1、浮选司机培训材料潘一东选煤厂剖析浮选司机技能培训材料 一、浮选基础知识 （一） 概述 对于-0.5mm以下的细粒级煤泥最有效的分选方法就是浮游选煤法。 浮游选矿，简称浮选，煤是其中一种特定矿物。浮选包括泡沫浮选、油团浮选、表层浮选和沉淀浮选等。由于实际上常使用泡沫浮选分选细粒物料，所以通常所说的浮选 ，主要指泡沫浮选。 浮选是细粒和极细粒物料分选中应用最广泛的方法。由于粒度较细，密度和粒度的作用极小，不可能利用它们之间的差异进行分选。煤泥浮选是依据煤和矸石表面润湿性的的差异进行分选的方法。煤表面亲油疏水，矸石表面亲水疏油（疏水的现象：自然界中荷叶上的水珠呈球形即说明荷叶表面是疏水的），如何评定
2、矿物表面的润湿性呢？即用接触角的大小，画图。） 矿物表面的亲水、疏水之分主要原因是矿物表面和水相互作用的程度不同，矿物表面与水的相互作用主要表现为矿物表面被水化，这种水化作用由水分子本身性质决定，而水化作用的强弱则由矿物本身性质决定；水是氢氧化物，由两个氢原子和一个氧原子组成，水分子中氧的电负性较大，使整个水分子的电性不平衡，水分子一端带正电荷，另一端带负电荷，因此整个水分子为强极性分子，在没有外部电场存在时每个水分子带正电荷部分与另外一个水分子带负电荷相互吸引形成聚合体，这种聚合体是不稳定的不断的分散而重新组合。当水中出现带电颗粒时，在电场作用下，颗粒周围便立即生成极性水分子的包围层，这就是
3、水化层。若矿物表面分子极性强（如煤中的杂质分子，矸石等）则与水分子的作用强，生成的水化膜厚，当矿物表面的分子极性弱（如煤中的有机质即可燃烧部分），则与水分子作用弱，水化膜薄；当亲水性矿物表面水化层1 厚，气泡与其碰撞时很难排开其表面的水化膜而与其粘附，即使粘附其接触角也小，疏水性矿物表面水化层薄，当气泡与其碰撞时很容易排开表面的水化层与其粘附，即接触角大。其中无机硫的接触角也大因此浮选方法不能脱除。 （二） 浮选的基本过程 浮选的基本过程。浮选是一个复杂的物理化学过程，它是在固体、液体和气体三相界面上进行的。为使不同的矿物在浮选过程中得到彻底的分离，首先必须使它们充分体现其表面性质的差异，其差
4、异越大，分选越容易，也越彻底。 细粒级物料经配制成适当浓度的浮选矿浆与浮选药剂混合后，送入浮选机，不同的浮选机充气方式有所不同，但是目的都是在浮选矿浆内充入大量的气泡，还要控制气泡的大小和稳定性，成功的浮选机充气量大，气泡大小均匀且在浮选槽内分布均匀。 浮选药剂分为起泡剂和捕收剂，起泡剂的作用是当空气分散在浮选煤浆中促使气泡形成，控制气泡的大小，保证气泡具有适当的稳定性；其作用机理为，起泡剂为杂极性分子，其极性基亲水，与水分子强烈的相互吸引，朝向水层，而非极性分子处于空气或者气泡内，这样起泡剂就在气液界面实现了单分子层的定向排列和吸附，这样形成的气泡水化层厚度较厚不易破裂兼并。 捕收剂的作用是
5、通过选择性地吸附在目的矿物表面上，提高目的矿物的表面疏水性，使矿物易与气泡黏附，并增加附着的牢固性。非极性烃类油其作用机理为：非极性烃类都为碳和氢原子组成，原子之间以非极性的碳-碳键及弱极性的碳-氢键结合，属于非极性分子。在浮选过程中，煤粒的表面大多为有机质为非极性的，因此，煤粒对油分子的吸附力大于对水分子的吸引力，油滴吸附在煤粒表面，同时因煤粒与油分子的吸引力大于油分子本身之间的吸引力因此油滴能在煤粒表面展开，形成疏水的薄油膜，提高了煤粒表面的疏水性；而矸2 石表面大多为极性，有很强的亲水性，矸石表面对油分子的吸引力小于对水分子的吸引力，矸石表面被水分子覆盖，形成水化膜，油分子不能在矸石表面
