浅谈浮游选煤中抑制剂的应用与作用机理

杜高仕

摘 要：现代社会多种机械设备的启动运行需要使用煤炭，而煤炭矿资源属于不可再生资源，因此，对其进行充分的采集和利用能够提高其使用效率。浮游选煤是通过精煤和矸石表面性质存在的差异对其进行区分，从而最大限度选出精煤的一种有效回收细粒煤的方法。文章通过分析在浮游选煤过程中抑制剂的应用和作用机理，旨在利用抑制剂使浮游选煤能够更大程度和更高效率的减少煤矸石出现，从而提高细粒煤回收率。

关键词：浮游选煤；抑制剂；应用机理；作用机理

中图书分类号：TD94 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）32-0173-02

煤矿从开采到使用需要多道工序支持，且在完成多个环节施工之后才能最后投入使用，浮游选煤技术则是这一过程中非常重要的一个工序，这一工序完成质量是否符合社会需求的标准直接决定最后投入市场的煤质量是否能够很好的满足人们的需求。浮游选煤主要是按照当原煤放到水里时精煤和矸石会具有不同的亲水性，从而分离出精煤部分，最后很好的进行细粒煤的回收来完成整个工作。目前，浮游选煤技术仍存在一些缺陷，主要是其灰分远远超过重选精煤，因此，如何降低其灰分，提高精煤质量，减少矸石对环境的污染，对社会经济发展创造良好的环境有重要现实意义。经过调查发现，抑制剂在浮游选煤技术中的应用机理分析资料非常少，多数研究方向为煤矿的脱硫环节。本文主要探讨浮游选煤技术添加抑制剂应用机理问题，探究如何能够更好地降低煤矿中的灰分比例。

1 浮游选煤主要原理

浮游选煤虽然最基本的工作原理是通过精煤和矸石亲水性不同而分离精煤，但倘若仅依靠不同的亲水性就想完成浮游选煤将无法满足标准需求。因此，在进行浮游选煤时还需要加入一些必要的辅助剂，比如，为了能够更快的使矸石的亲水性和煤块的疏水性显示出来，可以在实验中加入柴油等捕收剂。但是由于当煤块放到水中时由于其密度原因造成其无法浮到水面，因此在进行浮游选煤时还需加入能够产生气泡的起泡剂，这些起泡剂能够在清水中通过搅拌时产生大量的气泡，从而能够将煤从水中托起，完成浮游选煤全部工序。具体的浮游选煤流程为：将煤泥放到搅拌桶中，之后再加入适量的捕收剂以及起泡剂，然后开始由慢转快的方式进行搅拌，搅拌均匀后才开始倒入浮选机内准备选煤。在浮选机内还需要进行长时间快速的搅拌，在不断的搅拌过程中才能够产生大量的气泡，从而能将煤粒托起浮到水面，且这些煤粒能够快速的黏在气泡上并快速的浮到水面，当煤粒随着起泡气泡浮出矿浆液面时，由刮泡器将矿化泡沫刮出，从而完成选煤作业。在该过程中，由于矸石亲水性比较强，不会像煤粒一样粘附在气泡上，只会一直沉在水底，所以就能够比较容易的就将煤粒和矸石分开。

2 研究抑制剂应用的实验

2.1 实验前准备

①试验煤样选择。实验所需要的煤样按照国家相关的标准要求进行选择，一般选择已经经过破碎和筛分的原煤，即三分之一的焦煤。之后煤样进行进一步的处理，直到满足实验室需要的-0.5 mm煤样，然后将该煤样进行保存，期间不能够随意去触碰或加入其他东西。

②实验浮选方法选择。实验浮选方法选择需要依据国家相关的浮游选煤规定进行试验选择，主要有：是否添加抑制剂实验、可比性浮选、分步释放这三种试验方式以及实践实验。它的试验内容是对选煤结果进行分析处理和计算，将这些结果进行误差对比分析，从而得出抑制剂应用结果。

③样品分析。首先选择由柴油、矿浆浓度和仲辛醇组成的抑制剂，羧甲基纤维素。再通过以上三种实验方法进行分析，分析内容为尾煤、精煤、羧甲基纤维素以及尾煤、精煤、黏在吸附羧甲基纤维素后性能变化的分析。通过对比吸附前和吸附后尾煤、精煤以及羧甲基纤维素的变化，能够得出羧甲基纤维素在浮游选煤中的吸附机理。

