浮游選煤培訓(xùn)資料

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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(guò)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(rùn)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(guò)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(rùn)濕現(xiàn)象荷葉上的水滴呈球形是

2、人所共見(jiàn)的自然現(xiàn)象，這表明荷葉的表面是疏水的（即親氣的）。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(rùn)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(rùn)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(rùn)濕性差；而在玻璃表面水滴會(huì)自動(dòng)鋪展開來(lái)，這表明玻璃潤(rùn)濕現(xiàn)象，疏水性差，潤(rùn)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(shuō)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(rùn)濕的表

3、面（如矸石表面）稱為親水表面，把不易被水潤(rùn)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(guò)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

4、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(guò)程浮選過(guò)程中，礦粒有選擇性地附著在氣泡上的現(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(guò)程中，許多煤粒與氣泡相互粘附，形成了煤粒、氣泡、小油滴的

5、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

6、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，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

7、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(guò)程中的慣性力，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(lái)，國(guó)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(lái)強(qiáng)化浮選過(guò)程。按照氣體在液體中的溶解度與

8、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(guò)飽和狀態(tài)，它們就以微泡形式析離出來(lái)。微泡析出的過(guò)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