的接触角越大，其表面疏水性越强，可浮性越好。,煤 种 接触角/煤 种 接触角/长焰煤 6063 瘦 煤 7982 气 煤 6572 贫 煤 7175 肥 煤 8385 无烟煤 73 焦 煤 8690 泥质页岩 0 10A.自然界中，接触角大于或等于90的矿物较少，主要是由于氧化、风化等因素的影响，矿物表面性质的差异被削弱，使浮选过程更加困难。B.煤泥的可浮性与其变质程度密切相关，中等变质程度的煤具有最好的可浮性。,表1-1 煤炭表面的接触角,三、水化现象,矿物表面具有一定程度的极性，置于水中，将与极性的水分子发生作用，使水分子在其表面产生定向、密集排列，形成水化膜，这种现象称为水化现象。水化膜呈扩散结构，越靠近矿物表面，水分子的排列越紧密、有序。水化膜具有一定厚度，其厚度与矿物表面的润湿性成正比。亲水性矿物表面润湿性大，故形成的水化膜厚，疏水性矿物表面润湿性小，形成的水化膜相对较薄。水化膜的粘度比普通水大，具有与固体相似的弹性，所以比普通水稳定，且水化膜越厚，越稳定。,矿物表面的水化膜,水化膜对煤泥浮选的影响,浮选时，煤粒欲与气泡发生附着，首先要排开二者之间的水化膜，此时需要外加一定的能量。煤泥浮选时,由于煤粒表面的疏水性较强，故形成的水化膜薄，不稳定，排开较容易，煤粒与气泡生碰撞时，它就能够附着在气泡表面，进入泡沫精矿；而矸石表面亲水性较强，形成的水化膜厚，稳定性好，矸石与气泡碰撞时，水化膜很难破裂，所以矸石不能与气泡附着，只能留在矿浆中。,四、气泡矿化 浮选过程中，矿粒粘附在气泡上的过程称为气泡的矿化。粘附矿粒后的气泡称为矿化气泡。,（一）气泡矿化的过程 1.煤粒与气泡碰撞接触是实现矿化的前提。2.排开气泡与煤粒之间的水化膜是能否实现矿化的关键。3.煤粒与气泡附着的稳定程度决定了它能否最终到达泡沫层。,1.矿粒与气泡的碰撞接触,在浮选机的搅拌作用下，矿粒与气泡在浮选机内作相对运动，于是有了相互碰撞接触的机会，进而可以粘附在一起。碰撞的几率越高，气泡矿化的可能性就越大。,2.水化膜及其薄化,排开气泡与煤粒之间的水化膜是能否实现矿化的关键。矿粒与气泡碰撞后，并不是都能粘附在一起形成矿化气泡，只有在碰撞过程中能及时排开两者间的相隔水层，才有可能实现两者的粘附和固着。由于不同矿粒表面的润湿性不同，所以形成的水化膜厚度及水分子排列的紧密程度不同，排开时的易程度也不同。矿物表面疏水性越强，形成的水化膜就越薄，气泡与其靠近时，两者间的水化膜排开就越容易。,3.矿粒与气泡附着的牢固性,矿化气泡在上升的过程中会受到许多外力 的作用，如 重力、离心力等，这些力将有可能导致已粘附在气泡上的矿粒再从气泡上脱落下来，故称其为脱落力。只有附着牢固的煤粒才可能随气泡上升进入泡沫层，实现与矸石的分离。向矿浆着添加捕收剂，可强化煤粒与气泡的附着。,（二）气泡矿化的影响因素,气泡矿化是浮选过程的基本行为。它的影响因素有很多，如：矿粒的大小、表面疏水性、矿浆浓度、气泡尺寸以及浮选机内流体的动力学性质等等。矿粒最终能否成为泡沫精矿，取决 于：矿粒与气泡碰撞接触的概率；矿粒与气泡的附着概率；矿化气泡在升浮过程中的不脱落率；泡沫层的稳定性。,（三）气泡矿化的途径,煤粒与气泡通过碰撞、附着实现矿化(a);小气泡与小颗粒一起形成气絮团实现的矿化(b)；气体在疏水性煤粒表面析出形成矿化气泡(c)。,微泡析出附着,正常情况下，水中都溶有一定数量的空气。温度和压力发生变化，溶解的空气数量也变化。浮选中的气体析出都是在恒温降压条件下进行的。产生的气泡有两个特点：一是直径小，分散度高，单位体积内具有很大的气泡表面积；二是能选择性地优先在疏水性矿物表面析出，是一种“活性微泡”。