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1、浮选司机培训教案中山洗煤厂目录一、浮游选煤方法2二、浮游选煤的工作原理2三、气泡的矿化过程2四、影响煤泥可浮性的主要因素5五、煤泥可浮性的评定7六、浮选药剂7七、浮选剂的选用9八、浮选剂的贮存10九、浮选机的基本作用与分类11十、浮选机的性能指标12十一、浮选柱13十二、浮选用辅助设施14十三、影响浮选的主要因素和机械参数14十四、重点、难点15一、浮游选煤方法浮游选煤是将煤泥与浮选药剂混合搅拌生成泡沫，使煤粒附在汽泡上浮起，从而分选出精煤和尾煤两种产品的一种选煤方法。这种选煤方法适用于粒度小于0.5mm的细粒煤泥的精选。选煤厂的煤泥来源于两方面。一是入选原煤，是在开采、运输过程中产生的，称为
2、原生煤泥；二是在选煤过程中，由贮存、运输、破碎、筛分及洗选脱水等生产环节中产生的，称为次生煤泥。这两方面合计约占原煤的15%-35%。因此，对这些煤泥进行分选可以充分回收煤炭资源，同时也净化了洗选用水，以保证选煤厂闭路循环洗选用水的需要。二、浮游选煤的工作原理浮游选煤的基本原理是根据煤与矸石表面的湿润性差别，将煤矸进行分离的。因为煤块表面对水分子的吸引力较弱，不易被水湿润，所以，水滴在煤块上不展开，呈球状；而矸石却对水分子吸引力较强，当水滴在矸石表面上时，很快向外展开，容易被水湿润。根据水滴在其表面展开程度，煤属于疏水性物质，而矸石则是亲水性物质。煤泥的浮选就是以煤与矸石表面存在的这种性质的差
3、异为基础的。但是，只依靠煤矸之间自然湿润性差别，还不能达到浮游选煤的要求。为此，在实际工作中，还加入适量的捕集剂（如柴油、煤油等），使煤块表面的疏水性更强，从而加大煤矸表面的湿润性差异。此外，煤的密度大于水，在水中不能自行浮起，需要借助汽泡才能浮起来，而清水中产生的汽泡不仅数量少，且容易破裂，故不能使煤粒粘附其上形成稳定的泡沫层。因此，浮游选煤时还要加入一定数量的起泡剂，如松节油等。浮游选煤时，将一定浓度的煤泥和定量的起泡剂与捕集剂在搅拌桶中进行充分搅拌，然后给入浮选机内，再进行搅拌与充气。在煤浆中形成大量气泡，疏水性强的煤粒与气泡相碰撞并粘附在气泡上，迅速上浮至液面形成泡沫层，再由刮泡器刮出
4、机体，得到精煤。不能粘附到气泡上的亲水性物质矸石，仍留在煤浆中，作为尾煤排出机体，从而完成了浮选的分离过程。三、气泡的矿化过程浮选过程中，矿粒有选择性地附着在气泡上的现象称为气泡的矿化。矿化气泡的形成有三种形式：一是大泡形成的矿化气泡。因大气泡的上浮运动，在重力作用的影响下，只有少量细煤泥聚集于大气泡的尾部。在大泡表面也可能粘附高灰分的泥质。二是群泡形成的矿化气泡。许许多多的微泡粘附在大粒度的煤粒上，使其上浮。该矿化形式对粗粒浮选有重要意义。三是气絮团形成的矿化气泡。浮选过程中，许多煤粒与气泡相互粘附，形成了煤粒、气泡、小油滴的集合体，即气絮团，达到了最大程度的矿化。在工业生产的浮选机中这三种
5、形式形成的矿化气泡都可能出现，但以气絮团形式为主。煤粒与气泡的接触方式煤粒与气泡的碰撞附着煤粒与气泡的碰撞附着与浮选机中流体的流动状态、气泡和颗粒的大小以及二者的相对运动轨迹等有关。粗粒与气泡附着有碰撞、水化层减薄、水化层破裂和接触周边展开四个阶段。微细颗粒与气泡的附着方式有两种情况：一是水化层破裂，形成三相接触周边；二是水化层不破裂，只要煤粒与气泡之间距离小到一定程度，在一些复杂因素影响下，也可以相互粘附。湍流中颗粒所受到的脱落力引起颗粒脱离气泡的脱落力主要有颗粒在煤浆中所受的重力、涡流引起的离心力、流体的剪切力、颗粒间的冲击力和气泡滑行过程中的惯性力，。随着湍流强度的增大，脱落力也增大，所
