柱浮選精煤細泥污染形成機理及抑制研究.pdf

1、高灰細泥污染導致浮精灰分超標是煤泥浮選亟待解決的難題。本文針對柱浮選過程中細泥污染問題，分析了工業(yè)浮選柱精煤中污染礦物特性，探究了細泥對疏水煤粒浮選行為的影響及細泥回收規(guī)律，研究了浮選柱內(nèi)煤粒與細泥的分布規(guī)律和細泥污染精煤的機理，提出了減少細泥污染的措施。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、抨U明了工業(yè)浮選柱精煤中污染礦物的粒度特性、礦物組成。浮精中+0.045 mm粒級灰分一般達標，但-0.045 mm粒級灰分遠不達標；浮精中細泥含量一般

2、小于5％，卻是導致浮精灰分超標的主要原因；細泥顆粒的平均粒徑為10-20μm，其中-20μm粒級含量大于60%，且粒度越小越易污染精煤；細泥的礦物組成主要為親水的粘土類礦物和石英礦物。研究了細泥對低灰煤粒浮選行為的影響及細泥的回收規(guī)律。細泥與不同粒級低灰煤?；旌细∵x與低灰煤粒單獨浮選相比，細泥質(zhì)量比例小時能提高低灰煤粒的回收率，反之降低其回收率，且低灰煤粒的粒度越大，回收率降低越明顯；細泥質(zhì)量比例小時可提高0.5-0.25 mm粒級低灰

3、煤粒的浮選速率常數(shù)，反之降低其浮選速率常數(shù)；不同質(zhì)量比例下，細泥主要提高0.25-0.125 mm粒級低灰煤粒的浮選速率常數(shù)，但降低0.125-0.074 mm粒級低灰煤粒的浮選速率常數(shù)。然而，同一粒級低灰煤粒的浮選速率常數(shù)均隨細泥質(zhì)量比例增大而減小，表明細泥質(zhì)量比例增大將減小低灰煤粒的浮選速度。低灰煤粒的浮選速度符合一級矩陣分布模型，細泥顆粒的浮選速度符合二級矩陣分布模型。細泥顆粒與低灰煤?；旌细∵x時，細泥顆粒的主要回收方式為水流夾帶

4、，細泥的回收率隨細泥質(zhì)量比例增大而增大。
　?、平沂玖烁∵x柱內(nèi)煤粒與細泥顆粒的分布規(guī)律。采用自制浮選柱研究了批處理與連續(xù)分選工況下低灰煤粒與細泥顆粒的軸向分布規(guī)律。批處理工況下，從泡沫區(qū)頂部至底部，低灰煤粒的濃度差異小，分布較均勻；細泥顆粒的濃度明顯呈增大趨勢。從礦漿區(qū)頂部至底部，低灰煤粒的濃度先增大后減小，但礦漿區(qū)底部濃度最大；細泥顆粒的濃度呈增大趨勢。連續(xù)分選工況下，從泡沫區(qū)頂部至底部，低灰煤粒的濃度差異小，分布較均勻；細泥顆

5、粒的濃度明顯呈增大趨勢。從礦漿區(qū)頂部至底部，低灰煤粒的濃度先增大后減小，細泥顆粒的濃度逐漸增大。對比批處理與連續(xù)分選工況下顆粒的分布規(guī)律，泡沫區(qū)內(nèi)的低灰煤粒、細泥顆粒分布規(guī)律相同；礦漿區(qū)內(nèi)低灰煤粒分布規(guī)律不同，但細泥顆粒分布規(guī)律相同。通過采集工業(yè)旋流微泡浮選柱軸向、徑向不同點的物料，探究了樣品灰分、細泥顆粒的分布規(guī)律。軸向上，從泡沫區(qū)到捕集區(qū)再到旋流礦化區(qū)，細泥顆粒的含量整體呈增大趨勢，不同分選區(qū)域內(nèi)細泥顆粒的含量差異明顯，但捕集區(qū)內(nèi)細

6、泥顆粒的含量變化規(guī)律不明顯；徑向上，從中心至周邊，泡沫區(qū)內(nèi)細泥顆粒的含量明顯呈減小趨勢，捕集區(qū)內(nèi)細泥顆粒的含量變化規(guī)律不明顯，旋流礦化區(qū)內(nèi)細泥顆粒的含量明顯呈增大趨勢。工業(yè)浮選柱內(nèi)各點樣品灰分分布規(guī)律與細泥含量分布規(guī)律具有相關(guān)性。工業(yè)浮選柱軸向細泥顆粒的分布規(guī)律與實驗室浮選柱內(nèi)細泥顆粒的分布規(guī)律一致。
　?、顷U釋了細泥污染精煤的機理。采用高速動態(tài)攝影儀、實時在線顆粒錄影顯微技術(shù)（PVM）、誘導時間測定儀證實了細泥的氣泡尾渦夾帶回收

7、機制、氣泡邊界層粘附回收機制以及細泥罩蓋回收機制，并提出了多氣泡液流攜帶回收機制。氣泡尾渦夾帶回收機制不具有選擇性，微細煤粒與礦物顆粒均可通過該機制回收；顆粒粒度越小，氣泡尾渦夾帶現(xiàn)象越明顯。微細礦物顆粒與氣泡的粘附時間與相同粒級疏水煤粒與氣泡的粘附時間差異不大，表明微細礦物顆粒確實可以粘附在氣泡表面而跟隨氣泡運動。然而，粒度大于0.125 mm的礦物顆粒與氣泡的粘附時間大于5000 ms，表明粒度較粗的礦物顆粒不與氣泡粘附。微細礦物顆

8、粒粘附氣泡的本質(zhì)是進入氣泡表面液膜而跟隨氣泡運動的行為，與疏水煤粒穿破氣泡表面液膜真正粘附氣泡的行為具有本質(zhì)區(qū)別。在多氣泡連續(xù)上浮體系中，細泥顆粒還可通過多個氣泡的協(xié)同攜帶方式回收，定義為多氣泡液流攜帶回收機制，其本質(zhì)是水流夾帶機制的一種具體形式。細泥顆?？稍趬K精煤表面形成罩蓋現(xiàn)象，且高嶺石顆粒最易形成罩蓋，方解石顆粒在粗糙的塊精煤表面也存在罩蓋現(xiàn)象，而石英顆粒則很難罩蓋在塊精煤表面。
　?、忍岢隽伺菽瓍^(qū)內(nèi)置傾斜板、多點組合充氣、