浮選PPT---煤炭.ppt

1、第四章 浮 游 選 煤,內(nèi)容提要,第一節(jié) 概 述 第二節(jié) 浮選基本原理 第三節(jié) 浮選藥劑及其作用 第四節(jié) 礦漿準(zhǔn)備器械 第五節(jié) 浮選機(jī) 第六節(jié) 浮選效果的評定 第七節(jié) 影響浮選效果的因素,第一節(jié) 概 述,一、煤泥來源 1. 粒度在0.5 mm以下的濕煤稱為煤泥，有原生煤泥和次生煤泥之分。 2. 原生煤泥是入選原煤中所含煤粉（在開采和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的）形成的煤泥。一般占入選原煤的10%20%。 3. 次生煤泥則是在選煤生產(chǎn)過程中，煤炭因粉碎和泥化而產(chǎn)生的煤泥。煤泥的數(shù)量與煤、矸石的易碎程度有關(guān)，一般占入選原煤的5%10%。 4. 二者合計約占入洗原煤的15%30%，其中的3%5%由產(chǎn)品帶走，其余

2、均進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)。,二、煤泥處理方式,一種方式是將煤泥全部濃縮，然后用壓濾機(jī)回收，只出一種產(chǎn)品。 另一種方式是用浮選的方法將煤泥分為精煤和尾煤，然后分別回收，出兩種產(chǎn)品。 通過浮選的方法回收煤泥，既可以提高精煤產(chǎn)率，增加經(jīng)濟(jì)效益，又可確保煤泥水系統(tǒng)正常工作。所以，目前選煤廠廣泛采用浮選法來處理煤泥。,三、浮選基本過程,浮選過程涉及三相,即固相、液相和氣相。其中液相是分選介質(zhì), 一般為水;氣相空氣,煤粒的選擇性運(yùn)輸工具；固相是欲分離的礦物，包括煤和矸石。 在充氣礦漿中，礦粒與氣泡碰撞接觸。由于煤表面潤濕性較小，所以碰撞后能粘附在氣泡上并隨氣泡一起升浮，最終成為泡沫精礦；矸石表面潤濕性強(qiáng)，碰撞后不

3、能與氣泡附著，只能作為尾礦留在礦漿中，從而實(shí)現(xiàn)了二者的分離。,第二節(jié) 浮 選 基 本 原 理一、潤濕現(xiàn)象,定義：水在固體表面展開的現(xiàn)象稱為潤濕。 潤濕是自然界中常見的一種現(xiàn)象， 水滴展開的程度越大，固體表面的潤濕性越好。 表面易被水潤濕的礦物，稱為親水性礦物，表面不易被水潤濕的礦物稱為疏水性礦物。 礦物潤濕性越強(qiáng)，其表面越親水，浮選時可浮性越差。 礦表潤濕性的大小，常用接觸角來度量。,礦物表面的潤濕現(xiàn)象,二、接觸角,定義：三相潤濕周邊上任一點(diǎn)處的氣液界面切線與固體表面之間包含液相的夾角稱為接觸角，用 表示。 角的理論取值為 0 180，= 0礦表完全被潤濕，表現(xiàn)為絕對親水； =180礦表完全不

4、能被潤濕，表現(xiàn)為絕對疏水。 自然界中，絕對親水和絕對疏水的礦物極少，目前測得的最大接觸角為石蠟的106。 角減小，潤濕性提高，礦物表面親水性增強(qiáng)，可浮性變差；角增大，潤濕性降低，礦物表面疏水性增強(qiáng)，可浮性變好。 結(jié)論：礦物的接觸角越大，其表面疏水性越強(qiáng)，可浮性越好。,煤 種 接觸角/ 煤 種 接觸角/ 長焰煤 6063 瘦 煤 7982 氣 煤 6572 貧 煤 7175 肥 煤 8385 無煙煤 73 焦 煤 8690 泥質(zhì)頁巖 0 10 A. 自然界中，接觸角大于或等于90的礦物較少，主要是由于氧化、風(fēng)化等因素的影響，礦物表面性質(zhì)的差異被削弱，使浮選過程更加困難。 B. 煤泥的可浮性與其變

5、質(zhì)程度密切相關(guān)，中等變質(zhì)程度的煤具有最好的可浮性。,表1-1 煤炭表面的接觸角,三、水化現(xiàn)象,礦物表面具有一定程度的極性，置于水中，將與極性的水分子發(fā)生作用，使水分子在其表面產(chǎn)生定向、密集排列，形成水化膜，這種現(xiàn)象稱為水化現(xiàn)象。 水化膜呈擴(kuò)散結(jié)構(gòu)，越靠近礦物表面，水分子的排列越緊密、有序。 水化膜具有一定厚度，其厚度與礦物表面的潤濕性成正比。親水性礦物表面潤濕性大，故形成的水化膜厚，疏水性礦物表面潤濕性小，形成的水化膜相對較薄。 水化膜的粘度比普通水大，具有與固體相似的彈性，所以比普通水穩(wěn)定，且水化膜越厚，越穩(wěn)定。,礦物表面的水化膜,水化膜對煤泥浮選的影響,浮選時，煤粒欲與氣泡發(fā)生附著，首先要