6、吸附，因此油分子扩大了煤粒和矸石表面润湿性，使得分选顺利进行。 浮选矿浆中的煤粒与气泡碰撞后附着在气泡表面，随气泡上升到液面，大量气泡不断地将煤粒带至液面形成泡沫层，自流或者由刮泡机构刮出成为泡沫精煤，不能与气泡粘附的矸石和杂物则留在浮选机槽内，成为尾矿被排出机外，实现了煤与矸石的分离。 从以上煤泥浮选的基本过程可以看出：浮选是在煤粒、液体（水）和气泡三相中进行的。浮选的整个过程实际上是煤粒与气泡相对运动、碰撞、附着、上升的过程。细粒煤之所以能与矸石和杂物分离，关键在于煤粒有选择性地与气泡粘附，并随气泡上升，而矸石和杂物却不能。 （三） 浮选药剂 浮选是依据矿物表面物理化学性质上的差异将不同矿
7、物分开的选矿方法。因此，不同矿物表面物理化学性质的差异是分选的依据和条件，差异越大，其分选越容易越彻底。但是，自然界中因氧化、风化等各种因素的影响，使矿物之间天然的表面性质差异不足以将它们分开。因此，在浮选过程中，必须人为地增大它们之间的差异，才能得到较为理想的分选效果，为了达到这一目的，必须向浮选物料中添加浮选药剂。 1、起泡剂：能促使空气在矿浆中有效的分散，在气泡上升过程中防止其合并、破灭，提高泡沫稳定性的药剂。 起泡剂的作用：（1）、提高空气在矿浆中的分散度；（2）、提高泡沫的稳定性；（3）、防止气泡合并；（4）、降低了气泡在矿浆中的浮起速度。 2、捕收剂：提高煤粒表面疏水性使其易于向气
8、泡附着的药剂。 3 捕收剂的作用：（1）、油滴附着在煤粒表面，提高疏水性；（2）、油滴在煤粒、气泡、水三相接触周边上形成油环，提高煤粒与气泡的附着强度；（3）、粘有油滴的煤粒与小气泡附着形成集合体，它们在搅拌的强力作用下，将继续与小气泡或煤粒的集合体相撞，从而形成更大更复杂的集合体，即所谓的气絮团，提高了煤泥的浮游能力。 作为浮选用起泡剂，除能起泡处，还应具有如下性质：（1）、起泡性能良好，用量少；（2）、使用方便，对环境无害；（3）、在水中就有合适的溶解度；（4）、无捕收性，适应性强。 使用浮选药剂的目的：（1）、扩大煤与矸石可浮性差别，使分选变得精确、有效、快速。（2）、矿浆中的气泡是“引
9、渡”和“运输”煤粒的工具，是浮选过程不可缺少的媒介。在矿浆中加入适当的药剂，以提供具有一定稳定性和足够分散度的泡沫。 起泡剂用量不宜过大，起泡剂浓度过大反而降低起泡能力。当起泡剂浓度开始增大时，起泡能力显著增大。当起泡能力达到峰值后，再增大起泡剂浓度，起泡能力下降。当起泡浓度达到饱和状态时，和纯水一样，不能生成稳定的泡沫层。 添加较多起泡剂时，将会见到下列现象：（1）、各室泡沫层变厚，气泡变小，水膜带油光；（2）、泡沫坚韧，富有弹性，泡沫重叠如蜂窝；（3）多为水泡，以手接泡沫，甩掉后手不粘煤；（4）、泡沫发粘，刮入溜槽后也不破灭，泡沫上多为煤尘和细泥。 在添加起泡剂的情况下，捕收剂加多时可以看
10、到：、（1）、泡沫层致密、发脆、不出现大泡；（2）、泡沫层中特别是气泡接缝处可以看到小油珠；（3）、泡沫不粘，有较好的脱水性能，用手攥泡沫，煤水分离清楚，泡沫刮入溜槽有沙4 沙声；（4）、检查尾矿仍有大粒煤流失。 当捕收剂用量过小时，将会看到：（1）、前两室出大泡，泡沫发乌光；（2）、泡沫光滑，表面为细煤粒，泡沫易破；（3）、只在后几室的矿液面上漂浮一些较厚的泡沫尾，后室矿浆发黑，尾矿中大量煤泥流失。 （四） 浮选机的基本要求及分类 浮选时，一定粒度和浓度的浮选矿浆与浮选药剂混合后送入浮选机，经充气搅拌，疏水性矿粒与气泡碰撞附着，并随气泡上升，在矿浆液面形成泡沫层，由刮泡机构刮出，成为泡沫产品
