极硬水对煤泥浮选的影响研究

发布时间：2019-08-10 07:45

【摘要】：由于矿井水的开采利用及煤中可溶性成分随洗煤用水闭路循环在水中的积累会引起煤泥浮选用水水质发生变化,导致浮选效果受到影响。为了揭示水质对煤泥浮选的影响规律,本文采用内蒙乌海及宁夏大武口矿区的极硬水,研究了溶液硬度对煤的润湿性、ζ-电位及浮选气泡粒度分布的影响,探讨了其对气泡矿化作用的影响,并用三种不同变质程度的煤样进行了浮选工艺对比试验。采用接触角测量仪测定了三种试验煤样的不同粒级在不同水质硬度下的接触角。由于无机盐离子会增加煤粒表面-OH含量,而-OH呈亲水性,因此煤样各粒级煤泥的润湿性会随极硬水硬度的升高而增强,且在210°DH时趋于稳定;TX煤泥氧含量较高,含氧基团数量较多,其润湿性所受影响大。采用微电泳仪测定了三种试验煤样各粒级煤泥在不同硬度水中的ζ-电位。极硬水通过电解质离子压缩扩散层的厚度影响煤的ζ-电位,使得煤泥的ζ-电位随极硬水硬度的升高而降低,210°DH趋于稳定。三个粒级中,-0.125mm粒级煤泥亲水性无机矿物含量最高、含氧官能团数量最多,其负电性最强,ζ-电位受极硬水的影响最大;LXJ煤泥氧化程度最低,含氧基团数量较少,ζ-电位所受影响最小。利用自行设计的充气装置测定了极硬水在有、无起泡剂时不同充气量下的气泡性质。极硬水促使水分子极化并形成稳定的水化层,降低气泡的兼并速率,促进小气泡生成,其起泡性随水质硬度升高而增强。极硬水能够强化起泡剂性能,一方面是离子会吸附于气液界面形成水化层阻碍气泡兼并;另一方面可能是电解质离子与起泡剂非极性基作用,提高起泡剂的溶解度。极硬水通过降低气泡粒度和增大气泡主导粒级含量,使气泡粒度分布向气泡直径减小的方向变化,增强气泡稳定性;通过增大气泡的数量,降低气泡速率,促进气泡颗粒接触;通过降低气泡、颗粒的ζ-电位减小二者碰撞附着能垒,以此提高气泡矿化概率与浮选速率。三种煤样的可浮性试验表明,煤的浮选产率与可燃体回收率随极硬水硬度的升高而增大,210°DH的水对煤泥的浮选影响最大;三种煤样分级浮选速度试验表明,煤的浮选速度与可燃体回收速率随极硬水硬度的升高而增大,细粒度煤泥所受影响最大。极硬水在改善煤泥浮选效果的同时,通过矿物离子压缩煤粒双电层,降低粗、细颗粒间的静电斥力,促使二者的双电层发生作用,致使细颗粒更易于吸附在粗粒表面;通过强化起泡剂性能增大泡沫的携液量,使高灰细粒矿物随水进入精矿,从而在一定程度上降低煤泥的选择性;粗粒级煤泥由于质量更大、二次富集作用更强,其选择性所受影响小于细粒级煤泥。
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基本原理,分选,矿物分选

Review、最常用的矿物分选技术。根据所利用相界分为泡沫浮选、表层浮选以及多（全）油浮。近几十年来，浮选的发展已从矿业扩展到护等许多新领域。浮选是细粒煤分选中唯一，是提高细粒煤产品质量、降其低灰分与硫煤泥分选中应用较为广泛[11-13]。研究（Theoretical Research of Flo本原理用有用矿物与脉石矿物表面性质的差异进行（固相、液相、泡沫），并带有许多子过程长期以来，国内外的许多科研人员[14-18]都对

润湿现象,矿物表面

不同种类的煤，其组成、结构及性质存在着差异，即使同一个矿区、同一煤层的煤也存在明显的差别[27]。煤不具有晶体结构，其表面也不是均一的，存在大量的空隙。关于煤的模型，万一克列维廉指出，煤是多环芳香族化合物，由多层平面碳网所组成，，也存在侧链。一般认为，煤的主体是多苯芳香核，各芳香核之间通过桥键相连接，芳香核的碳网上连接有烷基侧链及各种含氧官能团别[7, 28, 29]。煤的分子结构中，芳香核的化学性质不活泼，具有疏水性；烷基侧链及部分含氧官能团在煤化过程中氧化变质，显示出一定的极性；煤的结构中还有一定数量的矿物质，多数矿物质具有较高的化学活性。由于芳香核在煤结构中占主导地位，煤粒虽然部分表面显示亲水性，但总体上表现疏水性。捕收剂中若存在杂极性分子，可以吸附在煤粒的活性部位，提高整个煤粒的疏水性。煤中通常会夹杂着一些粘土矿物，且该类矿物遇水易泥化形成亲水性颗粒，产生细泥罩盖，大大恶化浮选过程。2）溶液化学环境对煤表面润湿性的影响
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD94;TD923

【参考文献】