文档介绍：新型浮选药剂论文
一:浮选原理及新型浮选药剂
浮选是利用矿物亲水性的差异而实现矿物分离的方法。易被水湿润的表面称为亲水表面,难被水润湿的表面称为疏水表面。煤各部分的显微组分是不同的,煤粒表面的大部分为非极性区域,部分为极性区域。有机组分的表面主要是非极性区域,矿物杂质等的表面主要是极性区域。
煤粒在水中,其表面的质点和水分子互相极化,从而产生程度不同的水化作用。极性区域的水化作用较强,能生成较厚且较稳定的水化层,从而表现出亲水性。非极性区域的水化作用弱,甚至没有水化作用,表现出疏水性。
浮选时,在搅拌和起泡剂的作用下产生气泡,气泡和煤中的疏水表面相接触时,因水化层较薄容易破裂,结果使气泡和煤中的有机组分黏在一起而上浮。而当气泡和由煤中的矿物杂质构成的亲水表面相接触时,要克服较厚的水化层的阻挡是困难的,故难以使其上浮。
当煤粒表面吸附液相中的离子或分子后,其水化作用的大小程度会变化,故可通过向水中加入药剂的方法来扩大被分离组分间亲水性的差别,并产生大量合适的气泡,促进有机组分的上浮。按其作用可把这些药剂分为两类。其中一类属于起泡剂,它们能在气-液界面上促进气体向水中的扩散,从而生成大量均匀、稳定性好的气泡。另一类属于捕收剂,其主要作用是在固-液相界面上增加有机组分的疏水性,从而使煤粒和气泡结合的更牢固。
捕收剂
浮选是细粒煤泥精选的最为有效的方法,煤泥浮选过程中通常要加入捕收剂来提高煤颗粒表面的疏水性,捕收剂多为煤油、轻煤油,约占80~90%。而这类浮选药剂普遍存在药耗量过大的问题,而且,对于细粒煤含量较多和低变质程度的焦煤,由于其可浮性和选择性更差,因而浮选药剂耗量更大。煤泥浮选中烃类油用量一般在吨干煤泥1~2kg,随着油价上涨,浮选药剂费用将大幅度上升,从而导致浮选成本上升,最终影响到选煤厂的经济效益,近年来,世界各国都在研制新型高效的浮选药剂,以求降低成本,提高精煤产率。以下是新型捕收剂的种类。
第一类:ZNX-0711捕收剂
ZNX-0711捕收剂是一种新型煤泥浮选捕收剂具有捕收性能好、浮选速度快、分选效率高的特点。采用这种捕收剂在实验室进行了煤泥浮选的对比试验,并在选煤厂进行了工业应用。实验结果表明:ZNX-0711用于煤泥浮选,其性能明显好于煤油和柴油。
理论分析:
煤泥浮选涉及到气、液、固三相,是一个相当复杂的过程,不同变质程度的煤具有不同的可浮性,浮选药剂的作用正是通过调节气、液、固三相的界面性质,增加了煤与矿物之间是的表面性质的差异,从而实现了煤与矿物颗粒的有效分离。
煤泥浮选的前提条件就是要提高煤颗粒的疏水性,增大煤颗粒与杂质的表面疏水性差异。烃类油(柴油、煤油等)是一种疏水性物质,它与水互不相溶,在矿浆中不能形成细小的分散相,只能以液滴的形式存在,导致烃类油与煤粒发生接触碰撞时附着的概率较小,而且烃类油滴在短时间内还会发生聚集成大的油滴,从而导致较大的油滴被细小煤粒过量吸附而提前浮出,造成浪费,使精煤中的泥质较多,精煤灰分升高。
ZNX—0711捕收剂中含有一些极性有机物质,这些极性有机物质一端为极性基因,一段为非极性基因,一方面可使捕收剂中的非极性烃类油组分很好地分散在煤浆中增加非极性组分与煤表面的接触机会,另一方面极性端又易与煤表面局部亲水区域的含氧官能团作用,飞极性端指向水,改变了局部的疏水性。Z