關(guān)于煤的浮選論文

【專家解說】：表面活性劑在煤浮選中應(yīng)用研究　　摘　要: 本文論述了煤浮選中選擇表面活性劑的影響因素 , 通過試驗 , 驗證了表面活性劑對浮選的促進作用 , 并探究其最佳用量。研究發(fā)現(xiàn) , 加入少量表面活性劑可顯著提高經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞: 表面活性劑; 浮選　　煤炭洗選作為一項潔凈煤技術(shù) , 可顯著降低灰分和硫分的含量。煤炭經(jīng)過洗選后改善了用煤質(zhì)量 , 可以大幅度減少無效運輸 , 提高鐵路和公路的利用率。在我國現(xiàn)階段采用的煤炭洗選工藝中 , 浮選仍是細粒煤分選的最有效的方法。我國選煤廠普遍存在浮選效率低、藥耗高的問題。煤泥粒度細是主要原因, 且隨著采煤機械化的發(fā)展和煤層的變化,我國煤粉量相對增多, 可浮性變差。傳統(tǒng)藥劑浮選細粒難, 選煤大多效果較差, 并且復(fù)合浮選藥劑的品種也遠遠不夠。表面活性劑是一種添加很少量便能很大程度上降低物質(zhì)界面張力的化學(xué)試劑。它具有改變氣 -液、液- 液及液 - 固界面性質(zhì)的能力 , 使其具有起泡、消泡、乳化、分散、潤濕、增溶等多方面的性能 , 因此表面活性劑存在于人類活動的各個領(lǐng)域 ,應(yīng)用在化妝品調(diào)制、食品加工、纖維加工、紡織品印染及整理、農(nóng)藥和醫(yī)藥的加工、礦物浮選、石油開采、油品處理、洗滌等各個工業(yè)部門 , 而被譽為“工業(yè)味精”。在煤用浮選劑中加入表面活性劑與起泡劑和捕收劑進行復(fù)配 , 能改善浮選指標 , 提高流動性及穩(wěn)定性 , 并可以提高浮選速度和精煤收率 , 降低藥劑的消耗 , 改善精煤質(zhì)量 , 且無毒無害 , 操作簡便 ,是當今研制復(fù)合浮選藥劑的主要趨勢。1 　表面活性劑選取的影響因素1.1 　HLB 值對浮選效果的影響HLB 值即親水親油平衡值。用于判別乳化劑中的親水與親油平衡性的值 , 在浮選中應(yīng)用時很有價值 , 如 HLB 值在 012 時起消泡作用 , 水中不分散 , HLB 值 4～6 時在水中分散性小, 做 W/ O 乳化劑; 在 8～10 時乳狀分散 , 穩(wěn)定乳狀分散 , 12～14 時透明分散; 16～20 時呈可溶化劑 , 透明膠體溶液 , 為 O/ W 乳化劑。HLB 值與表面活性劑的應(yīng)用性能之間有密切的關(guān)系 , 有研究發(fā)現(xiàn) , 浮選時非離子型的表面活性劑 HLB 值宜在 12～16 之間 ,本試驗幾種表面活性劑的 HLB 值見表 1。1.2 　EO 加成數(shù)的影響EO 加成數(shù) , 即非離子型表面活性劑中環(huán)氧乙烷的數(shù)目。目前 , 普遍認為表面活性劑對煤浮選的作用 , 主要是與煤的表面發(fā)生了氫鍵吸附 , 且此類型的吸附能介于物理吸附和化學(xué)吸附之間 , 作用較強 , 具體體現(xiàn)在: 羥基是煤分子中形成氫鍵的主要官能團, 它與不同的氫鍵受體可形成不同類型的氫鍵 , 當表面活性劑中含有多個醚基時 , 煤表面和表面活性劑分子可形成 OH ?O 型分子間氫鍵 , 此時表面活性劑另一端與捕收劑締合 , 使煤表面極性區(qū)變?yōu)榉菢O性區(qū) , 消除了含氧官能團的影響 , 使煤更加疏水, 從而提高浮選效果。1.3 　濃度的影響大量浮選試驗發(fā)現(xiàn) , 隨著表面活性劑用量增大 , 其對煤浮選的促進作用與用量并不是簡單的正比關(guān)系。下面試驗中會詳細討論 , 暫不累述。2 　試驗部分2.1 　材料和儀器1 試驗材料取自實驗室提供的捕收劑、起泡劑、煤泥樣 <015 mm 粒級 。2 試驗儀器包括: 115L 單槽浮選機、濾紙、烘箱、馬弗爐、天平、過濾機、臺秤、制樣機、燒杯、量筒、秒表、微量注射器。