6、排開二者之間的水化膜，此時需要外加一定的能量。 煤泥浮選時,由于煤粒表面的疏水性較強(qiáng)，故形成的水化膜薄，不穩(wěn)定，排開較容易，煤粒與氣泡生碰撞時，它就能夠附著在氣泡表面，進(jìn)入泡沫精礦；而矸石表面親水性較強(qiáng)，形成的水化膜厚，穩(wěn)定性好，矸石與氣泡碰撞時，水化膜很難破裂，所以矸石不能與氣泡附著，只能留在礦漿中。,四、 氣泡礦化 浮選過程中，礦粒粘附在氣泡上的過程稱為氣泡的礦化。粘附礦粒后的氣泡稱為礦化氣泡。,（一）氣泡礦化的過程 1. 煤粒與氣泡碰撞接觸是實(shí)現(xiàn)礦化的前提。 2. 排開氣泡與煤粒之間的水化膜是能否實(shí)現(xiàn)礦化的關(guān)鍵。 3. 煤粒與氣泡附著的穩(wěn)定程度決定了它能否最終到達(dá)泡沫層。,1. 礦粒與氣

7、泡的碰撞接觸,在浮選機(jī)的攪拌作用下，礦粒與氣泡在浮選機(jī)內(nèi)作相對運(yùn)動，于是有了相互碰撞接觸的機(jī)會，進(jìn)而可以粘附在一起。碰撞的幾率越高，氣泡礦化的可能性就越大。,2. 水化膜及其薄化,排開氣泡與煤粒之間的水化膜是能否實(shí)現(xiàn)礦化的關(guān)鍵。 礦粒與氣泡碰撞后，并不是都能粘附在一起形成礦化氣泡，只有在碰撞過程中能及時排開兩者間的相隔水層，才有可能實(shí)現(xiàn)兩者的粘附和固著。 由于不同礦粒表面的潤濕性不同，所以形成的水化膜厚度及水分子排列的緊密程度不同，排開時的易程度也不同。 礦物表面疏水性越強(qiáng)，形成的水化膜就越薄，氣泡與其靠近時，兩者間的水化膜排開就越容易。,3. 礦粒與氣泡附著的牢固性,礦化氣泡在上升的過程中會

8、受到許多外力 的作用，如 重力、離心力等，這些力將有可能導(dǎo)致已粘附在氣泡上的礦粒再從氣泡上脫落下來，故稱其為脫落力。 只有附著牢固的煤粒才可能隨氣泡上升進(jìn)入泡沫層，實(shí)現(xiàn)與矸石的分離。 向礦漿著添加捕收劑，可強(qiáng)化煤粒與氣泡的附著。,（二）氣泡礦化的影響因素,氣泡礦化是浮選過程的基本行為。它的影響因素有很多，如：礦粒的大小、表面疏水性、礦漿濃度、氣泡尺寸以及浮選機(jī)內(nèi)流體的動力學(xué)性質(zhì)等等。 礦粒最終能否成為泡沫精礦，取決 于： 礦粒與氣泡碰撞接觸的概率； 礦粒與氣泡的附著概率； 礦化氣泡在升浮過程中的不脫落率； 泡沫層的穩(wěn)定性。,（三）氣泡礦化的途徑,煤粒與氣泡通過碰撞、附著實(shí)現(xiàn)礦化(a); 小氣泡

9、與小顆粒一起形成氣絮團(tuán)實(shí)現(xiàn)的礦化(b)； 氣體在疏水性煤粒表面析出形成礦化氣泡 (c)。,微泡析出附著,正常情況下，水中都溶有一定數(shù)量的空氣。溫度和壓力發(fā)生變化，溶解的空氣數(shù)量也變化。 浮選中的氣體析出都是在恒溫降壓條件下進(jìn)行的。產(chǎn)生的氣泡有兩個特點(diǎn)：一是直徑小，分散度高，單位體積內(nèi)具有很大的氣泡表面積；二是能選擇性地優(yōu)先在疏水性礦物表面析出，是一種“活性微泡”。 微泡形成的條件： 礦漿中空氣的初始溶解度；礦漿的降壓程度；礦漿中是否存在疏水性礦物表面。 微泡的作用： 與微粒形成氣絮團(tuán)，帶動微粒上浮； 是礦粒與大氣泡附著的橋梁，使二者的附著更為容易，也更牢固；,五、煤泥性質(zhì)對浮選的影響,1. 煤

10、巖成分 根據(jù)煤巖成分可將煤分成鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭。不同煤巖成分的性質(zhì)和可浮性均有不同。鏡煤、亮煤的接觸角為3740，暗煤和絲炭的接觸角則在2633之間，故鏡煤、亮煤的可浮性較暗煤和絲炭好。一般而言，原料中暗淡型成分含量高時，會增加浮選的難度。 另：絲炭的灰分較高，如果其進(jìn)入泡沫產(chǎn)品會增加精煤的灰分，并影響精煤的結(jié)焦性。絲炭在精煤中的含量超過10%12%，精煤將不能結(jié)焦。,2. 煤的變質(zhì)程度 實(shí)踐表明：中等變質(zhì)程度的煤具有最好的可浮性。 年輕和年老煤浮的選效果差，一是因?yàn)樗鼈兙哂休^發(fā)達(dá)的孔隙，孔隙度在中等變質(zhì)程度時最小。二是因?yàn)樗鼈兊氖杷圆睿冑|(zhì)程度低的煤，因含有較多的含氧官能團(tuán)，故親水性

11、較強(qiáng)，可浮性差；變質(zhì)程度較高的無煙煤則因側(cè)鏈減少、變短而使疏水性降低。,3. 煤 的 氧 化 程 度,煤具有較大的孔隙度和表面積，故其表面具有相當(dāng)好的吸附能力。氧具有較強(qiáng)的化學(xué)活性，煤粒無論是在空氣中還是在水中，都能對它產(chǎn)生吸附作用，使煤粒表面發(fā)生氧化。煤氧化后，表面親水性增加，可浮性降低。 煤氧化有兩種途徑，一是在自然界的風(fēng)化過程中被氧化，二是在水中長期浸泡被氧化，后者的氧化更為劇烈，故應(yīng)盡量減少煤泥在水中的停留時間，如可以采用直接浮選。,4 . 礦 物 雜 質(zhì),代 表 礦 物 對 浮 選 的 影 響 硫化物 黃鐵礦、白鐵礦 可浮性較高，進(jìn)入精煤使硫分增高 泥質(zhì)礦物 高嶺土、粘土 遇水泥化，