11、，而产水性的矿物则留在浮选矿浆中，成为尾矿，从而实现不同矿物的分离。 1、浮选机的基本要求 为使不同矿物较好地分离，浮选机必须具备以下基本条件： （1）充气作用； （2）搅拌作用； （3）循环作用； （4）形成平稳的泡沫层； （5）连续工作，便于调节。 2、浮选机的分类 目前运用最多的是分类方法是按充气和搅拌方式进行划分，因此浮选机分为机械搅拌式和无机械搅拌式两类。根据充气方式的不同，机械搅拌式浮选机又分为机械搅拌自吸式浮选机和机械搅拌充气式浮选机；根据浮选矿浆的充气和气泡形成方式无机械搅拌式浮选机又可以分为充气式浮选机和气体析出式浮选机。 三、我厂浮选介绍 5 （一） 我厂FJC型浮选机的介
12、绍 FJC型浮选机由充气搅拌装置、浮选槽箱、刮泡机构、放矿机构、液面调整机构以及配套的煤浆循环泵等组成。充气搅拌装置是FJC系列浮选机的核心部件，见后面图。 1、工作原理： 经预处理的煤浆进入浮选机前端的入料箱后，一部分直流到第一槽箱实现充气搅拌；另一部分经假底下部被吸入到循环泵，煤浆经循环泵加压后进入充气搅拌装置的混合室，从锥形喷嘴以较快的速度呈螺旋扩大状喷出高速喷出，由于喷射流的抽吸作用，在混合室内产生负压，空气经吸气管进入混合室并卷裹到喷射流中，含气旋转煤浆流通过喉管向下喷射到浮选机假底，然后向周边反射，完成煤浆充气搅拌过程。斜射到假底进行充气搅拌。矿化泡沫由刮泡器刮出，未被分选的煤粒随
13、液流通过流通孔，到后部槽箱实现再次分选，最终尾矿由尾矿箱排出。 2、特点： 6 微泡析出 微泡析出是喷射类型浮选机最为显著的特点。业已证明，这种直径仅0.05mm的微泡能有选择性地在疏水性良好的煤粒表面析出，增加了固、液、气三相接触周边，并促使煤粒与气泡粘附速度和固着强度大大提高，从而强化矿化过程，特别是有利于较粗煤粒的浮选。 FJC型浮选机完善地显示出这一特点，循环煤浆经泵加压，空气在液相中溶解度大为提高，而当煤浆从喷嘴喷出瞬间压力剧降，并处于喷射室的负压区，溶于煤浆中的空气呈过饱和状态，以微泡形式从液相析离出来。 乳化浮选剂 FJC型喷射式浮选机的充气搅拌装置本身就是一种大型水喷射式乳化器
14、，可将油类浮选剂乳化成直径0.016mm的微小油滴，并且旋转的高速喷射流也可将裹卷的空气剪切成细小的气泡。 “W”形的煤浆流动形式 充气煤浆经伞形分散器斜射到假底后折向上升，形成“W”形的煤浆流动形式，逐槽水平流动的煤浆与上升的气泡群呈垂直相交，增加了煤粒与气泡的碰撞概率；降低充气搅拌装置的浸水深度，提高充气量；保持浮选机液面稳定，减小槽箱内分选区的紊流程度；促进粗粒煤悬浮，防止沉淀。 充气性能指标好 FJC型喷射式浮选机充气质量好的主要原因是： 微泡析出，增大了气流界面；铺设假底和“W”形的煤浆流动形式，改善了浮选槽箱内，尤其是中、上部的流态，有利于矿化气泡平稳上升；每个浮选室内安装了4个呈
15、辐射状对称布置的充气搅拌装置，促使充气煤浆均匀分布。 工作可靠性好 喷射式浮选机本身除刮泡机构外无运动部件，充气搅拌装置各部件均用定位止口定位、螺栓紧固，安装精度易于保证，喷嘴与循环泵过流部件均采用耐磨材质，故障率低、维修工作量小，工作可靠性好。 3、操作注意事项 7 药剂添加 药剂的添加量要根据泡沫层、尾煤的变化及快速技术检查结果及时调整。当入料可浮性变易、粒度组成较粗且精煤灰分可确保时，可适当加大起泡剂的比例，反之则加大捕收剂的比例。 入浮浓度 浓度也是影响浮选质量的一项重要因素，随着入浮浓度的升高，分选选择行变差，导致精煤灰分升高，尾矿灰分降低。该浮选机尾矿最佳状态为80g/l左右，生产