微泡形成的条件：矿浆中空气的初始溶解度；矿浆的降压程度；矿浆中是否存在疏水性矿物表面。微泡的作用：与微粒形成气絮团，带动微粒上浮；是矿粒与大气泡附着的桥梁，使二者的附着更为容易，也更牢固；,五、煤泥性质对浮选的影响,1.煤岩成分 根据煤岩成分可将煤分成镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。不同煤岩成分的性质和可浮性均有不同。镜煤、亮煤的接触角为3740，暗煤和丝炭的接触角则在2633之间，故镜煤、亮煤的可浮性较暗煤和丝炭好。一般而言，原料中暗淡型成分含量高时，会增加浮选的难度。另：丝炭的灰分较高，如果其进入泡沫产品会增加精煤的灰分，并影响精煤的结焦性。丝炭在精煤中的含量超过10%12%，精煤将不能结焦。,2.煤的变质程度 实践表明：中等变质程度的煤具有最好的可浮性。年轻和年老煤浮的选效果差，一是因为它们具有较发达的孔隙，孔隙度在中等变质程度时最小。二是因为它们的疏水性差，变质程度低的煤，因含有较多的含氧官能团，故亲水性较强，可浮性差；变质程度较高的无烟煤则因侧链减少、变短而使疏水性降低。,3.煤 的 氧 化 程 度,煤具有较大的孔隙度和表面积，故其表面具有相当好的吸附能力。氧具有较强的化学活性，煤粒无论是在空气中还是在水中，都能对它产生吸附作用，使煤粒表面发生氧化。煤氧化后，表面亲水性增加，可浮性降低。煤氧化有两种途径，一是在自然界的风化过程中被氧化，二是在水中长期浸泡被氧化，后者的氧化更为剧烈，故应尽量减少煤泥在水中的停留时间，如可以采用直接浮选。,4.矿 物 杂 质,代 表 矿 物 对 浮 选 的 影 响 硫化物 黄铁矿、白铁矿 可浮性较高，进入精煤使硫分增高 泥质矿物 高岭土、粘土 遇水泥化，严重恶化浮选过程 可溶盐 石 膏 改变矿浆离子浓度，影响煤可浮性非硫化矿 石英、方解石等 天然可浮性差，易用浮选法除去碳质页岩 碳质页岩、泥板岩含有与煤相似的成分，疏水性较高,高灰细泥对浮选的影响,1.高灰细泥以如下三种方式混入精煤，降低精煤质量。1）机械夹带，即细泥被气泡-煤粒聚合体包裹进入精煤；2）随泡沫精矿夹带的水进入精煤；3）覆盖在粗颗粒表面进入精煤 高灰细泥对精煤的影响通常是沿着浮选室逐渐增加的，故浮选机后几室灰分相对较高。2.高灰细泥影响精煤回收率 1）在粗粒表面形成细腻覆盖，降低其表面的疏水性；2）占据大量的气泡表面，影响煤粒与气泡的碰撞和附着；3）对药剂无选择吸附，消耗大量药剂，使粗粒在亏药条件下浮选。3.其它 高灰细泥不仅影响浮选过程，对后续精煤脱水及煤泥回收均有不利影响。如：增加粘度，堵塞滤饼毛细孔和滤布孔隙，导致产品水分增加，及循环水浓度增高等。,第三节 浮 选 药 剂,浮选是利用煤粒与矸石之间表面润湿性的差别进行分选的，差异越大，分选效果越好。向浮选矿浆中加入药剂，可人为地增加二者之间的差异，改善浮选效果。浮选药剂种类繁多，根据其作用的不同，可将其分为捕收剂、起泡剂和调整剂。其中，调整剂又分为活化剂、抑制剂、介质pH调整剂和 分散剂、絮凝剂等。,一、起泡剂,1.浮选工艺对气泡的要求 1）气泡直径较小 充气量一定时，气泡的尺寸越小，数量就越多，可提供足够的气泡表面供煤粒附着，但不能过小。2）气泡在矿浆中应充分弥散，不兼并 气泡的生成和兼并是一对逆过程，兼并过快，则气泡数量减少，对矿化不利，故应控制气泡的兼并速度。3）气泡稳定性应适当 气泡的稳定性过小，则易破裂，不能将煤粒带入进入泡沫层，影响精煤回收率；过于稳定，又会对精煤脱水及后续作业产生影响。所以，气泡的稳定性要适当。在普通水或矿浆中通入气体，只能形成一些大而易碎的气泡。为 了获得性质良好的气泡，可向其中添加起泡剂。