12、嚴(yán)重惡化浮選過程 可溶鹽 石 膏 改變礦漿離子濃度，影響煤可浮性 非硫化礦 石英、方解石等 天然可浮性差，易用浮選法除去 碳質(zhì)頁巖 碳質(zhì)頁巖、泥板巖含有與煤相似的成分，疏水性較高,高灰細(xì)泥對浮選的影響,1. 高灰細(xì)泥以如下三種方式混入精煤，降低精煤質(zhì)量。 1）機(jī)械夾帶，即細(xì)泥被氣泡-煤粒聚合體包裹進(jìn)入精煤； 2）隨泡沫精礦夾帶的水進(jìn)入精煤； 3）覆蓋在粗顆粒表面進(jìn)入精煤 高灰細(xì)泥對精煤的影響通常是沿著浮選室逐漸增加的，故浮選機(jī)后幾室灰分相對較高。 2. 高灰細(xì)泥影響精煤回收率 1）在粗粒表面形成細(xì)膩覆蓋，降低其表面的疏水性； 2）占據(jù)大量的氣泡表面，影響煤粒與氣泡的碰撞和附著； 3）對藥劑無選

13、擇吸附，消耗大量藥劑，使粗粒在虧藥條件下浮選。 3. 其它 高灰細(xì)泥不僅影響浮選過程，對后續(xù)精煤脫水及煤泥回收均有不利影響。如：增加粘度，堵塞濾餅毛細(xì)孔和濾布孔隙，導(dǎo)致產(chǎn)品水分增加，及循環(huán)水濃度增高等。,第三節(jié) 浮 選 藥 劑,浮選是利用煤粒與矸石之間表面潤濕性的差別進(jìn)行分選的，差異越大，分選效果越好。 向浮選礦漿中加入藥劑，可人為地增加二者之間的差異，改善浮選效果。 浮選藥劑種類繁多，根據(jù)其作用的不同，可將其分為捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑。其中，調(diào)整劑又分為活化劑、抑制劑、介質(zhì)pH調(diào)整劑和 分散劑、絮凝劑等。,一、起泡劑,1. 浮選工藝對氣泡的要求 1）氣泡直徑較小 充氣量一定時，氣泡的尺寸越小

14、，數(shù)量就越多，可提供足夠的氣泡表面供煤粒附著，但不能過小。 2）氣泡在礦漿中應(yīng)充分彌散，不兼并 氣泡的生成和兼并是一對逆過程，兼并過快，則氣泡數(shù)量減少，對礦化不利，故應(yīng)控制氣泡的兼并速度。 3）氣泡穩(wěn)定性應(yīng)適當(dāng) 氣泡的穩(wěn)定性過小，則易破裂，不能將煤粒帶入進(jìn)入泡沫層，影響精煤回收率；過于穩(wěn)定，又會對精煤脫水及后續(xù)作業(yè)產(chǎn)生影響。所以，氣泡的穩(wěn)定性要適當(dāng)。 在普通水或礦漿中通入氣體，只能形成一些大而易碎的氣泡。為 了獲得性質(zhì)良好的氣泡，可向其中添加起泡劑。,2. 起泡劑的結(jié)構(gòu)與性能,選煤過程中添加的起泡劑多為雜極性的有機(jī)物質(zhì)。其分子結(jié)構(gòu)中均有兩個基，一端為極性基，具有親水疏氣的性質(zhì)，如：OH，COO

15、H, O , SO3H等；另一端為非極性基（烴鏈），表現(xiàn)疏水親氣性。起泡劑可在氣泡表面產(chǎn)生定向吸附。 在水中，起泡劑都有一定的溶解性。溶解度高的起泡劑可迅速產(chǎn)生大量氣泡，但氣泡較脆，壽命短，不能 持久，故藥耗比較大。溶解度小的起泡速度慢，但泡沫持續(xù)時間長，泡沫層較穩(wěn)定。,3. 起泡劑的作用,起泡劑分子以其非極性的烴鏈與氣泡接觸，以其極性基指向水。極性基具有親水性，與周圍水分子相互作用，在氣泡表面形成水化膜。 起泡劑的作用： 1）使空氣在礦漿中分散成小氣泡，并防止其兼并； 向礦漿中加入起泡劑，氣泡的平均直徑由35mm降到0.51mm，外圍水化膜的存在可防止氣泡間的兼并。 2）增大氣泡的機(jī)械強(qiáng)度，

16、提高其穩(wěn)定性； 3）降低氣泡升浮速度，增加其在礦漿中的停留時間。 但是，起泡劑用量不是越多越好，而是有一個最佳值。,4. 浮選對起泡劑的要求,1）用量低，能形成數(shù)量多、大小適度、分布均勻、穩(wěn)定性適當(dāng)和粘度不大的氣泡； 2）具有適當(dāng)?shù)娜芙舛群土己玫牧鲃有裕?3）無捕收作用，對礦漿pH的值變化及各種組分具有較好的適應(yīng)性； 4）便于使用又不造成公害； 起泡劑應(yīng)無毒、無臭、無腐蝕性，不污染環(huán)境、且使用方便。,5. 選煤廠常用的起泡劑,1. 松木加工副產(chǎn)品 松油：主要成分為-萜烯醇，淡黃色或棕色液體， 密度0.90.95 g/cm3 ，起泡能力強(qiáng)，一般無捕收作用。缺點(diǎn)是 粘性大。選擇性差，來源有限。 2

