刘晓飞

(山西潞安郭庄煤业有限责任公司，山西 长治 046100)

引 言

我国的煤炭储量和使用量巨大，在为我国经济发展提供动力的同时，由于煤炭污染物的排放，也对生态环境造成了一定的破坏。通过煤炭的分选技术，提高煤炭的品质及利用的效率，可以极大地减轻污染物的排放，有利于生态环境的保护。在煤炭的分选工艺技术上，泡沫浮选是细粒煤分选中广泛应用的方式[1]。泡沫分选能够有效地排除煤炭中所含的杂质，减轻在燃烧过程中的污染物排放，提供清洁化的煤炭资源。浮选药剂在工业浮选中具有广泛的应用，在进行泡沫浮选的过程中，起泡剂对气泡的数量及稳定性具有重要的影响，从而影响煤炭的浮选效果[2]。针对不同浓度的起泡剂对浮选过程的影响进行分析，从而优化浮选的过程，提高煤炭浮选的效果。

1 浮选试验的准备

针对浮选过程中起泡剂的浓度不同对浮选效果的影响，采用某煤炭生产的低灰无烟煤进行浮选试验分析[3]。煤炭样品的灰分含量为11.8%，采用邻苯二甲酸二乙酯作为试验用捕收剂，选用分选过程中广泛使用的松油醇作为起泡剂[4]，选定所用的试剂质量比分别为0 g/t、50 g/t、100 g/t及150 g/t，制备的起泡剂试样(如图1所示)，并选定三种不同大小煤样颗粒，分别在XFD型浮选机上进行浮选试验。

图1 起泡剂试样(50 g/t)

在进行试验的过程中，设定浮选机的转速为1 600 r/min，矿浆的质量浓度为65 g/L，向浮选机中加入煤样制品，进行搅拌后加入水，然后加入捕收剂，经过作用1 min后，加入不同浓度的起泡剂。经过搅拌后，等煤浆进行气泡作用，开始进行刮泡，同时进行加水补充，保证矿浆的总量稳定[5]。将采集的各产品收集后进行干燥处理，测量浮选产品中的灰分含量，对试验所得的样品进行精煤含灰量、可燃体回收率及脱灰率的测定，从而进行浮选效果的分析。

2 不同浓度的起泡剂浮选效果

2.1 不同浓度起泡剂对精煤灰分的影响

对试验所得的样品进行精煤灰分的测定，在不同的起泡剂浓度下得到的精煤灰分的变化情况如第17页图2所示。从图2中可以看出，在起泡剂浓度增加的过程中，不同颗粒大小的煤样的精煤灰分变化趋势一致，均呈现出增加的趋势，这说明在起泡剂增加的过程中，由于增大了脉石矿物质的含量，使得煤样的浮选性变差[6]。对于不同颗粒大小的煤样，当颗粒较大时，起泡剂的用量在50 g/t之后，精煤灰分的含量基本趋于稳定，变化量不大，而在颗粒较小时，起泡剂的浓度较大之后，精煤灰分的含量才趋于稳定。这说明，在进行浮选的过程中，精煤灰分的含量与煤样的颗粒相关，煤样颗粒越小时，分离的效果越好，起泡剂的使用增加了脉石矿物的含量，不利于煤炭的浮选。

图2 精煤灰分的变化曲线

2.2 不同浓度起泡剂对可燃体回收率的影响

针对不同浓度的起泡剂对可燃体回收率的影响如图3所示，从图3中可以看出，不同大小的煤样颗粒可燃体回收率随起泡剂浓度的增加呈现增加的趋势。在起泡剂的浓度增加时，使得气泡的数量增加，气泡的直径减小，增加了煤样与气泡之间的接触，从而使得更多的颗粒可以被浮选出来。在起泡剂质量浓度增加的过程中，在0 g/t～50 g/t时，粗粒煤样的可燃体回收率增加值较多，继续增加起泡剂的浓度，对可燃体回收率的增加作用不大，这说明在50 g/t时的煤样可以进行充分的泡沫化，此时可以取得较好的可燃体回收率。

图3 可燃体回收率的变化曲线

2.3 不同浓度起泡剂对脱灰率的影响

针对不同浓度的起泡剂对脱灰率的影响如图4所示，从图4中可以看出，在起泡剂的浓度增加的过程中，不同颗粒大小的煤样制品的脱灰率均呈现下降的趋势，其中，当煤样颗粒大小处于中间水平时，脱灰率的数值最小，这是由于中等颗粒的煤样的浮选性能好，可燃体的回收率较高，使得较大比例的脉石矿物浮选进入精煤中，降低了脱灰率。

图4 脱灰率的变化曲线

通过上述的分析可知，起泡剂用量的增加会增加浮选过程中的气泡数量，并减小气泡的直径，有利于增加气泡与矿物颗粒之间的接触，在0 g/t～50 g/t的浓度范围内，有利于增加可燃体回收率。由于无烟煤的用途广泛，对于灰分含量的要求较低，为了增加可燃体的回收率，降低精煤的灰分量，提高浮选的脱灰率，可以选择50 g/t的起泡剂作为最佳的浮选药剂浓度，从而得到高品质的精煤。

3 结语

泡沫浮选是进行煤炭浮选中广泛使用的方式，通过加入浮选药剂的方式，增加浮选过程中的气泡数量及稳定性，从而更好地实现颗粒物的分离。在浮选药剂的选择上，不同浓度的起泡剂对浮选过程的影响不同。针对不同浓度药剂的影响作用，采用松油醇作为起泡剂，针对不同颗粒大小的无烟煤进行浮选试验，从而分析起泡剂的影响作用。通过实验分析可知，在浮选过程中，增加起泡剂的用量，会增加气泡的数量，气泡更加密集，从而增大了气泡与矿物颗粒的接触；但同时起泡剂的增加，会使得脉石矿物的夹带增多，从而降低了煤样的浮选性。因此，在进行煤炭的浮选过程中，应依据煤炭的用途，选择相应的评价指标，从而针对性地选取起泡剂的浓度。无烟煤的用途广泛，可以提高可燃体的回收率，以50 g/t的起泡剂浓度最为最佳的浮选浓度，降低无烟煤使用过程中产生的污染物排放，提高煤炭的利用率，有利于生态环境的保护。