低灰细粒煤泥絮凝浮选试验研究

摘要

随着采煤机械化的发展、重介选煤粒度下限的降低及粗煤泥分选工艺的完善，浮选入料中微细级含量逐渐增加，这对浮选过程具有重要影响。一方面，以微细粒级为主的煤泥，浮选速度慢，浮选时间长，微细粒煤泥在短时间内难以矿化及升浮，容易损失在尾煤中，而造成精煤产率的下降；另一方面，微细粒煤泥由于其比表面积大，在浮选过程中会吸附大量的药剂，造成药剂消耗过高。因此微细粒煤泥的分选过程研究具有重要意义。本文以山西某选煤厂低灰细粒入浮煤泥为研究对象，对其基本性质进行了分析，考察了其常规浮选行为，并深入探讨了采用絮凝浮选的方法来强化微细粒煤泥回收的可行性及过程，最后对工业浮选系统进行絮凝浮选研究，证实了絮凝浮选的实践意义。
　　论文所研究的煤泥为低灰细粒煤泥，其中灰分约为13.5％，<0.045 mm粒级产率约为70%；煤泥中间密度级产率较少，解离较好；煤中矿物质以高岭石、多水高岭石等粘土矿物为主；煤中含有较多的疏水性基团，而亲水性基团含量较少。
　　在煤泥的常规浮选试验中，与捕收剂相比，起泡剂的种类及用量对分选效果具有更加显著的影响，其中采用仲辛醇作为起泡剂，浮选精煤产率及灰分最高；全粒级及窄粒级浮选速度试验证实，煤泥中微细粒级含量越多，其浮选速度越慢，浮选时间越长；在自由充气的条件下，浮选过程中浮选机的转速越高，浮选精煤产率及灰分也越高。
　　在柴油用量均为200g/t，仲辛醇用量均为100 g/t，浮选机转速均为1800r/min的条件下，与常规浮选相比，絮凝浮选在絮凝剂X用量为20 g/t时，产率及灰分的增幅最大，分别为4.32%和1.30%；相比常规浮选，絮凝浮选能在一定程度上提高煤泥浮选速度；絮凝浮选能絮凝浮选适合应用于微细粒级含量较多的煤泥分选过程中；絮凝浮选与常规浮选相比，其浮选完善指标在一定程度上是下降的，这可能是由于絮凝剂对微细粒煤泥的非选择性絮凝及絮凝浮选过程中水流的非选择性夹带作用增强所导致。
　　工业浮选试验证实，在相同的分选条件下，与常规浮选相比，絮凝浮选在满足相应精煤灰分要求的前提下，能提高精煤产率7.84%，此时对应絮凝剂的用量为30 g/t；分选产品筛分试验证明，与常规分选相比，絮凝浮选能明显提高<0.045 mm粒级煤泥的回收；当入料流量为450 m3/h，循环泵频率为41 Hz时，能为絮凝浮选提供较好的分选环境。

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1 绪论

1.1 研究背景(Research Background)

1.2 微细粒煤泥的分选特性及夹带行为(Separation Characteristics and Entrainment Behavior of Fine Coal Slime)

1.3 微细粒级煤泥的浮选研究进展(Research Progress of Flotation of Fine Coal Slime)

1.4 絮凝技术(Flocculating Technology)

1.5 絮凝浮选的影响因素及应用(Influence Factors and Application of Flocculation Flotation)

1.6 研究内容及意义(Contents and Significance of Research)

2 试验准备过程

2.1 试样的采集与制备(Collection and Preparation of Samples)

2.2 试验药剂及仪器(Reagent and Instruments of Experiment)

2.3 评价指标(Evaluation Indexes)

3 煤泥性质分析

3.1工业分析及全硫的测定(Technical Analysis and Determination of Total Sulfur of Coal Slime)

3.2 粒度及密度组成(Particle Size Distribution and Density Composition of Coal Slime)

3.3 X射线物相分析(Phase Analysis of Coal Slime by X-ray Diffraction)

3.4 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR Spectrum Analysis of Coal Slime)

3.5 本章小结(Summary)

4 常规浮选试验研究

4.1 浮选药剂用量试验(Research on Reagent’s Consumption)

4.2 不同粒级下的浮选速度差异(Difference of Flotation Rate at Different Particle Size)

4.3 不同种类浮选药剂分选效果的对比(Comparation of Separation Effect at Different Type of Reagents)

4.4 浮选机转速对分选指标的影响(Influence of Stirring Speed on Flotation Indexes)

4.5 本章小结(Summary)

5 絮凝浮选试验研究

5.1 絮凝浮选的初步探索(Preliminary Study on Flocculation Flotation)

5.2 絮凝浮选的条件试验(Conditional Experiment on Flocculation Flotation)

5.3 絮凝浮选的过程分析(Analysis of Flocculation Flotation Process)

5.4 本章小结(Summary)

6 絮凝浮选工业试验研究

6.1 工业浮选柱系统(Industrial System of Flotation Column)

6.2 常规浮选的分选效果(Sorting Effect of Conventional Flotation)

6.3 絮凝浮选的分选效果(Sorting Effect of Flocculation Flotation)

6.4 絮凝浮选的条件优化(Study the Optimal Conditions on Flocculation Flotation)

6.5 本章小结(Summary)

7 结论与展望

7.1 主要结论(Main Conclusions)

7.2 展望(Prospects)

参考文献

作者简历

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