17、. 石油、化工副產(chǎn)品 仲辛醇：原料是蓖麻籽，淡黃色油狀液體，具有刺激性臭味，密度0.83 g/cm3 。起泡性能強(qiáng)，選擇性好，泡沫不粘，對過濾脫水影響小，用量為100g/t煤泥。 3. 合成起泡劑 FP101：棕色油狀液體，密度0.81 g/cm3 ，起泡性能與仲辛醇相似，形成的泡脆，選擇性好。,二、捕收劑,煤泥浮選廣泛采用非極性烴類油為捕收劑。 1. 非極性烴類油的特點(diǎn)： 1）結(jié)構(gòu)對稱 2）化學(xué)性質(zhì)不活潑 3）難溶或微溶于水 4）具有較強(qiáng)的疏水性 2. 烴類油與煤表面的作用規(guī)律 1）烴類油不溶于水,以油滴形式存在于礦漿中； 2）烴類油在煤粒表面選擇性吸附； 煤表面疏水性越強(qiáng)，吸附的油滴數(shù)量越

18、多。,3. 烴類油的捕收作用,1）油滴在煤粒表面吸附，提高煤表面的疏水性；2）烴類油可以在煤粒與氣泡接觸的三相接觸周邊形成三相油環(huán)，提高煤粒與氣泡的粘著強(qiáng)度； 3）油滴可與煤粒、氣泡形成氣絮團(tuán)，增加上浮力，提高浮選速度,4. 選煤廠常用的捕收劑,1）煤油： 淡黃色或無色液體，不溶于水，密度 0.84 g/cm3 左右，一般只具有捕收作用， 與性能較好的起泡劑配合使用，用量0.52kg/t。 2) 輕柴油： 外觀呈淡黃色，密度0.740.95 g/cm3 ，粘度較大，在水中的油滴尺寸大，沿煤粒展開的速度慢。但其疏水性強(qiáng)，是一性能較好的捕收劑。與性能好的起泡劑配合使用，用量為12kg/t 。 3）

19、煤油與柴油相比，成分穩(wěn)定，捕收性與選擇性均高。,三、藥劑的選擇和管理,1. 藥劑的選擇 1）浮選效果好，即具有好的選擇性和高的浮選速度； 2）價格低廉，藥耗?。?3）來源充足，成分穩(wěn)定，無毒、無刺激； 4）對產(chǎn)品過濾脫水無不良影響。 2. 藥劑的管理 1）藥劑庫和浮選車間不能吸煙弄火； 2）應(yīng)保持良好通風(fēng)，降低空氣中的揮發(fā)性藥劑濃度； 3）接觸帶有刺激性的藥劑時，要注意自我保護(hù)； 4）加強(qiáng)計量管理，建立交接班制度，減少藥耗。,四、藥劑制度,藥劑制度 是浮選過程中添加的藥劑的種類、用量、配比 以及加藥地點(diǎn)、加藥方式等的總稱。 1. 藥劑的種類 煤泥浮選過程添加的藥劑主要有兩種,即捕收劑和起泡劑。

20、捕收劑主要用于提高煤粒表面的疏水性，起泡劑則是改善礦漿中氣泡的性質(zhì)。 添加時，應(yīng)先加捕收劑，后加起泡劑。有的藥劑兼有捕收性能和起泡性能，浮選時可只使用一種藥劑。,2. 藥劑的選擇,1）捕收劑 一般來講，浮選活性高的藥劑，選擇性就較低。所以，對易洗煤，可選用浮選活性低的藥劑；對表面疏水性差的煤，應(yīng)選用活性高的藥劑；細(xì)泥含量多時，用選擇性高的藥劑。 2）起泡劑 煤泥中高灰細(xì)泥含量高時，應(yīng)選擇氣泡直徑大、性脆、壽命不太長的起泡劑，以加強(qiáng)泡沫層的二次富集作用；煤泥中粗粒含量大時，應(yīng)選用起泡率高，氣泡直徑小、壽命長的起泡劑，有利于提高粗粒 在氣泡上附著的牢固強(qiáng)度。,3. 加藥方式和地點(diǎn),加藥方式分一點(diǎn)（

21、集中）加藥和多點(diǎn)（分段）加藥兩種。 一點(diǎn)加藥是將藥劑總量一次全部加入到攪拌桶中；分段加藥則是將所需的藥劑分別加入到攪拌桶和浮選槽內(nèi)，一般攪拌桶加60%70%，其余的加到浮選槽。 對易洗煤，常采用一點(diǎn)加藥；難浮煤或浮選活性高的藥劑，應(yīng)采用多點(diǎn)加藥。,4.藥劑消耗量 藥劑耗量與藥劑種類、煤泥性質(zhì)、礦漿濃度等都有關(guān)系。 1）變質(zhì)程度低的煤，表面被氧化的煤以及疏水性差的煤藥劑消耗普遍較高。 2）細(xì)粒級物料含量越高，表面積越大，浮選時的藥耗越大。3）礦漿濃度越低，藥耗越大。,5. 油 比 “油比”是指浮選時添加的捕收劑與起泡劑的重量比。我國選煤用油比常在10:15:1之間。 一般，對易洗煤采用小油比，反