6、以在湍流条件下，浮起的最大颗粒尺寸仅为层流条件下的十分之一。2、析出微泡与煤粒附着按照气体在液体中的溶解度与压强成正比的规律，若煤浆的压强突然减小，气体的溶解度也随之下降，于是气体在煤浆中呈过饱和状态，它们就以微泡形式析离出来。微泡析出取决于以下三个因素：一是煤浆中初始的空气溶解度；二是煤浆降压程度；三是是否具有疏水性较强的固液界面。试验表明：施加的压强越大，气泡尺寸越小，气泡与液体接触面积越大，气体溶解的速度就越快。压力剧烈降低，使溶于煤浆中的空气以微泡形式析离出来。固液界面是液体分子间的断裂面（即薄弱区），在固体表面附近的极性水分子取向排列的有序性随固体表面疏水性增高而降低。水分子与疏水性
7、表面联系越弱，水化层越薄，由煤浆中析出的气体分子就越容易渗透过水化层在固体表面形成微泡。研究还指出疏水性矿物表面的微孔、裂纹和缺口被气体分子充填，即存在有“气体幼芽”，它们便成了微泡析出的核心。在试验中还发现起泡剂对微泡大小是有影响的。不添加起泡剂时，随着降压幅度的增加，微泡直径增大。添加起泡剂后，微泡直径明显减小，而且数量大大增加。微泡有利于矿化现将有关微泡有利于矿化的研究结论归纳如下：a加快一般尺寸气泡与煤粒粘附的速度。煤粒上一旦有微泡析出，微泡与一般尺寸气泡的粘附速度要比煤粒直接与一般气泡粘附的速度快得多。原因是：微粒形成了煤粒表面的特殊尖端，而尖端上作用力的压强较大，有助于跟一般气泡附
8、着；气泡壁周围的水化层较固体表面的水化层容易破裂，微泡容易与一般气泡粘附；微泡内部的压强值较大，微泡内的气体有破坏周围水层而压入一般气泡内的趋势。b微泡在疏水性良好的煤粒表面析出，增加了固、气、液三相接触周边的总长度，提高了煤粒与气泡粘附的牢固性。还有一种可能是煤粒与微泡之间没有残余水化层存在，而是气、固二相直接接触，有更强的牢固性。c几十个甚至上百个微泡有选择性地在粗粒煤表面生成，增加了它们的上浮能力，这必然导致低灰分的粗粒煤的浮选速度提高。d加快了微细煤粒的浮选速度。微细煤粒质量小（即惯性力小），不易克服其与气泡粘附时所受的阻力，但微泡可以直接在疏水性较好的微细煤粒表面析出，而不依赖于它与
9、一般尺寸气泡的碰撞。3、矿化泡沫层矿化泡沫层是气泡、夹水层、煤粒形成的三相泡沫。矿化气泡浮至浮选机液面聚集为矿化泡沫层（简称泡沫层）。气泡在上升过程中，因受水的静压力减小，气泡由小变大。因受重力作用，气泡间的水层向下流动，因此气泡之间的水层自下而上由厚变薄，泡沫层上面的大气泡变形显著。理想的三相泡沫由矿化充分、大小适中的气泡组成，不发粘，游动性好。在浮选过程中可以观察到由气絮团形成的矿化泡沫，这种泡沫含大量的煤粒，质量较好。虚泡的矿化程度差，含有大量水，气泡大且易碎。泡沫层中的煤粒影响着泡沫的稳定性。当气泡矿化程度很高时，煤粒在气液界面密集粘附，相当于给气泡“装甲”。三相泡沫形成过程中，除携带
10、疏水性煤粒进入泡沫层外，还不可避免地夹带部分亲水的矿物颗粒。由于亲水矿粒与气泡附着不牢固，在气泡兼并、破灭、重组过程中率先脱落，并随气泡间的下降水流落回到液相。这样就形成了三相泡沫层的最上层富集有附着牢固、质量好的疏水煤粒，即沿泡沫层高度由下向上，精煤质量有所提高。这种可浮矿物沿泡沫层高度的富集现象，称为三相泡沫的二次富集作用。这种作用有利于提高精煤质量，所以在浮选时，要保持一定厚度的泡沫层。因此应注意浮选机流态、刮泡方式和速度、药剂制度、液面高低等，为二次富集作用创造必要条件。4、浮选过程浮选过程分为四个阶段：第一阶段为碰撞阶段，悬浮在煤浆中的煤粒与气泡接近并进行碰撞；第二阶段为附着阶段，煤
11、粒与气泡碰撞后，疏水颗粒与气泡之间的水化层变薄、破裂，实现煤粒与气泡的附着，或者通过微泡析出，实现煤粒与气泡的附着；第三阶段为升浮阶段，由矿化气泡形成的煤粒气泡联合体在浮力的作用下，上升到液面；第四阶段为泡沫层形成阶段，升浮到液面的泡沫形成较稳定的泡沫层。四、影响煤泥可浮性的主要因素煤泥的可浮性是指通过浮选提高煤粉（泥）质量的难易程度。煤泥的自然属性即它的物质组成和化学成分决定着煤泥可浮性的难易程度，煤泥的其他物理性质也对煤泥的可浮性产生影响。1、各种煤岩成分的浮选性质从煤岩组成看，煤通常可分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。这四种煤岩成分的非可燃体来源是不同的，镜煤、亮煤的含灰物质来自于成煤原始植物