2.2 实验过程

以下实验均是使用相同的煤样，即将原煤破碎和筛分后的三分之一焦煤（参照GB474-1996）。主要是因为焦煤是一种中等以及低挥发分的烟煤，煤化度比较高，且结焦性比较好。

2.2.1 分步释放实验

该实验通过利用高浓度的柴油、矿浆以及仲辛醇进行试验分析不同产率会出现的不同灰分，从而得出该实验是否能够降低精煤的灰分比。

从表1能够看出，灰分随着产率增加而增加且精煤的灰分比在试验中无法实现低于10%的实验目的，因此同样需要在浮游选煤中加入抑制剂从而降低灰分。目前是通过进行多次分步释放达到精煤低灰分的目的。

2.2.2 可比性浮选试验结果分析

观察实验结果表2显示，精煤的灰分比比较高，达到15.3%，如果不进行降低煤灰分将会造细粒煤的大量损失，因此进行在浮游选煤中加入抑制剂从而降低灰分非常必要。

2.2.3 一次添加抑制剂种类与用量的试验。

从表3可以看出，当羧甲基纤维素为0 mg也就是在浮游选煤中没有添加抑制剂的时候，精煤的灰分比还是很高，仍没有降到10%以下，在不断的增加羧甲基纤维素剂量后灰分比不断减少，当剂量为45 mg时降低到9.79%。也就是说，只要通过控制羧甲基纤维素用量，就能够起到降低精煤灰分的目的，但是羧甲基纤维素剂量要有所控制，一般在30 g/t这个范围之内降低幅度比较大，效果比较好。

2.2.4 实践实验分析

为了能够更加确定羧甲基纤维素抑制剂对降低精煤灰分的有效性，还需进行实践实验，对加入抑制剂和不加入抑制剂的实践结果进行对比分析。

从表4中可以看到，加入抑制剂羧甲基纤维素和不加入抑制剂羧甲基纤维素有明显的区别，精煤中加入抑制剂后，其灰分明显降低，且降低幅度比较大。但是不足的是，灰分比下降也带动产率降低。但是通过以上几个实验发现，抑制剂羧甲基纤维素对精煤的灰分有非常明显的影响，且灰分比和产率成正比，因此，只要在浮游选煤中加入适量的抑制剂能够达到降低精煤灰分的目的。

3 抑制剂抑制机理分析

通过实践实验分析没有添加抑制剂和添加抑制剂的浮选精煤存在异同点发现，浮选精煤在加入抑制剂羧甲基纤维素后不会出现新的官能团，也就是说这两种物质放在一起不会相互吸附。同时，分析尾煤和抑制剂羧甲基纤维素时也发现，这两个物质也不会出现新的官能团，也就是说这两种物质之间也不会相互吸附。但是尾煤的吸收峰和吸附强度在吸附之前和吸附之后都会有所变化。因此，我们可以得出，羧甲基纤维素对煤矸石起到抑制效果，通过纤维素内部的羟基和水产生物理反应之后形成氢键，从而加强煤矸石的亲水性质，而精煤亲水性质保持不变，所以就会造成两种物质之间亲水性差异的不断扩大，因此就能够更好的区分出精煤，有助于实现浮游选煤。

4 结 语

通过以上四个实验分析发现，抑制剂添加在浮游选煤工作中有明显的效果，是一种可行性高且值得推广的技术，现代的选煤厂可以通过利用这一技术进行选煤，不但能够较大幅度的提高选煤质量，增加经济效益，同时也能够起到保护环境的作用。但是实验也发现，虽然抑制剂能够降低精煤灰分的比例，但是并不是剂量越多越好，而是要控制在30～50 g/t左右最好。

参考文献：

[1] 张国枢，谢应明，顾建明.煤炭自燃微观结构变化的红外光谱分析[J].煤炭学报，2003，35（5）：206-208.

[2] 涂照妹，刘文礼，黄锐，等.抑制剂在煤泥浮选中的作用机理及应用[J].煤炭加工与综合利用，2010，36（3）：156-157.

[3] 周文香，周镇.浅谈煤炭开采中的洁净煤技术[J].现代经济信息，2008，41（11）：94-96.

[4] 徐初阳，聂容春，张明旭，等.煤泥浮选中抑制剂的应用研究[J].矿冶工程，2005，10（2）：215-217.

[5] 邓静.浮游选煤中抑制剂的应用及作用机理[J].科技与企业，2012，25（4）：401-403.