22、之，用大油比。,第四節(jié) 礦 漿 準(zhǔn) 備,礦漿準(zhǔn)備作業(yè)的作用： 1. 促進(jìn)藥劑的溶解和分散； 2. 使藥劑與礦粒預(yù)先接觸； 3. 調(diào)節(jié)礦漿濃度； 4. 為浮選機(jī)提供穩(wěn)定的入料。 礦漿準(zhǔn)備的設(shè)備： 攪拌桶、礦漿準(zhǔn)備器、礦漿預(yù)處理器,攪拌桶,優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，容易維護(hù)等。 缺點(diǎn)：攪拌混合效果不理想，底部常有粗顆粒沉積。,XK礦漿準(zhǔn)備器,礦漿準(zhǔn)備器是一種新型設(shè)備。 與相同規(guī)格的攪拌桶相比，它具有處理能力大，省藥、省電，混合效果好等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電機(jī)和藥劑霧化裝置在桶內(nèi)，安裝、檢修不便。,XY礦漿預(yù)處理器,XY礦漿預(yù)處理器,工作原理：浮選入料從底部給入，稀釋清水從底部側(cè)面給入；由于葉輪

23、的離心作用，煤漿及清水經(jīng)圓錐管進(jìn)入下層葉輪；空氣和藥劑分別進(jìn)入上層葉輪，并形成氣溶膠；礦漿與氣溶膠在葉輪內(nèi)部相遇、混合，最后被甩出。 特點(diǎn)： 礦漿的攪拌和預(yù)礦化同時進(jìn)行 由于礦漿預(yù)處理器采用氣溶膠加藥方式，并能對礦漿進(jìn)行充氣攪拌，所以，與攪拌桶和礦漿準(zhǔn)備器相比，具有更快的浮選速度、較低的藥劑耗量，并能充分發(fā)揮浮選機(jī)第1, 2室的作用。,第五節(jié) 浮 選 機(jī),浮選機(jī)是實(shí)現(xiàn)浮選過程的重要設(shè)備，浮選技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的好壞與浮選機(jī)的性能有著密切的關(guān)系。 1910年發(fā)明了浮選機(jī)，經(jīng)過近一個世紀(jì)的發(fā)展，浮選機(jī)在結(jié)構(gòu)、性能等方面都有了巨大的改進(jìn)。目前，世界上應(yīng)用的浮選機(jī)有近百種。 國外比較著名的浮選機(jī)有美國的維姆

24、科（wemco）型、丹佛D-R型等。 我國從1965年開始自主開發(fā)浮選機(jī)，先后研制成功了XJM型、XPM型和 XJX型浮選機(jī)，并在選煤廠得到了廣泛應(yīng)用，取得了良好的效果。,一、對浮選機(jī)的基本要求,良好的充氣作用（ 能形成數(shù)量足夠、大小適中、穩(wěn)定性適宜、在礦漿中分布均勻的氣泡。） 適度的攪拌作用 必要的循環(huán)作用 能形成穩(wěn)定的泡沫層 連續(xù)工作，便于調(diào)節(jié),攪拌作用,切割空氣流生成氣泡； 使礦粒處于懸浮狀態(tài)； 攪拌 促進(jìn)難溶藥劑的溶解和分散； 促使礦粒、氣泡、藥劑在槽內(nèi)均勻分布； 為礦粒和氣泡的碰撞、粘附提供能量； 攪拌過強(qiáng)，將會影響液面的穩(wěn)定；增加（粗）煤粒的脫落幾率，導(dǎo)致精煤回收率降低；浮選機(jī)的動

25、力消耗增加、葉輪的磨損也將加劇，故攪拌要適度。,形成平穩(wěn)的泡沫層,礦化氣泡在礦漿表面形成泡沫區(qū)。 為了平穩(wěn)地刮出精礦，浮選機(jī)要能夠形成具有一定厚度的、穩(wěn)定的泡沫層。 泡沫區(qū)既要能滯留煤粒，又要盡量使夾帶的脈石從泡沫中脫落，順利進(jìn)行二次富集作用。 因機(jī)械夾帶進(jìn)入到泡沫區(qū)的高灰細(xì)泥被流水泄沖回到礦漿中的淘汰過程，稱為二次富集作用。 泡沫層自下而上精煤灰分逐漸降低，質(zhì)量逐漸提高，。,二、浮選機(jī)的分類,浮選機(jī)的種類繁多，分類方法也很多。 根據(jù)攪拌方式的不同，浮選機(jī)可分為機(jī)械攪拌式 和無機(jī)械攪拌式。當(dāng)前，選煤廠廣泛應(yīng)用的是機(jī)械攪拌式浮選機(jī)。 根據(jù)充氣方式的不同，機(jī)械攪拌式浮選機(jī)又可分為自吸氣式和外充氣式

26、（壓氣式）；無機(jī)械攪拌式可分為壓氣式和氣體析出式。,三、充氣攪拌原理,1. 氣泡的生成方式 機(jī)械攪拌粉碎空氣流生成氣泡； 空氣通過多孔介質(zhì)的細(xì)小孔眼形成氣泡； 氣體從礦漿中析出形成微泡。 在一些浮選機(jī)中， 可以同時采用兩種或兩種以上的方法產(chǎn)生氣泡。 2. 機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的充氣原理,機(jī)械攪拌自吸氣式和壓氣式浮選機(jī)的比較,自吸氣式浮選機(jī) 1）攪拌強(qiáng)烈，可保證高密度和粗顆粒呈懸浮狀態(tài)； 2）攪拌強(qiáng)烈，有利于難溶藥劑的溶解和分散； 3）充氣量調(diào)節(jié)范圍窄； 4）葉輪旋轉(zhuǎn)速度高，磨損嚴(yán)重，維修費(fèi)用高。 壓氣式浮選機(jī) 1）充氣量大，易于調(diào)節(jié)。 2）葉輪只起攪拌作用,故轉(zhuǎn)速低,磨損小,電耗低； 3）攪拌強(qiáng)度