12、的本身，其灰分较低；而暗煤、丝炭的含灰物质来自于成煤过程中矿物杂质的混入，其灰分高，亲水性强。镜煤煤岩成分单一，表面平整，含有大量性质不活泼的无结构基质，孔隙数目少，可浮性好；亮煤的可浮性也较好；暗煤的可浮性居中；丝炭表面孔隙多，亲水性强，可浮性最差。丝炭严重影响焦炭质量，而浮选能高效地按煤岩成分分选，将丝炭排除在外。煤泥的密度组成在一定程度上也反映出其可浮性的难易程度。因为低密度的煤泥中所富集的煤岩成分是疏水性好、灰分低的镜煤和亮煤。煤粒的密度和灰分为正相关关系。煤粒密度的增加，通常是由于矿物杂质含量增加，因而其灰分也增加。随着煤泥灰分含量增高，接触角减小，说明煤粒表面的疏水性降低，可浮性变
13、差。煤和矿物杂质连生体的密度多为中间密度，即1.45-1.8g/cm3之间。中间密度级的含量越高，煤与矿物杂质单体解离程度就越差，煤的可浮性也就越差。但要着重指出的是，浮选是依据煤与矿物杂质之间润湿性的差异而不是二者之间的密度差异进行分选的。因此对浮选入料的密度组成分析，只能在一般情况下作大致的定性判断。在有些场合，煤泥的密度组成并不能确切地反映出煤泥的可浮性的难易。2、煤的变质程度按煤的变质程度把煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。随着煤变质程度的加深，性质不活泼的部分不断增加，即碳含量相对增加，氢氧等官能团支链随着煤分子排列的规则化增强而减少，即氢含量相对减少，使煤的表面疏水性递增，煤的可浮性变好。
14、中等变质程度的煤表面疏水性最高。3、煤表面的氧化程度煤表面发生氧化后，增加了煤表面的亲水性，使煤泥可浮性降低。煤易氧化，而且在水中氧化比在空气中氧化更为激烈。煤的抗氧化能力随变质程度的加深而增强。按各煤岩成分来说，抗氧化能力由弱到强的顺序为：丝炭、暗煤、亮煤、镜煤。应避免在贮煤场长久堆放的煤炭和靠近地表煤层的风化煤入浮。煤的抗氧化能力随变质程度的加深而增强。按各煤岩成分来说，抗氧化能力由弱到强的顺序为：丝炭、暗煤、亮煤、镜煤。应避免在贮煤场长久堆放的煤炭和靠近地表煤层的风化煤入浮。4、矿物杂质和嵌布特性煤中矿物杂质分为粘土矿物、氧化物和氢氧化物矿物、硫化物矿物、碳酸盐矿物、石膏和其他矿物。煤中
15、矿物杂质的成分和特性与聚煤环境以及成煤后所经历的各种地质作用及开采过程有关。煤中矿物杂质是煤的组成部分，它们不仅影响煤的发热量，而且影响煤的表面化学性质。按矿物杂质对浮选效果产生的影响，可将它们简单归类：易泥化矿物杂质、硫化物、受到炭化程度影响的矿物杂质、可溶性矿物杂质、）非极性矿物杂质。嵌布特性所谓嵌布是指矿物杂质在煤中的分布形态，即是以多大尺寸分布的。当煤中极性杂质呈粗粒嵌布时，易于与煤分离，对煤的可浮性影响不大；当煤中极性杂质呈微细粒嵌布时，将降低煤的可浮性。矿物杂质嵌布特性与浮选的关系见下表：5、煤泥粒度组成不同粒级的煤泥有不同的浮选速度，它们的综合作用也反映在煤泥的可浮性上，所以粒度组成也是影响煤泥可浮性的主要因素之一。众多的研究工作者不仅在理论上解释而且在实践上证明，大颗粒的浮选速度比小颗粒的浮选速度慢得多。其原因可简单概括如下：大颗粒与气泡碰撞概率小。大颗粒与气泡附着概率小。大颗粒的不脱落概率小。总而言之，影响煤泥可浮性的因素是多方面的，所以不能只根据其中一项因素来进行判断。五、煤泥可浮性的评定影响煤泥可浮性的因素很多，国内外研究者曾做了很多工作，试图建立起理论计算的评定指标。但在目前的技术条件下，还不可能将这些因素定性定量地加以综合量化。1991年我国颁布了煤炭可浮性评定方法）（MT/T259-1991