,2.起泡剂的结构与性能,选煤过程中添加的起泡剂多为杂极性的有机物质。其分子结构中均有两个基，一端为极性基，具有亲水疏气的性质，如：OH，COOH,O,SO3H等；另一端为非极性基（烃链），表现疏水亲气性。起泡剂可在气泡表面产生定向吸附。在水中，起泡剂都有一定的溶解性。溶解度高的起泡剂可迅速产生大量气泡，但气泡较脆，寿命短，不能 持久，故药耗比较大。溶解度小的起泡速度慢，但泡沫持续时间长，泡沫层较稳定。,3.起泡剂的作用,起泡剂分子以其非极性的烃链与气泡接触，以其极性基指向水。极性基具有亲水性，与周围水分子相互作用，在气泡表面形成水化膜。起泡剂的作用：1）使空气在矿浆中分散成小气泡，并防止其兼并；向矿浆中加入起泡剂，气泡的平均直径由35mm降到0.51mm，外围水化膜的存在可防止气泡间的兼并。2）增大气泡的机械强度，提高其稳定性；3）降低气泡升浮速度，增加其在矿浆中的停留时间。但是，起泡剂用量不是越多越好，而是有一个最佳值。,4.浮选对起泡剂的要求,1）用量低，能形成数量多、大小适度、分布均匀、稳定性适当和粘度不大的气泡；2）具有适当的溶解度和良好的流动性；3）无捕收作用，对矿浆pH的值变化及各种组分具有较好的适应性；4）便于使用又不造成公害；起泡剂应无毒、无臭、无腐蚀性，不污染环境、且使用方便。,5.选煤厂常用的起泡剂,1.松木加工副产品 松油：主要成分为-萜烯醇，淡黄色或棕色液体，密度0.90.95 g/cm3，起泡能力强，一般无捕收作用。缺点是 粘性大。选择性差，来源有限。2.石油、化工副产品 仲辛醇：原料是蓖麻籽，淡黄色油状液体，具有刺激性臭味，密度0.83 g/cm3。起泡性能强，选择性好，泡沫不粘，对过滤脱水影响小，用量为100g/t煤泥。3.合成起泡剂 FP101：棕色油状液体，密度0.81 g/cm3，起泡性能与仲辛醇相似，形成的泡脆，选择性好。,二、捕收剂,煤泥浮选广泛采用非极性烃类油为捕收剂。1.非极性烃类油的特点：1）结构对称 2）化学性质不活泼 3）难溶或微溶于水 4）具有较强的疏水性 2.烃类油与煤表面的作用规律 1）烃类油不溶于水,以油滴形式存在于矿浆中；2）烃类油在煤粒表面选择性吸附；煤表面疏水性越强，吸附的油滴数量越多。,3.烃类油的捕收作用,1）油滴在煤粒表面吸附，提高煤表面的疏水性；2）烃类油可以在煤粒与气泡接触的三相接触周边形成三相油环，提高煤粒与气泡的粘着强度；3）油滴可与煤粒、气泡形成气絮团，增加上浮力，提高浮选速度,4.选煤厂常用的捕收剂,1）煤油：淡黄色或无色液体，不溶于水，密度 0.84 g/cm3 左右，一般只具有捕收作用，与性能较好的起泡剂配合使用，用量0.52kg/t。2)轻柴油：外观呈淡黄色，密度0.740.95 g/cm3，粘度较大，在水中的油滴尺寸大，沿煤粒展开的速度慢。但其疏水性强，是一性能较好的捕收剂。与性能好的起泡剂配合使用，用量为12kg/t。3）煤油与柴油相比，成分稳定，捕收性与选择性均高。,三、药剂的选择和管理,1.药剂的选择1）浮选效果好，即具有好的选择性和高的浮选速度；2）价格低廉，药耗小；3）来源充足，成分稳定，无毒、无刺激；4）对产品过滤脱水无不良影响。2.药剂的管理 1）药剂库和浮选车间不能吸烟弄火；2）应保持良好通风，降低空气中的挥发性药剂浓度；3）接触带有刺激性的药剂时，要注意自我保护；4）加强计量管理，建立交接班制度，减少药耗。,四、药剂制度,药剂制度 是浮选过程中添加的药剂的种类、用量、配比 以及加药地点、加药方式等的总称。1.药剂的种类 煤泥浮选过程添加的药剂主要有两种,即捕收剂和起泡剂。捕收剂主要用于提高煤粒表面的疏水性，起泡剂则是改善矿浆中气泡的性质。