27、小，可減輕脆性物料的泥化現(xiàn)象，故分選指標(biāo)好； 4）需外加壓風(fēng)機(jī)，管路較為復(fù)雜。,四、XJX-T12型浮選機(jī),X J X T 12 單槽容積（m3） 套筒中心入料 斜葉輪 機(jī)械攪拌 洗選設(shè)備,幾種典型浮選機(jī)的攪拌充氣機(jī)構(gòu),OK浮選機(jī)轉(zhuǎn)子定子結(jié)構(gòu),XJMS16浮選機(jī)攪拌充氣機(jī)構(gòu),XJXT12浮選機(jī)攪拌充氣機(jī)構(gòu),噴射浮選機(jī)充氣攪拌機(jī)構(gòu),XJX-T12浮選機(jī)示意圖,XJX-T12的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),中心套筒入料； 采用雙偏擺斜葉輪； 礦漿在槽內(nèi)立體循環(huán) 在浮選機(jī)中設(shè)置了倒錐形循環(huán)筒和假底，槽體上部未被礦化的礦漿通過循環(huán)筒重新進(jìn)入葉輪，底部礦中漿則通過假底進(jìn)入葉輪，實(shí)現(xiàn)礦漿的立體循環(huán)，加速了氣泡的礦化過程，對粗

28、粒浮選尤為有利。 氣溶膠加藥 分段加藥時，藥劑可由定子循環(huán)孔和中空軸直接加入葉輪內(nèi)，藥劑被空氣流沖成霧狀，形成氣溶膠。氣溶膠加藥可增加礦粒、氣泡與藥劑的接觸幾率，提高浮選速度和浮選機(jī)的處理能力。 設(shè)置新型中礦箱,直流式入料浮選機(jī),吸入式入料浮選機(jī),雙偏擺葉輪,無機(jī)械攪拌浮選機(jī)-浮選柱,2. 工作原理,葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生負(fù)壓中空軸進(jìn)氣葉輪區(qū) 新鮮礦漿中心入料管葉輪區(qū) 在葉輪的攪拌下，礦漿、藥劑、空氣充分混合后被葉輪甩出，與氣泡附著的煤粒跟隨氣泡上升，進(jìn)入泡沫層；循環(huán)礦漿通過循環(huán)筒重新進(jìn)入葉輪，再次與空氣接觸混合，不能與氣泡附著的脈石留在礦漿中，最終成為尾礦排出。,五、浮選機(jī)的調(diào)節(jié),1. 礦漿液面的高低

29、 通過尾礦堰閘口的高低調(diào)節(jié)礦漿液面。 閘口越大，礦漿通過量越大，對提高浮選機(jī)處理能力有利，但礦漿液面較低，泡沫層厚，礦化氣泡不能及時刮出，影響精煤回收率； 閘口過小，礦漿液面增高，泡沫層變薄，可能出現(xiàn)刮水現(xiàn)象，導(dǎo)致精煤灰分升高。 2. 充氣量（浮選機(jī)內(nèi)充入空氣的數(shù)量） 充氣量不足，礦漿內(nèi)氣泡的數(shù)量少，影響礦化幾率，精煤產(chǎn)率降低；充氣量過大，會造成液面翻花，影響泡沫層的穩(wěn)定，充氣量不是越大越好。對吸氣式浮選機(jī)可通過進(jìn)氣孔上的蓋板調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。,浮選機(jī)的調(diào)節(jié)(續(xù)),3. 循環(huán)孔面積 循環(huán)孔面積影響礦漿循環(huán)量。增大礦漿循環(huán)量，可增加煤粒再次礦化的機(jī)會，但過大，也會導(dǎo)致液面翻花，并增加葉輪的磨損以及礦粒

30、的粉碎。實(shí)踐中，可將一部分循環(huán)孔堵死或在每個循環(huán)孔上堵去一部分面積，使循環(huán)孔面積減少。 4. 攪拌機(jī)構(gòu)間隙 攪拌機(jī)構(gòu)間隙包括徑向間隙和軸向間隙，前者一般不可調(diào)，后者在一定范圍內(nèi)可調(diào)。間隙的增大的主要原因是葉輪磨損，它將影響吸氣量和吸漿量，過大時必須更換。,浮選機(jī)評價,第六節(jié) 浮選效果評價,第七節(jié) 浮 選 工藝,煤泥浮選是一個復(fù)雜的過程，影響其效果的工藝因素有很多，主要有 煤泥的性質(zhì) 礦漿的特征 藥劑制度 浮選機(jī)性能 浮選工藝流程 操作技術(shù),一、影響煤泥浮選的因素1. 煤泥的粒度組成,不同粒度的煤泥具有不同的可浮性。 1）從回收率方面看，0.250.074mm級物料具有最高回收率，+0.5mm或

31、-0.074mm物料的回收率均較低。 2）從浮選速度看，浮選機(jī)前兩室浮上來的總是細(xì)粒，然后才是粗粒。一般來說，細(xì)粒的浮選速度快，粗粒的相對較慢。 3）不同顆粒的選擇性隨粒度的減小而降低。（精煤產(chǎn)品中灰分隨粒度的減小而增加）,精煤不同粒級中所含的雜質(zhì),粗粒和細(xì)粒的浮選工藝,1.改善粗粒浮選的措施； a）選擇捕收性能強(qiáng)的藥劑，適當(dāng)增加藥劑濃度并完善加藥方式； b)提高充氣性能，使之產(chǎn)生較多的小氣泡，利用微泡群浮選粗粒，既可保證有足夠的浮力，又可增強(qiáng)煤粒與氣泡的附著強(qiáng)度； c）選擇適合粗粒浮選的設(shè)備機(jī)，如淺槽浮選機(jī)，可縮短粗顆粒的礦化路程。 2. 改善細(xì)粒浮選的措施 a）用選擇性好的藥劑，生成的氣泡

