柱浮選精煤細(xì)泥污染形成機(jī)理及抑制研究.pdf

1、高灰細(xì)泥污染導(dǎo)致浮精灰分超標(biāo)是煤泥浮選亟待解決的難題。本文針對柱浮選過程中細(xì)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(xì)泥對疏水煤粒浮選行為的影響及細(xì)泥回收規(guī)律，研究了浮選柱內(nèi)煤粒與細(xì)泥的分布規(guī)律和細(xì)泥污染精煤的機(jī)理，提出了減少細(xì)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(dá)標(biāo)，但-0.045 mm粒級灰分遠(yuǎn)不達(dá)標(biāo)；浮精中細(xì)泥含量一般

2、小于5％，卻是導(dǎo)致浮精灰分超標(biāo)的主要原因；細(xì)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(xì)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(xì)泥對低灰煤粒浮選行為的影響及細(xì)泥的回收規(guī)律。細(xì)泥與不同粒級低灰煤?；旌细∵x與低灰煤粒單獨(dú)浮選相比，細(xì)泥質(zhì)量比例小時(shí)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(xì)泥質(zhì)量比例小時(shí)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(xì)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(xì)泥質(zhì)量比例增大而減小，表明細(xì)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(xì)泥顆粒的浮選速度符合二級矩陣分布模型。細(xì)泥顆粒與低灰煤?；旌细∵x時(shí)，細(xì)泥顆粒的主要回收方式為水流夾帶

4、，細(xì)泥的回收率隨細(xì)泥質(zhì)量比例增大而增大。
　?、平沂玖烁∵x柱內(nèi)煤粒與細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(diǎn)的物料，探究了樣品灰分、細(xì)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(xì)泥顆粒的含量整體呈增大趨勢，不同分選區(qū)域內(nèi)細(xì)泥顆粒的含量差異明顯，但捕集區(qū)內(nèi)細(xì)

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(xì)泥顆粒的含量明顯呈減小趨勢，捕集區(qū)內(nèi)細(xì)泥顆粒的含量變化規(guī)律不明顯，旋流礦化區(qū)內(nèi)細(xì)泥顆粒的含量明顯呈增大趨勢。工業(yè)浮選柱內(nèi)各點(diǎn)樣品灰分分布規(guī)律與細(xì)泥含量分布規(guī)律具有相關(guān)性。工業(yè)浮選柱軸向細(xì)泥顆粒的分布規(guī)律與實(shí)驗(yàn)室浮選柱內(nèi)細(xì)泥顆粒的分布規(guī)律一致。
　?、顷U釋了細(xì)泥污染精煤的機(jī)理。采用高速動態(tài)攝影儀、實(shí)時(shí)在線顆粒錄影顯微技術(shù)（PVM）、誘導(dǎo)時(shí)間測定儀證實(shí)了細(xì)泥的氣泡尾渦夾帶回收

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

8、粒粘附氣泡的本質(zhì)是進(jìn)入氣泡表面液膜而跟隨氣泡運(yùn)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(xì)泥顆粒還可通過多個(gè)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(jī)制，其本質(zhì)是水流夾帶機(jī)制的一種具體形式。細(xì)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(diǎn)組合充氣、