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褐煤分選方法之干法分選、正浮選及反浮選

　　褐煤分選方法之干法分選

　　褐煤一般屬于較難選或難選煤，且煤質(zhì)比較松軟，尤其是煤化度較低的土狀褐煤遇水更易泥化，在實(shí)際生產(chǎn)中濕法分選褐煤具有相當(dāng)大的難度，因此多采用干法分選技術(shù)對(duì)其分選。

　　干法分選技術(shù)主要利用煤與矸石的物理性質(zhì)差異對(duì)其進(jìn)行分選，包括風(fēng)選、磁選、電選、摩擦選、微波選、空氣重介質(zhì)流化床選等。目前，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣的主要有風(fēng)力搖床干法選煤技術(shù)和復(fù)合式干法選煤技術(shù)等，其中，風(fēng)力搖床干法選煤技術(shù)是在俄羅斯CII-2技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)具體情況開(kāi)發(fā)的，其干選機(jī)型號(hào)主要有FX-6和FX-12兩種。

　　復(fù)合式干法選煤技術(shù)就是通過(guò)振動(dòng)力和風(fēng)力的綜合作用使床層松散、礦粒按密度分層，在不同的區(qū)段既有自生介質(zhì)(粉煤)與空氣形成的混合介質(zhì)分選(精煤段)，又有顆粒相互作用的浮力效應(yīng)(中煤段)，從而形成一種不同于其他選煤設(shè)備的綜合分選機(jī)理。該技術(shù)是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一種新型選煤方法，具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、回收率高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中得到廣泛推廣，有效解決了褐煤分選中的一些難題。

　　干法選煤技術(shù)具有投產(chǎn)快、處理能力大、成本低等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合干旱缺水地區(qū)使用；但該技術(shù)存在如下缺點(diǎn)：主要用于分選出密度較大的矸石，只能作為高灰褐煤的降矸手段，對(duì)降低褐煤的內(nèi)在灰分效果不明顯。

　　　褐煤分選方法之正浮選

　　1 傳統(tǒng)浮選

　　浮選是根據(jù)礦物顆粒表面化學(xué)性質(zhì)的不同，從礦石中分離出有用礦物的方法，該方法作為一種重要的濕法分選技術(shù)在煤炭分選中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

　　Js拉斯科夫斯基通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，低階煤和氧化煤浮選困難的原因是其總疏水性較低，但是，浮選結(jié)果也與浮選藥劑有關(guān)，如果藥劑選擇恰當(dāng)，低階煤也可進(jìn)行浮選。但由于褐煤的一些表面性質(zhì)，如疏松多孔、易泥化、親水性強(qiáng)等，使其浮選效果不盡如人意。為獲得較好的浮選效果和較高的精煤產(chǎn)率，就需要在傳統(tǒng)的浮選工藝基礎(chǔ)上尋找適合于褐煤浮選的技術(shù)和藥劑。

　　李擁軍等將一定量的水和褐煤煤樣放入高壓釜中，用泵將內(nèi)部抽成真空；通過(guò)攪拌將煤樣和水混合均勻，然后加熱至給定溫度；恒溫10min后停止加熱，冷卻至50℃以下；再對(duì)煤樣進(jìn)行脫水、干燥處理。通過(guò)對(duì)熱水干燥褐煤和未干燥褐煤進(jìn)行浮選對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)熱水干燥褐煤可燃體回收率大幅提高，且其可浮性隨干燥溫度的升高顯著提高。褐煤在熱水干燥過(guò)程中發(fā)生了脫羧反應(yīng)，從而提高了褐煤表面疏水性基團(tuán)和親水性基團(tuán)的比例，使褐煤疏水性增強(qiáng)、親水性減弱，可浮性大大提高。其中，經(jīng)290℃干燥的褐煤浮選精煤產(chǎn)率高達(dá)60％，精煤灰分降至7.54％，可燃體回收率提高至61.35％，獲得了很好的浮選效果。

　　雷文杰等利用輕柴油、煤油、再生烴油作為捕收劑對(duì)褐煤進(jìn)行浮選，三者的精煤產(chǎn)率分別為6.76％、10.80％和23.59％，精煤可燃體回收率分別為6.87％、11.09％和24.12％，浮選結(jié)果表明再生烴油對(duì)褐煤的捕收效果較好。當(dāng)用CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)對(duì)褐煤進(jìn)行改性處理后，褐煤的浮選效果有一定程度的提高，主要是因?yàn)镃TAB通過(guò)物理吸附、半膠束吸附和氫鍵吸附等作用與褐煤表面發(fā)生吸附作用，從而減少褐煤表面的親水面積，進(jìn)而提高其疏水性，使浮選精煤產(chǎn)率提高，且其提高幅度與CTAB的用量有關(guān)；另外，CTAB與褐煤的混合攪拌時(shí)間對(duì)浮選效果也有明顯影響，攪拌時(shí)間為5min時(shí)，浮選精煤產(chǎn)率最高。