添加时，应先加捕收剂，后加起泡剂。有的药剂兼有捕收性能和起泡性能，浮选时可只使用一种药剂。,2.药剂的选择,1）捕收剂 一般来讲，浮选活性高的药剂，选择性就较低。所以，对易洗煤，可选用浮选活性低的药剂；对表面疏水性差的煤，应选用活性高的药剂；细泥含量多时，用选择性高的药剂。2）起泡剂 煤泥中高灰细泥含量高时，应选择气泡直径大、性脆、寿命不太长的起泡剂，以加强泡沫层的二次富集作用；煤泥中粗粒含量大时，应选用起泡率高，气泡直径小、寿命长的起泡剂，有利于提高粗粒 在气泡上附着的牢固强度。,3.加药方式和地点,加药方式分一点（集中）加药和多点（分段）加药两种。一点加药是将药剂总量一次全部加入到搅拌桶中；分段加药则是将所需的药剂分别加入到搅拌桶和浮选槽内，一般搅拌桶加60%70%，其余的加到浮选槽。对易洗煤，常采用一点加药；难浮煤或浮选活性高的药剂，应采用多点加药。,4.药剂消耗量 药剂耗量与药剂种类、煤泥性质、矿浆浓度等都有关系。1）变质程度低的煤，表面被氧化的煤以及疏水性差的煤药剂消耗普遍较高。2）细粒级物料含量越高，表面积越大，浮选时的药耗越大。3）矿浆浓度越低，药耗越大。,5.油 比“油比”是指浮选时添加的捕收剂与起泡剂的重量比。我国选煤用油比常在10:15:1之间。一般，对易洗煤采用小油比，反之，用大油比。,第四节 矿 浆 准 备,矿浆准备作业的作用：1.促进药剂的溶解和分散；2.使药剂与矿粒预先接触；3.调节矿浆浓度；4.为浮选机提供稳定的入料。矿浆准备的设备：搅拌桶、矿浆准备器、矿浆预处理器,搅拌桶,优点：结构简单、操作方便，容易维护等。缺点：搅拌混合效果不理想，底部常有粗颗粒沉积。,XK矿浆准备器,矿浆准备器是一种新型设备。与相同规格的搅拌桶相比，它具有处理能力大，省药、省电，混合效果好等优点。缺点：结构复杂，电机和药剂雾化装置在桶内，安装、检修不便。,XY矿浆预处理器,XY矿浆预处理器,工作原理：浮选入料从底部给入，稀释清水从底部侧面给入；由于叶轮的离心作用，煤浆及清水经圆锥管进入下层叶轮；空气和药剂分别进入上层叶轮，并形成气溶胶；矿浆与气溶胶在叶轮内部相遇、混合，最后被甩出。特点：矿浆的搅拌和预矿化同时进行由于矿浆预处理器采用气溶胶加药方式，并能对矿浆进行充气搅拌，所以，与搅拌桶和矿浆准备器相比，具有更快的浮选速度、较低的药剂耗量，并能充分发挥浮选机第1,2室的作用。,第五节 浮 选 机,浮选机是实现浮选过程的重要设备，浮选技术经济指标的好坏与浮选机的性能有着密切的关系。1910年发明了浮选机，经过近一个世纪的发展，浮选机在结构、性能等方面都有了巨大的改进。目前，世界上应用的浮选机有近百种。国外比较著名的浮选机有美国的维姆科（wemco）型、丹佛D-R型等。我国从1965年开始自主开发浮选机，先后研制成功了XJM型、XPM型和 XJX型浮选机，并在选煤厂得到了广泛应用，取得了良好的效果。,一、对浮选机的基本要求,良好的充气作用（能形成数量足够、大小适中、稳定性适宜、在矿浆中分布均匀的气泡。）适度的搅拌作用必要的循环作用 能形成稳定的泡沫层连续工作，便于调节,搅拌作用,切割空气流生成气泡；使矿粒处于悬浮状态；搅拌 促进难溶药剂的溶解和分散；促使矿粒、气泡、药剂在槽内均匀分布；为矿粒和气泡的碰撞、粘附提供能量；搅拌过强，将会影响液面的稳定；增加（粗）煤粒的脱落几率，导致精煤回收率降低；浮选机的动力消耗增加、叶轮的磨损也将加剧，故搅拌要适度。,形成平稳的泡沫层,矿化气泡在矿浆表面形成泡沫区。为了平稳地刮出精矿，浮选机要能够形成具有一定厚度的、稳定的泡沫层。泡沫区既要能滞留煤粒，又要尽量使夹带的脉石从泡沫中脱落，顺利进行二次富集作用。