浮游选煤的基本原理.pdfVIP

第六篇 浮游选煤 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第一章 浮选的基本原理 为了使煤泥浮选达到优质、高产、高效、低耗的目标，必须了解煤泥浮选的基 本原理。本章主要介绍了煤和矸石颗粒分选的依据、分选的基本原理以及煤泥性质 对浮选的影响等。 第一节 浮选的依据 一、固体的润湿性 煤泥的浮选是依据精煤与矸石颗粒表面性质的差异实现分选的选煤方法。为说 明这一点，先做一个实验。取石蜡和玻璃各一片，将它们的平面擦净，然后，分别 把一滴水轻轻滴在石蜡和玻璃的平面上。! #$% 后，可以看出，石蜡平面上的水 滴几乎呈球状，水滴和石蜡的接触面积较小。滴在玻璃平面上的水滴则很快展开， 水滴与玻璃面具有较大的接触面积。 如果把水滴在煤的表面，情形就类似于石蜡；把水滴在矸石表面，情形就类似 于玻璃。由以上实验可以看出，水滴在玻璃和矸石的表面上能迅速展开，而滴在石 蜡和煤的表面上不能展开。这种水滴在物质表面上展开与不展开的现象称为被水润 湿与不润湿现象。为水润湿的表面称亲水性表面，不为水润湿的表面称疏水性表 面。各种矿物被水润湿的程度存在差异。就以上四种矿物来说，煤与石蜡是表面不 易被水润湿的矿物，称为疏水性矿物；矸石和玻璃是表面易被水润湿的矿物，称亲 水性矿物。 如果将石蜡和玻璃、煤和矸石悬置于水中，用带有弯曲针头的注射器向它们的 下表面分别送上一个气泡。就会发现：当气泡与疏水性的石蜡或煤的表面接触时， · · )(’ 洗选煤技术实用手册 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 气泡能很快的粘附在它们的表面上。原来的固、液相界面被固、气相界面代替而形 成固、液、气三相周边。气泡与亲水性的玻璃或矸石表面接触时，气泡很难粘附到 它们的表面上，即便粘附也呈球状而不能展开，很难形成三相周边。 各种矿物表面对水和气泡存在着亲疏程度的差异，即不同矿物的表面润滑性有 差异。浮选就是利用煤和矸石表面性质（即润湿性）的差异来实现分选的。 煤和矸石表面的润湿性差异取决于相关物质的成分和分子结构。 二、浮选矿浆中固、液、气三相的性质 ! 煤的成分及其表面性质 我们知道，煤的主要成分是高分子有机化合物，另外还有少量的无机矿物质。 煤中的有机物质主要由碳、氢、氧、氮、硫和少量的磷等元素组成。其中碳、 氢、氧含量占有机质的#$% 以上。煤是由这些元素组成的高分子化合物的混合物， 在成煤过程中，各种化合物经缩分、聚合作用而生成有机高分子化合物的混合物。 烟煤中高分子化合物的基本结构单元是带有侧链的缩合芳香族。查明的侧链有 直链烃、环烷烃和各种官能团。如含氮官能团—’ 、含硫官能团— 等，以及各 ( )’ 种含氧官能团— 、— 、 、— 等。多数碳原子集中在芳香环上， *’ +**’ , +* +’* 多数氧原子分布在侧链上。随着煤化程度增加，芳香环增大而侧链减少。 煤的高分子结构决定了煤粒表面的极性程度。高分子结构中的大部分是缩合的 芳香环和组成侧链的脂肪烃和脂肪环，其中的主要元素是碳和氢。碳原子之间的键 是非极性共价键。碳氢键是极性很弱的极性共介键，通常把它近似看作非极性共价 键。所以它们构成了煤粒表面的非极性区域。在一些杂环的含氧官能团中，碳、氢 原子与氧原子之间是极性共价键。另外，在许多官能团中还有氢键存在。由于这些 成分在高分子结构中所占比例较小，所以只构成了煤粒表面的少数极性区域。 煤粒表面的极性常会发生变化。原因有多种：煤表面的有机物质被氧化会引起 含氧官能团数量增多；少量的矿物质在成煤过程中成为有机成分；煤岩成分中不可 避