2.2 　試驗結(jié)果及分析2.2.1 　表面活性劑的選擇根據(jù)實驗室使用藥劑量的經(jīng)驗 , 確定浮選藥劑總用量019kg/ t , 捕收劑與起泡劑用量比例 4 ∶1 ,表面活性劑用量為011kg/ t , 試驗結(jié)果見表 2。選取七臺河煤樣 , 浮選入料灰分為 2313 %,以上述影響因素作為參考 , 選取以上 8 種表面活性劑進行小浮選實驗 , 如表 2 顯示, TS 系列表面活性劑中, TS1 效果較好 , TS2 使精煤灰分顯著提高 , 影響了精煤質(zhì)量。ST 系列表面活性劑中 ,ST1 效果顯著 , 而加入 ST2 和 ST3 后 , 精煤灰分也有明顯提高。PW 表面活性劑能顯著降低精煤灰分 , 浮選效果較好。HN 和 SZ兩種表面活性劑在提高精煤產(chǎn)率的同時 , 使灰分過度提高 , 大大降低了浮選完善指標。試驗發(fā)現(xiàn) , TS1 , ST1 , PW 三種表面活性劑在一定條件下 , 基本保證了精煤產(chǎn)率 , 并顯著降低精煤灰分 , 使浮選完善指標有所提高 , 起到了促進作用 , 且 HLB 值對表面活性劑的作用有重要影響 , HLB 值過大的表面活性劑對浮選不利 , HLB 值較低的 W/ O 型乳化劑也可以提高浮選指標。2.2.2 　表面活性劑提高浮選指標為進一步驗證表面活性劑對浮選結(jié)果的影響 ,及尋找其最佳用量 , 分別對 TS1、ST1、PW 三種表面活性劑取 50g/ t、100g/ t、150g/ t , 進行小浮選實驗 , 試驗結(jié)果見圖 1～圖 3。 如圖 1 所示 , 增加 TS1、PW 的添加量 , 精煤產(chǎn)率先下降后提高 , 而增加 ST1 使精煤產(chǎn)率始終下降 , 表面活性劑的添加并沒有讓精煤產(chǎn)率始終提高 , 也沒有像大多數(shù)論文中提到的先提高到一定值然后下降 , 這可能由于表面活性劑與捕收劑及起泡劑存在復(fù)雜的交互作用 , 使精煤產(chǎn)率呈現(xiàn)不穩(wěn)定。如圖2 所示 , 增加 TS1、ST1 的添加量 , 精煤灰分先下降 , 但當 PW 用量過多時 , 精煤灰分顯試驗 G2 動力學(xué)方程為- 11 0141233R = S/ V ×819305 ×10 ×[m ] 5Fe2式中: S —方鉛礦表面積 cm ; V —反應(yīng)溶液體積 ml 。通過方鉛礦氧化動力學(xué)試驗 , 獲得了反應(yīng)速率、反應(yīng)速率常數(shù)、反應(yīng)級數(shù)及反應(yīng)活化能等參數(shù) , 建立了氧化動力學(xué)方程 , 為硫化物的氧化動力學(xué)反應(yīng)研究提供了理論基礎(chǔ)。3 　結(jié)論本文通過采用三氯化鐵作氧化劑 , 在不同溫度、相同pH 值條件下 , 對不同濃度介質(zhì)中方鉛礦進行氧化試驗 , 通過試驗分析溫度和濃度對方鉛礦氧化速率的影響 , 獲得方鉛礦氧化動力學(xué)參數(shù) , 計算了方鉛礦氧化速率、氧化反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)、反應(yīng)級數(shù)和反應(yīng)活化能 , 建立了方鉛礦氧化動力學(xué)方程。經(jīng)對實驗結(jié)果的分析 , 獲得以下初步結(jié)論:1 在 pH = 2、以三氯化鐵為氧化劑時 , 在25 ℃和50 ℃時 , 氧化反應(yīng)均是隨著濃度的增加而加快。在以上反應(yīng)中 , 均是在介質(zhì)濃度為 600mg/l時氧化效果較好 , 但相比較而言 , 介質(zhì)濃度為600mg/l、溫度為 25 ℃時氧化效果較好。而在50 ℃時, 由于副反應(yīng)中 Fe OH 沉淀的生成 ,3沉淀附著在方鉛礦表面而阻礙氧化反應(yīng)的進行.2 通過反應(yīng)級數(shù)和反應(yīng)速率常數(shù)的計算 , 建立了方鉛礦氧化動力學(xué)方程 , 為以后此類實驗研究提供了理論基礎(chǔ)。