因机械夹带进入到泡沫区的高灰细泥被流水泄冲回到矿浆中的淘汰过程，称为二次富集作用。泡沫层自下而上精煤灰分逐渐降低，质量逐渐提高，。,二、浮选机的分类,浮选机的种类繁多，分类方法也很多。根据搅拌方式的不同，浮选机可分为机械搅拌式 和无机械搅拌式。当前，选煤厂广泛应用的是机械搅拌式浮选机。根据充气方式的不同，机械搅拌式浮选机又可分为自吸气式和外充气式（压气式）；无机械搅拌式可分为压气式和气体析出式。,三、充气搅拌原理,1.气泡的生成方式 机械搅拌粉碎空气流生成气泡；空气通过多孔介质的细小孔眼形成气泡；气体从矿浆中析出形成微泡。在一些浮选机中，可以同时采用两种或两种以上的方法产生气泡。2.机械搅拌式浮选机的充气原理,机械搅拌自吸气式和压气式浮选机的比较,自吸气式浮选机1）搅拌强烈，可保证高密度和粗颗粒呈悬浮状态；2）搅拌强烈，有利于难溶药剂的溶解和分散；3）充气量调节范围窄；4）叶轮旋转速度高，磨损严重，维修费用高。压气式浮选机1）充气量大，易于调节。2）叶轮只起搅拌作用,故转速低,磨损小,电耗低；3）搅拌强度小，可减轻脆性物料的泥化现象，故分选指标好；4）需外加压风机，管路较为复杂。,四、XJX-T12型浮选机,X J X T 12 单槽容积（m3）套筒中心入料 斜叶轮 机械搅拌 洗选设备,几种典型浮选机的搅拌充气机构,OK浮选机转子定子结构,XJMS16浮选机搅拌充气机构,XJXT12浮选机搅拌充气机构,喷射浮选机充气搅拌机构,XJX-T12浮选机示意图,XJX-T12的结构特点,中心套筒入料；采用双偏摆斜叶轮；矿浆在槽内立体循环 在浮选机中设置了倒锥形循环筒和假底，槽体上部未被矿化的矿浆通过循环筒重新进入叶轮，底部矿中浆则通过假底进入叶轮，实现矿浆的立体循环，加速了气泡的矿化过程，对粗粒浮选尤为有利。气溶胶加药 分段加药时，药剂可由定子循环孔和中空轴直接加入叶轮内，药剂被空气流冲成雾状，形成气溶胶。气溶胶加药可增加矿粒、气泡与药剂的接触几率，提高浮选速度和浮选机的处理能力。设置新型中矿箱,直流式入料浮选机,吸入式入料浮选机,双偏摆叶轮,无机械搅拌浮选机-浮选柱,2.工作原理,叶轮旋转产生负压中空轴进气叶轮区 新鲜矿浆中心入料管叶轮区 在叶轮的搅拌下，矿浆、药剂、空气充分混合后被叶轮甩出，与气泡附着的煤粒跟随气泡上升，进入泡沫层；循环矿浆通过循环筒重新进入叶轮，再次与空气接触混合，不能与气泡附着的脉石留在矿浆中，最终成为尾矿排出。,五、浮选机的调节,1.矿浆液面的高低 通过尾矿堰闸口的高低调节矿浆液面。闸口越大，矿浆通过量越大，对提高浮选机处理能力有利，但矿浆液面较低，泡沫层厚，矿化气泡不能及时刮出，影响精煤回收率；闸口过小，矿浆液面增高，泡沫层变薄，可能出现刮水现象，导致精煤灰分升高。2.充气量（浮选机内充入空气的数量）充气量不足，矿浆内气泡的数量少，影响矿化几率，精煤产率降低；充气量过大，会造成液面翻花，影响泡沫层的稳定，充气量不是越大越好。对吸气式浮选机可通过进气孔上的盖板调节进气量。,浮选机的调节(续),3.循环孔面积 循环孔面积影响矿浆循环量。增大矿浆循环量，可增加煤粒再次矿化的机会，但过大，也会导致液面翻花，并增加叶轮的磨损以及矿粒的粉碎。实践中，可将一部分循环孔堵死或在每个循环孔上堵去一部分面积，使循环孔面积减少。4.搅拌机构间隙 搅拌机构间隙包括径向间隙和轴向间隙，前者一般不可调，后者在一定范围内可调。间隙的增大的主要原因是叶轮磨损，它将影响吸气量和吸浆量，过大时必须更换。,浮选机评价,第六节 浮选效果评价,第七节 浮 选 工艺,煤泥浮选是一个复杂的过程，影响其效果的工艺因素有很多，主要有 煤泥的性质 矿浆的特征 药剂制度 浮选机性能 浮选工艺流程 操作技术,一、影响煤泥浮选的因素1.