32、應(yīng)比較脆，以加強(qiáng)泡沫層的二次富集作用； b) 在較低的濃度下浮選，以減少對高灰細(xì)泥的機(jī)械夾帶； c） 在泡沫層適當(dāng)加噴水淋洗，降低細(xì)泥對精煤的影響； d) 添加礦泥分散劑或采用脫泥浮選,2. 礦漿的性質(zhì),1）礦漿濃度 A. 選煤廠煤泥水的濃度有三種表達(dá)方式： 液固比、百分比濃度和固體含量，其測量常用濃度壺。 B. 入料濃度可能影響的指標(biāo)： 浮選機(jī)的處理能力、浮選精煤的質(zhì)量及回收率、藥耗電耗等。 C. 確定原則：高濃度浮選利于提高精煤產(chǎn)率，低濃度可提高分選過程的選擇性，降低細(xì)泥的污染。 a) 在工藝指標(biāo)允許的前提下，盡量提高浮選入料濃度。 b) 處理易浮煤泥時，采用較大濃度； c) 細(xì)泥含量大時

33、，采用較低濃度浮選； d) 不同的浮選流程采用不同的濃度； 在我國，濃縮浮選時，入料濃度一般為100200g/L，直接浮選入料濃度應(yīng)控制在60100g/L。,2）礦漿溫度,提高礦漿溫度是強(qiáng)化浮選的一相措施，它可以： 1）水分子熱運(yùn)動加劇，導(dǎo)致水化膜不穩(wěn)定； 2）減小非極性藥劑的粘度，提高其分散度和化學(xué)活性，藥效變好； 3）有利于提高藥劑在煤粒表面的吸附速度； 4）礦漿中的無機(jī)鹽溶解，離子組成發(fā)生變化； 不過，目前煤泥浮選基本都是在常溫下進(jìn)行的。 3）礦漿的pH值 煤泥浮選的最佳pH值是中性或弱堿性，此時，煤泥與藥劑作用效果最佳，精煤回收率最高。,3. 浮選流程,1）浮選原則流程 煤泥浮選原則流

34、程是指浮選與前續(xù)作業(yè)的連接形式，一般有直接浮選和濃縮浮選。 直接浮選是指重選所得煤泥水直接去浮選的工藝； 濃縮浮選則是指煤泥水經(jīng)濃縮機(jī)處理后進(jìn)行的浮選。 2）流程內(nèi)部結(jié)構(gòu) 浮選是在多個串聯(lián)的浮選槽中進(jìn)行的，因此可根據(jù)需要靈活地組成各種結(jié)構(gòu)的浮選流程。我國選煤廠使用的浮選流程主要有五種。,二、浮選機(jī)的初步調(diào)整,浮選機(jī)正常運(yùn)行后，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，以保證獲得良好的浮選指標(biāo)。 1）根據(jù)煤泥可浮性、粒度組成及雜質(zhì)含量，并結(jié)合對產(chǎn)品的要求，選擇適當(dāng)?shù)娜敫舛龋?2）根據(jù)入浮濃度，既定的工藝流程和藥劑制度，選擇恰當(dāng)?shù)慕o礦量； 3）根據(jù)入浮濃度、給礦量及浮選機(jī)的性能，調(diào)整充氣量和攪拌強(qiáng)度； 4）根據(jù)產(chǎn)

35、品要求、各機(jī)室的灰分分布情況，調(diào)整適當(dāng)?shù)墓闻萆疃取?1. 入料濃度的選擇和調(diào)整,1）正常情況 正常浮選情況下，泡沫層的厚度應(yīng)該是從第一室開始逐室變薄，到末室泡沫層不能覆蓋礦漿面。 1、2室的泡沫層呈黑色，并帶有光澤，無大泡，氣泡盡寸較均勻，泡沫中多為細(xì)粒，泡沫光滑穩(wěn)定并且較致密，含煤粒多；而3、4室泡沫層較薄，顏色較深，泡沫精糙不光滑，泡沫中多為粗粒煤；后兩室泡沫層已不能覆蓋礦漿面，氣泡大小不等，明顯可見氣泡兼并和破滅現(xiàn)象，礦漿表面漂浮著致密粗糙的泡沫薄層，泡沫中含粗粒較多。,2）入料濃度增高,入料濃度增高時，泡沫層將發(fā)生如下變化： （1）泡沫層厚度的變化趨勢為：由前向后，泡沫層厚度逐室增加，

36、泡沫中固著含量相應(yīng)增加。 （2）礦漿充氣量降低，泡沫層流動緩慢、發(fā)死，泡沫顏色烏黑。 （3）泡沫發(fā)粘，細(xì)粒含量愈多發(fā)粘愈嚴(yán)重；泡沫脫水性能惡化；當(dāng)用手?jǐn)D泡沫，手心煤泥發(fā)粘。 （4）末室泡沫較厚，礦漿（尾礦）發(fā)黑，并且其中含有粗顆粒煤，即出現(xiàn)尾礦跑煤現(xiàn)象。 這些現(xiàn)象，隨入料粒度組成的不同表現(xiàn)各有些差異，當(dāng)細(xì)粒含量較高，泡沫的顏色和粘度表現(xiàn)尤為明顯。,3）入料濃度過低,浮選入料的濃度過低時，將出現(xiàn)以下現(xiàn)象： （1）前兩室氣泡大小不均勻，表面帶煤較少。 （2）3、4室泡沫層較薄，有時不能覆蓋礦漿液面，液面不穩(wěn)定，刮泡時易帶礦漿。 （3）后兩室礦漿翻花現(xiàn)象嚴(yán)重，氣泡破裂，兼并現(xiàn)象明顯，只有在刮板下有小