　　2 造粒浮選

　　針對(duì)傳統(tǒng)浮選對(duì)褐煤等低階煤浮選效果差的問(wèn)題，羅道成等人提出了褐煤造粒浮選的方法。所謂造粒，就是指在25℃條件下，先用NaOH溶液對(duì)非黏結(jié)性細(xì)粒褐煤進(jìn)行預(yù)處理，然后加入極少量的非離子型表面活性劑甲基二乙醇酰胺對(duì)褐煤表面進(jìn)行改質(zhì)處理，最后再加入少量黏結(jié)劑油C重油對(duì)改質(zhì)后的褐煤進(jìn)行造粒，造粒處理可有效改變褐煤表面的潤(rùn)濕性，降低造粒煤的灰分。改質(zhì)處理后的造粒褐煤不需添加任何捕收劑，只要加入少量起泡劑就能進(jìn)行浮選，且能獲得較好的浮選效果。造粒浮選對(duì)傳統(tǒng)浮選不能選出的細(xì)粒褐煤及其他煤化程度低的煤種有較好的適用性，是一種很有發(fā)展前景的浮選方法。

　　褐煤分選方法之反浮選

　　目前，反浮選廣泛應(yīng)用于金屬礦的分選，在選煤方面應(yīng)用很少。由于褐煤易泥化、可浮性較差，可考慮利用反浮選方法對(duì)其進(jìn)行分選。所謂反浮選，就是浮選過(guò)程中脈石礦物進(jìn)入泡沫成為精礦、而有用礦物留在礦漿中成為尾礦的分選方法。要實(shí)現(xiàn)褐煤的反浮選，首先要對(duì)褐煤進(jìn)行有效的抑制，其次是對(duì)礦物質(zhì)進(jìn)行有效捕收。

　　樊民強(qiáng)通過(guò)試驗(yàn)證明糊精對(duì)煤有明顯的抑制作用，并指出糊精表面含有大量親水基團(tuán)，其與煤由于氫鍵作用而產(chǎn)生吸附作用，并形成親水薄膜，致使煤表面變得親水而不易浮。試驗(yàn)結(jié)果還證明，煤泥的反浮選試驗(yàn)宜在中性條件下進(jìn)行，但各反浮選精煤灰分和效率均未達(dá)到正浮選的效果，且藥劑耗量較大。

　　張維慶利用兩段反浮選方法對(duì)煤進(jìn)行脫硫研究，認(rèn)為糊精含有大量的氫氧基，使其具有很強(qiáng)的親水性。糊精在煤的表面通過(guò)疏水性鍵合進(jìn)行吸附作用，而疏水性鍵合作用是極性液體環(huán)境中有機(jī)分子的非極性基相互粘附的結(jié)果。隨著鍵合作用的發(fā)生，極性基逐漸離開(kāi)煤的表面，使煤表面親水性增強(qiáng)，從而使煤被抑制。

　　煤泥反浮選工藝對(duì)浮選尾煤的再選和難浮煤泥的浮選具有重要意義。當(dāng)煤具有較好的可浮性時(shí)，可采用一種新的浮選工藝，即先用起泡劑浮出易浮煤，再對(duì)浮選尾煤進(jìn)行反浮選。用于礦石分選的反浮選捕收劑主要有陽(yáng)離子型和陰離子型兩類(lèi)。其中，陽(yáng)離子型主要是胺類(lèi)捕收劑，包括脂肪胺和醚胺；與陰離子反浮選捕收劑相比，胺類(lèi)捕收劑分選效果較差，形成的泡沫粘，選別過(guò)程沒(méi)有陰離子反浮選容易控制，但其具有藥劑制度簡(jiǎn)單，精礦易于過(guò)濾等優(yōu)點(diǎn)。胺類(lèi)捕收劑發(fā)展較慢，而陰離子反浮選捕收劑近幾年來(lái)研制工作進(jìn)展較快，各種陰離子反浮選新藥劑層出不窮。

　　褐煤正浮選效果較差，很難達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)要求，要想獲得理想的浮選效率，可研究反浮選方法對(duì)褐煤的適用性，并尋找或者研制適合于褐煤反浮選的藥劑和工藝，以實(shí)現(xiàn)褐煤的有效分選和高效利用。