浮游选煤培训资料.doc

。它是根据矿物表面性质的不同,即根据他们在水中对水、气泡、药剂的作用不同,通过浮选法高效分离出有用矿物和废渣。煤泥浮选是依据煤和矸石表面润湿性的差异进行分选的,其实质是疏水的煤粒粘附在气泡上,亲水的矸石颗粒滞留在煤浆中,从而实现彼此分离。浮选是在固、液、气三者相互接触的界面上进行的。这三者称为三相,即固相、液相及气相。所以,讨论浮选过程,就必须研究三相界面上所发生的表面现象。有关表面现象的知识,则是浮选原理的基础。矿物表面的润湿现象荷叶上的水滴呈球形是人所共见的自然现象,这表明荷叶的表面是疏水的(即亲气的)。凡是表面疏水的固体颗粒,在水中都能粘附在气泡上。疏水性和润湿性互为反义词。当三相接触时,液相在固相表面铺展开,排斥气相而占据固相表面的现象称为润湿现象。例如,将水滴到石蜡表面,水滴成球形,这表明石蜡表面疏水性好,润湿性差;而在玻璃表面水滴会自动铺展开来,这表明玻璃润湿现象,疏水性差,润湿性(亲水性)好。将水滴到光亮的煤炭表面,像石蜡一样,水滴成球形;滴到矸石表面,像玻璃一样,水滴会自动铺展开。也就是说水与煤炭、水与矸石之间的相互作用也是不同的。人们把易被水润湿的表面(如矸石表面)称为亲水表面,把不易被水润湿的表面(如煤炭表面)称为疏水表面,相应的矿物分别称为亲水性矿物和疏水性矿物。气泡从煤的表面排开水层并与其粘附;相反的是气泡不能从矸石的表面排开水层实现粘附,仍保持球形。煤的表面是疏水的,而如果矸石颗粒中主要成分是已单体解离的硅酸盐类、碳酸盐类和氧化物类的极性矿物,那么它们的表面是亲水的,所以能够以浮选的方法将其分离出去。但煤的表面性质是不均匀的,某些部位也亲水。所以,为了扩大煤粒与矸石颗粒可浮性的差别,在浮选过程中加入非极性油类捕收剂。这类捕收剂疏水性强,能吸附在煤粒表面形成油膜,增大其接触角;非极性油类不易吸附在矸石颗粒表面,从而提高煤粒表面的疏水性,增强了煤粒与气泡粘附的能力。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:1、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。2、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。3、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。按水力学对流态的划分,液流中涡流程度大的属湍流状态,反之属层流状态。在绝大多数浮选机中尤其在搅拌混合区属湍流状态。湍流中颗粒和气泡的运动方向不定,颗粒和气泡的碰撞可以发生在气泡的各个部位,同时,湍流强度对颗粒和气泡碰撞附着及矿化气泡的浮产生较大的影响。颗粒和气泡的碰撞概率除受湍流影响外,还受煤浆浓度和气泡数目的影响。若湍流强度大、煤浆浓度高和气泡数目多,颗粒和气泡的碰撞附着概率则提高。但湍流强度提高后,颗粒从气泡上的脱落率也增大。颗粒越粗,表面亲水性越强,湍流的这种副作用越显著,因此,湍流强度增加后,颗粒上浮率并不一定提高。在工业条件下,要保证粗粒的最大产率,应选择适宜的湍流强度。对细粒物料可采用稍高的湍流强度,这不但对附着有利,而且可以产生更多的小气泡,有利于提高微细颗粒的碰撞概率和浮选速度。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。析出微泡与煤粒附着近年来,国内外的一些浮选机开发研制单位更着力于利用煤浆中析离出的空气在煤粒表面形成微小气泡来强化浮选过程。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。微泡析出的过程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