煤泥的粒度组成,不同粒度的煤泥具有不同的可浮性。1）从回收率方面看，0.250.074mm级物料具有最高回收率，+0.5mm或-0.074mm物料的回收率均较低。2）从浮选速度看，浮选机前两室浮上来的总是细粒，然后才是粗粒。一般来说，细粒的浮选速度快，粗粒的相对较慢。3）不同颗粒的选择性随粒度的减小而降低。（精煤产品中灰分随粒度的减小而增加）,精煤不同粒级中所含的杂质,粗粒和细粒的浮选工艺,1.改善粗粒浮选的措施；a）选择捕收性能强的药剂，适当增加药剂浓度并完善加药方式；b)提高充气性能，使之产生较多的小气泡，利用微泡群浮选粗粒，既可保证有足够的浮力，又可增强煤粒与气泡的附着强度；c）选择适合粗粒浮选的设备机，如浅槽浮选机，可缩短粗颗粒的矿化路程。2.改善细粒浮选的措施 a）用选择性好的药剂，生成的气泡应比较脆，以加强泡沫层的二次富集作用；b)在较低的浓度下浮选，以减少对高灰细泥的机械夹带；c）在泡沫层适当加喷水淋洗，降低细泥对精煤的影响；d)添加矿泥分散剂或采用脱泥浮选,2.矿浆的性质,1）矿浆浓度 A.选煤厂煤泥水的浓度有三种表达方式：液固比、百分比浓度和固体含量，其测量常用浓度壶。B.入料浓度可能影响的指标：浮选机的处理能力、浮选精煤的质量及回收率、药耗电耗等。C.确定原则：高浓度浮选利于提高精煤产率，低浓度可提高分选过程的选择性，降低细泥的污染。a)在工艺指标允许的前提下，尽量提高浮选入料浓度。b)处理易浮煤泥时，采用较大浓度；c)细泥含量大时，采用较低浓度浮选；d)不同的浮选流程采用不同的浓度；在我国，浓缩浮选时，入料浓度一般为100200g/L，直接浮选入料浓度应控制在60100g/L。,2）矿浆温度,提高矿浆温度是强化浮选的一相措施，它可以：1）水分子热运动加剧，导致水化膜不稳定；2）减小非极性药剂的粘度，提高其分散度和化学活性，药效变好；3）有利于提高药剂在煤粒表面的吸附速度；4）矿浆中的无机盐溶解，离子组成发生变化；不过，目前煤泥浮选基本都是在常温下进行的。3）矿浆的pH值 煤泥浮选的最佳pH值是中性或弱碱性，此时，煤泥与药剂作用效果最佳，精煤回收率最高。,3.浮选流程,1）浮选原则流程 煤泥浮选原则流程是指浮选与前续作业的连接形式，一般有直接浮选和浓缩浮选。直接浮选是指重选所得煤泥水直接去浮选的工艺；浓缩浮选则是指煤泥水经浓缩机处理后进行的浮选。2）流程内部结构 浮选是在多个串联的浮选槽中进行的，因此可根据需要灵活地组成各种结构的浮选流程。我国选煤厂使用的浮选流程主要有五种。,二、浮选机的初步调整,浮选机正常运行后，应根据具体情况进行调整，以保证获得良好的浮选指标。1）根据煤泥可浮性、粒度组成及杂质含量，并结合对产品的要求，选择适当的入浮浓度；2）根据入浮浓度，既定的工艺流程和药剂制度，选择恰当的给矿量；3）根据入浮浓度、给矿量及浮选机的性能，调整充气量和搅拌强度；4）根据产品要求、各机室的灰分分布情况，调整适当的刮泡深度。,1.入料浓度的选择和调整,1）正常情况 正常浮选情况下，泡沫层的厚度应该是从第一室开始逐室变薄，到末室泡沫层不能覆盖矿浆面。1、2室的泡沫层呈黑色，并带有光泽，无大泡，气泡尽寸较均匀，泡沫中多为细粒，泡沫光滑稳定并且较致密，含煤粒多；而3、4室泡沫层较薄，颜色较深，泡沫精糙不光滑，泡沫中多为粗粒煤；后两室泡沫层已不能覆盖矿浆面，气泡大小不等，明显可见气泡兼并和破灭现象，矿浆表面漂浮着致密粗糙的泡沫薄层，泡沫中含粗粒较多。,2）入料浓度增高,入料浓度增高时，泡沫层将发生如下变化：（1）泡沫层厚度的变化趋势为：由前向后，泡沫层厚度逐室增加，泡沫中固着含量相应增加。