37、片密實(shí)的泡沫層。 （4）當(dāng)給礦量正常時，后幾室沒有足夠的泡沫層，而給礦量較大時，則泡沫層不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)跑煤現(xiàn)象。,2、給料量的選定和調(diào)整,1）給料量選定原則 給料量是指單位時間內(nèi)給入浮選機(jī)的礦漿通過量。入料濃度一定時，浮選機(jī)的處理量取決于給料量。其大小直接影響礦漿在浮選機(jī)中的停留時間，也影響藥劑與煤粒的接觸時間和浮選效果。 給礦量的選定原則，在保證產(chǎn)品質(zhì)量，加快氣泡的礦化速度，提高浮選速度的基礎(chǔ)上，保持最低限度的浮選時間，充分發(fā)揮浮選機(jī)各室的生產(chǎn)能力。,2）給礦量變化時出現(xiàn)的現(xiàn)象,給礦量逐漸加大時，將出現(xiàn)以下現(xiàn)象： （1）礦漿液面不穩(wěn)定，出現(xiàn)攪拌過強(qiáng)，液面翻花等現(xiàn)象。 （2）若不降低調(diào)節(jié)閘門

38、，礦漿液面升高，泡沫層變薄，易出現(xiàn)刮泡過速，刮泡帶水的現(xiàn)象； （3）若降低閘門，則礦漿流動過快，尾礦量明顯增加，而且尾礦灰分降低（尾礦中跑煤）。 給礦量減小時，將出現(xiàn)下列現(xiàn)象： （1）從前面機(jī)室開始，逐漸出現(xiàn)泡沫層積壓的現(xiàn)象，即泡沫緊密、發(fā)死、流動性差。 （2）后幾室泡沫量少。 （3）為了刮取泡沫，需要提高液面控制閘門，減小尾礦流量，但是會加重精煤的污染。 （4）泡沫產(chǎn)品出量少，泡沫發(fā)粘，灰分較高，脫水性變壞。,3）結(jié)論,對于細(xì)粒含量較高的煤泥浮選，由于入料濃度較低，浮選速度較快，因此，為了提高浮選機(jī)的處理量，充分利用浮選機(jī)容積，應(yīng)增加浮選機(jī)的給礦量，使各室都有足夠的泡沫層而尾礦又不出現(xiàn)跑煤現(xiàn)

39、象。 對于浮選入料濃度較高，各室均有較厚的泡沫層，而且尾礦中有跑煤現(xiàn)象時，則應(yīng)適當(dāng)減小給礦量，增加機(jī)槽內(nèi)礦漿的循環(huán)量，適當(dāng)延長礦漿在槽內(nèi)的停留時間。當(dāng)采用這一措施仍不能改善浮選效果時，則應(yīng)考慮可能不是給礦量出現(xiàn)問題，而是入料的濃度過高造成，也可能是藥劑性能差或充氣不足等原因所致。,起泡劑用量對浮選的影響,起泡劑用量過多時，將出現(xiàn)下列現(xiàn)象： （1）各室泡沫層變厚，氣泡變小，水膜帶油光。 （2）泡沫堅韌，富有彈性，而且大量泡沫重疊如蜂窩狀。 （3）多數(shù)泡沫為水泡，用手接泡沫，甩掉后不沾煤。 （4）泡沫穩(wěn)定性高，刮入溜槽后不易破滅，而且泡沫上多為細(xì)粒及細(xì)泥。 （5）當(dāng)入料中細(xì)粒含量高，起泡劑粘性大時

40、，以上表現(xiàn)尤為突出。,捕收劑用量對浮選的影響,當(dāng)捕收劑用量過多時，出現(xiàn)以下現(xiàn)象： （1）泡沫層中特別是三相接觸周邊上可見七彩的三相油環(huán)。 （2）泡沫層致密、發(fā)脆、不出現(xiàn)大泡。 （3）泡沫層刮入溜槽后有沙沙的響聲，泡沫不沾，有較好的脫水效果。 當(dāng)捕收劑用量過小時，出現(xiàn)下列現(xiàn)象： （1）前兩室出現(xiàn)大泡，泡沫光滑，發(fā)烏光（無光澤）。 （2）泡沫表面多為細(xì)粒煤，且泡沫易碎。 （3）后幾室的礦漿液面上漂浮一些較厚的泡沫層，礦漿發(fā)黑，尾礦中跑煤現(xiàn)象嚴(yán)重。,浮選指標(biāo)不良的原因,1、造成浮選精煤超灰的原因 （1）浮選入料濃度偏高，煤粒得不到充分的分選。 （2）給料量過大，致使泡沫層變薄，礦漿液面及泡沫層不穩(wěn)定，刮泡帶漿，浮選機(jī)室溢流口跑煤漿。 （3）給料量太小，浮選時間長，泡沫層積壓，二次富集作用不能順利進(jìn)行，使一些高灰分的泥質(zhì)物混入精煤。 （4）浮選入料性質(zhì)變化較大，沒有相應(yīng)地改變藥劑制度及操作方法。 （5）浮選稀釋用水含雜質(zhì)多、濃度高，或是循環(huán)水的水質(zhì)差。 （6）藥劑用量不當(dāng)，捕收劑用量過多。 （7）浮選入料中泥質(zhì)物含量過高，操作時沒有采取相應(yīng)的有效的措施。,三、浮選實(shí)踐,2. 尾煤灰分偏低的原因,（1）浮選入料粒度控制不嚴(yán)，超過浮選上限，浮選失去對粗粒煤的分選效果，使粗粒煤損失在尾煤中。 （2）浮選入料濃度過高，煤漿中的煤粒沒有較好的分