新型阳离子聚丙烯酰胺P（AM—DAC）絮凝剂对煤泥浮选的试验研究

帖呈+张权+李峰

摘要：介绍了一种新型阳离子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝剂，本文考察了大同地区某矿弱粘煤煤泥粒度组成和矿物组成，其中-0.074mm粒级灰分含量高达34.71%，且矿物主要为高岭土和石英。对比性浮选试验研究结果表明：新型阳离子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝剂浮选效果显著，精煤产率提高了8.28%、灰分降低了0.89%、浮选完善指标提高9.03%。同时分析了絮凝剂作用后煤泥的红外光谱。

关键词：选择性絮凝；聚丙烯酰胺；煤泥浮选；细泥罩蓋

0引言

在煤泥浮选过程中，细粒石英、高岭土等矿物容易附着在煤颗粒表面形成细泥罩盖现象，导致浮选分选效率降低，精煤灰分偏高。如何抑制细泥罩盖现象，降低细泥对浮选精煤的污染作用，提高煤泥浮选效果，成为选煤行业的研究重点。

选择性絮凝翻是选别微细粒矿物的有效方法之一，根据各矿物组分的表面性质不同，絮凝剂将选择性地吸附在某种矿物颗粒表面，通过“桥联”作用促使其絮凝、沉降，而其他矿物组分仍保持稳定的悬浮状态，进一步分离絮凝物和悬浮液。目前，絮凝剂致可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和生物絮凝剂，不同种类的絮凝剂对煤泥的分选作用效果不同，絮凝剂的选择和应用直接影响着浮选过程中的降灰脱硫效果。石英和高岭土零电点分别约为3.7和3.4，即在中性矿浆中表面均带负电，使用阳离子型絮凝剂将会有效的抑制细泥罩盖现象，提高煤泥浮选效果。本文以制备的新型阳离子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）为絮凝剂，以大同地区某矿弱粘煤泥为研究对象，研究其对精煤灰分、产率的影响，同时进行了絮凝剂作用后煤泥的红外光谱分析。

1试验研究方法

1.1煤样性质

试验选用大同地区某选煤厂煤样粒度-0.5mm的入浮原煤，其粒度组成如表1所示。由表1可知：煤样粒级含量分布不均，灰分随着粒度的减小逐渐增大，0.074mm粒级含量偏高，约为32.86%，且灰分高达34.71%。由图l煤样的XRD图谱可知：煤样中所含的主要脉石矿物为高岭土和石英矿物。结合煤样粒度分布可知，该煤样的主导粒级为0.074mm，说明该煤样含有大量易泥化的细粒矿物，容易形成细泥罩盖现象，对煤样浮选不利。

1.2浮选试验

浮选试验在容积为1L的XFD型挂槽式浮选机上进行，主轴转速为1800r/min，充气量为0.25L/min，矿浆浓度为60g/l。六偏磷酸钠用量、絮凝剂用量、煤油用量和仲辛醇用量分别为1000g/t、100g/t、1000g/t和100g/t。浮选完成后，分别将精煤和尾煤过滤、烘干、称重并按照国标化验灰分，计算产率和灰分。浮选流程如图2所示。

1.3浮选效果评定

采用浮选完善指标对浮选结果进行评定

采用德国BRUKER公司TENSOR27型号的傅立叶变换红外光谱（Fourier transform infrared，FHR）对絮凝剂、原煤、精煤和尾煤进行结构表征。测试条件：KBr压片法，KB与样品质量比为100：1，检测波长入为2.5～25μm，波数（（1）范围为4000～500cm-1。

2结果与讨论

2.1对比性浮选结果比于组别1的精煤产率提高了8.28%、灰分降低了0.89%、浮选完善指标提高9.03%。这是由于新型阳离子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝剂选择性地吸附在表面带电负性的石英、高岭土等矿物上，通过“桥连作用”使矿物组分产生絮凝，而煤中可燃体仍分散在矿浆中，从而抑制了细泥罩盖现象，促使捕收剂能充分地与可燃体接触矿化达到高效的分离效果。

2.2红外光谱分析

其中，图3（A）为新型阳离子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝剂的红外光谱。在3450cm-1处出现了为-NH2的伸缩性振动峰：在2926cm-1处出现了-CH3的非对称振动峰：在1736cm处出现了COOCH2中C=O的伸缩振动峰：在1668em-1处出现了-CONH2的特征振动峰：在1455em-1处出现了CH2 N～（CH3）亚甲基的弯曲振动峰；在1162cm-1处出现了COOCHz-中C-O-C的不对称伸缩振动峰：在953cm-1处出现了季铵基的振动峰。图3（B）为组别2中原煤、精煤和尾煤的红外光谱图，精煤和尾煤谱图相比于原煤谱图均在1736cm、1668cm、1455cm、1162cm和953cm处出现了聚丙烯酰胺P（AM-DAC）特征红外振动峰，表明精煤和尾煤中均存在聚丙烯酰胺P（AM-DAC）：尾煤中絮凝剂的特征红外振动峰面积明显高于精煤中絮凝剂的特征红外振动峰面积，表明了絮凝剂在尾煤中的吸附量远远高于精煤中的吸附量，这与尾煤和精煤中的灰分大小一致，即聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝剂选择性地吸附在细粒矿物表面，有效地抑制细泥罩盖现象，提高煤泥浮选效果。

3结论

①通过煤样的粒度组成和XRD分析可知：该煤样含有大量易泥化的细粒矿物，容易形成细泥罩盖现象，对煤样浮选不利。②通过对比性浮选结果可知：新型阳离子聚丙烯酰胺P（AM-DAC）絮凝剂的加入有效地抑制了细泥罩盖现象，提高煤泥浮选效果，精煤产率提高了8.28%，灰分降低了0.89%。③通过红外分析可知：尾煤和精煤均出现了聚丙烯酰胺P（AM-DAC）的特征峰，絮凝剂在尾煤中吸附量明显高于精煤，与尾煤和精煤的灰分大小一致，表明了絮凝剂选择性地吸附在细粒矿物表面。endprint