（2）矿浆充气量降低，泡沫层流动缓慢、发死，泡沫颜色乌黑。（3）泡沫发粘，细粒含量愈多发粘愈严重；泡沫脱水性能恶化；当用手挤泡沫，手心煤泥发粘。（4）末室泡沫较厚，矿浆（尾矿）发黑，并且其中含有粗颗粒煤，即出现尾矿跑煤现象。这些现象，随入料粒度组成的不同表现各有些差异，当细粒含量较高，泡沫的颜色和粘度表现尤为明显。,3）入料浓度过低,浮选入料的浓度过低时，将出现以下现象：（1）前两室气泡大小不均匀，表面带煤较少。（2）3、4室泡沫层较薄，有时不能覆盖矿浆液面，液面不稳定，刮泡时易带矿浆。（3）后两室矿浆翻花现象严重，气泡破裂，兼并现象明显，只有在刮板下有小片密实的泡沫层。（4）当给矿量正常时，后几室没有足够的泡沫层，而给矿量较大时，则泡沫层不稳定，容易出现跑煤现象。,2、给料量的选定和调整,1）给料量选定原则 给料量是指单位时间内给入浮选机的矿浆通过量。入料浓度一定时，浮选机的处理量取决于给料量。其大小直接影响矿浆在浮选机中的停留时间，也影响药剂与煤粒的接触时间和浮选效果。给矿量的选定原则，在保证产品质量，加快气泡的矿化速度，提高浮选速度的基础上，保持最低限度的浮选时间，充分发挥浮选机各室的生产能力。,2）给矿量变化时出现的现象,给矿量逐渐加大时，将出现以下现象：（1）矿浆液面不稳定，出现搅拌过强，液面翻花等现象。（2）若不降低调节闸门，矿浆液面升高，泡沫层变薄，易出现刮泡过速，刮泡带水的现象；（3）若降低闸门，则矿浆流动过快，尾矿量明显增加，而且尾矿灰分降低（尾矿中跑煤）。给矿量减小时，将出现下列现象：（1）从前面机室开始，逐渐出现泡沫层积压的现象，即泡沫紧密、发死、流动性差。（2）后几室泡沫量少。（3）为了刮取泡沫，需要提高液面控制闸门，减小尾矿流量，但是会加重精煤的污染。（4）泡沫产品出量少，泡沫发粘，灰分较高，脱水性变坏。,3）结论,对于细粒含量较高的煤泥浮选，由于入料浓度较低，浮选速度较快，因此，为了提高浮选机的处理量，充分利用浮选机容积，应增加浮选机的给矿量，使各室都有足够的泡沫层而尾矿又不出现跑煤现象。对于浮选入料浓度较高，各室均有较厚的泡沫层，而且尾矿中有跑煤现象时，则应适当减小给矿量，增加机槽内矿浆的循环量，适当延长矿浆在槽内的停留时间。当采用这一措施仍不能改善浮选效果时，则应考虑可能不是给矿量出现问题，而是入料的浓度过高造成，也可能是药剂性能差或充气不足等原因所致。,起泡剂用量对浮选的影响,起泡剂用量过多时，将出现下列现象：（1）各室泡沫层变厚，气泡变小，水膜带油光。（2）泡沫坚韧，富有弹性，而且大量泡沫重叠如蜂窝状。（3）多数泡沫为水泡，用手接泡沫，甩掉后不沾煤。（4）泡沫稳定性高，刮入溜槽后不易破灭，而且泡沫上多为细粒及细泥。（5）当入料中细粒含量高，起泡剂粘性大时，以上表现尤为突出。,捕收剂用量对浮选的影响,当捕收剂用量过多时，出现以下现象：（1）泡沫层中特别是三相接触周边上可见七彩的三相油环。（2）泡沫层致密、发脆、不出现大泡。（3）泡沫层刮入溜槽后有沙沙的响声，泡沫不沾，有较好的脱水效果。当捕收剂用量过小时，出现下列现象：（1）前两室出现大泡，泡沫光滑，发乌光（无光泽）。（2）泡沫表面多为细粒煤，且泡沫易碎。（3）后几室的矿浆液面上漂浮一些较厚的泡沫层，矿浆发黑，尾矿中跑煤现象严重。,浮选指标不良的原因,1、造成浮选精煤超灰的原因（1）浮选入料浓度偏高，煤粒得不到充分的分选。（2）给料量过大，致使泡沫层变薄，矿浆液面及泡沫层不稳定，刮泡带浆，浮选机室溢流口跑煤浆。（3）给料量太小，浮选时间长，泡沫层积压，二次富集作用不能顺利进行，使一些高灰分的泥质物混入精煤。（4）浮选入料性质变化较大，没有相应地改变药剂制度及操作方法。（5）浮选稀释用水含杂质多、浓度高，或是循环水的水质差。（6）药剂用量不当，捕收剂用量过多。（7）浮选入料中泥质物含量过高，操作时没有采取相应的有效的措施。,三、浮选实践,2.尾煤灰分偏低的原因,（1）浮选入料粒度控制不严，超过浮选上限，浮选失去对粗粒煤的分选效果，使粗粒煤损失在尾煤中。（2）浮选入料浓度过高，煤浆中的煤粒没有较好的分选条件，得不到充分的分选。（3）给料量过大，浮选时间短，部分煤粒来不及上浮而进入尾煤。（4）充气搅拌强度不够，煤粒浮不起或充气搅拌过于强烈，影响了粗粒的上浮及泡沫层的稳定。（5）药剂不足或是浮选后几室加药过少。（6）前室浮选不充分或刮泡不及时，出现泡沫后串，致使部分粗粒煤上浮受阻。（7）排料闸门不严，尤其是末室闸门漏矿。,总结,对于只出精煤和尾煤两产品的浮选流程，从理论上讲，精煤灰分、产率和尾煤灰分是互相影响，互相制约的。精煤回收率提高，其灰分相应地增加，同时尾煤灰分提高。但实际生产情况并非如此，可能出现精煤灰分偏高而尾煤灰分过低的现象。因此，认为降低精煤灰分势必进一步降低尾煤灰分是片面的观点。实践证明，只有当分选过程达到一定的分选效果时，实际生产中的精煤回收率、灰分及尾煤灰分才符合理论上的依赖关系，所以，生产中在保证精煤灰分指标的同时，应努力提高分选效果，以提高浮选精煤的回收率和尾煤灰分，避免尾煤中的跑煤现象。,稳定浮选指标的措施,1、严格控制浮选入料的粒度上限 煤泥浮选的粒度上限为0.5mm，粒度超过上限，不仅影响精煤的回收率，造成尾煤中跑煤，还会影响精煤的脱水和尾煤澄清作业，使浮选生产无法正常进行，所以生产中必须严格控制入料的粒度上限。2、严格控制浮选准备作业 矿浆准备与浮选组成浮选系统，浮选过程虽然只在浮选机中完成，但准备作业是必不可少，它为浮选创造良好的前提条件。管理好准备作业，就能及时地发现问题，如煤质变化、粒度变化和浓度变化等，根据变化及时采取相应的措施，为浮选创造最佳的生产条件，防止浮选及操作处于被动状态。,3、及时检查，及时调整,生产中浮选入料是不断变化的，要获得质量合格稳定的产品，浮选操作人员不仅掌握适应不同煤质情况的不同操作方法，而且必须及时地检查发现问题，并作出正确判断，这就要求操作人员必须坚持勤检查、勤调整的操作方法。及时发现入料的变化，是采取措施的前提。检查入料变化的方式很多，如对浮选入料做小筛分、小浮沉试验，以及做快灰和浓度测定等。同时，生产中还必须不断根据泡沫层厚度、泡沫浓度、颜色和粘性，观察尾煤的颜色、浓度和其中颗粒情况，只有这样，才能及时发现问题，及时调整操作，解决问题。,4、稳定浮选的工作条件,浮选中的矿浆准备作业、浮选作业、精煤脱水作业等互相影响，互相制约，生产中某一环节出现问题，势必影响整个生产的连续性和稳定性。生产实践证明，频繁的开机、停机往往造成精煤超灰，尾煤跑煤；循环用水的浓度高破坏了浮选的分选效果，使煤泥水系统产生恶性循环；浮选稀释用水的水量不当，影响入料浓度；药剂性能不稳定，影响浮选精煤的数、质量和尾煤的灰分，使试验室的小浮选结果与生产效果不相符合。因此，生产中既要勤检查、勤调整，又要保证生产条件的相对稳定。检验、调整要适时、适度。,5、保证设备在最佳状态下运行,选煤厂的生产是按一定的工艺流程，由多台执行不同任务的机械设备来完成的，要保证生产的顺利进行，并获得良好的技术经济指标，机械设备不仅要安全运行，而且必须尽量保证在最佳状态下生产。如浮选机的叶轮磨损后，其轴向和径向间隙增大，直接影响浮选机的吸气量，同时还影响叶轮的搅拌强度，必须定期检查，及时更换，以保证浮选机在最佳状态下运行。,谢谢！,清泽园荷塘月色,