16、过程中用循环水来控制浓度。 充气量 充气量是影响浮选机工作效果的重要因素之一。FJC型喷射式浮32.min1.0m以上，而实际生产时单位充气量可调节/m选机的最大单位充气量达32.min范围内。操作时要根据浮选入料的可浮性难易等级、粒度/m在0.60.8m组成、煤质变化、入料浓度和精煤、尾煤质量指标、并观察泡沫层的状况等来调整吸气量大小（一般开启10mm即可）。当入料可浮性变易，粒度组成较粗，精煤灰分低时，为提高精煤产率，加大处理量，可适当增大充气量；反之则应减小充气量。入浮浓度高时可加大充气量，低时应减小充气量。 泡沫层厚度和液面高度 当精煤灰分低时，可提高液面，以保持适宜泡沫层厚度为原则，
17、加大刮泡量，提高尾煤灰分和精煤产率；当煤质变差，为保证精煤质量，要有较厚的泡沫层，以利于二次富集作用，适当降低液面；液面不易过低，因为泡沫层过厚，刮泡不及时，粒度大灰分低的颗粒可能从泡沫上脱落，这样产品灰分偏高，尾矿则低。 保证泡沫层的流动性 液面泡沫层的流动程度，能直接反映出设备状况，如槽体表面某部分泡沫层“发死”，则可能是该处充气量过小，则应进行检查。 4、工艺介绍 略 四、浮选指标的计算及影响浮选效果的几大因素 （一）浮选指标的计算 8 1、药剂消耗 药剂消耗是指入浮每吨干煤泥所用药剂之和。计算公式： kg/t；式中：B浮选每吨干煤泥所用药剂之和， t；Q实际处理的干煤泥量， kg；处理
18、Q吨干煤泥时捕收剂的用量，W1 ；kg处理Q吨干煤泥时起泡剂的用量，W2 、浮选精煤产率2浮选精煤产率是指浮选精煤占入浮原煤的百分比，它表示从浮选原煤中回收精煤的数量百分比。由于浮选原煤和精煤的数量均不易直接测得，所以只能利用浮选原煤和精煤的灰分来间接计算浮选精煤产率。在浮选生产只能出两种 产品（精煤和尾煤）时，其计算公式如下：A?A =ryw jAA?jw %；、AA浮选尾煤、精煤、原煤灰分，式中：Ay jw %。r 浮选精煤产率，j （二）影响浮选效果的几大因素、）（3（原煤性质；2）、煤泥的粒度组成；11、影响浮选效果的几大因素：（）、）浮选7、药剂制度；（）4、给矿量；（5、充气程度和
19、刮泡量；（6（入料浓度； 流程。原煤性质：不可控，包括煤的变质程度，氧化程度，粒度组成不好，矿物粒级范0.5-0.045mm杂质的成分、数量及嵌布特性等，其中粒度组成因素，在-0.045mm以下浮选速度开始下降；随粒级的减小其浮选速度增快，围内，-0.0459 以下的积聚了粘土类矿物质和易碎的亲水的丝碳组分对浮选影响较大，其有害影响主要表现在：首先抢先吸附浮选药剂，使一般煤粒不能获得应有的浮选药剂，另外可无选择性的占据气泡表面，使一般煤粒不能与气泡粘附的难度增加。克服此细粒级影响可通过：1.使用选择性好的捕收剂和起泡剂，采用分段加药方式控制细粒级的浮选速度，延长他们的浮选时间。2.降低入浮矿浆
20、的浓度，减小高灰细泥对泡沫的污染。3.预先脱泥，如使用水力分级原理，预先将部分高灰细泥脱除。4.必要时对泡沫层加水喷淋，强化二次富集作用。5.研制有效廉价的粘土抑制剂。 2、保持浮选入料浓度稳定是稳定浮选指标的重要条件，浮选的质量指标有：精煤灰分、尾煤灰分。评定浮选效果指标有：数量效率和浮选抽出率。其他指标有：药剂消耗、电耗、水耗。 五、浮选指标不良原因分析 （一）精煤灰分偏高原因分析 浮选的目的是从煤泥中分选出符合质量要求的浮精产品，产品质量好坏直接影响选煤厂最终精煤产品的质量。浮选精煤灰分偏高时，在重选系统正常情况下，将使最终精煤灰分超标。造成浮选精煤灰分超标原因综合起来有以下几个方面：
21、1、浮选入料浓度偏高，矿浆中煤粒没有较好的分选条件，分选效果差。 2、给料量过大，致使泡沫层变薄，浮选矿浆液面及泡沫层不稳定，刮泡带浮选矿浆。 3、给矿量过小，浮选时间过长，泡沫层积压，二次富集作用不能充分进行，从而使一些高灰分泥质物混入精煤。 4、浮选机前、后室刮泡量的比例与前、后室泡沫灰分的变化规律不相适应，10 如后室刮泡量大。 5、药剂性能不好，或药剂性能发生变化后用药量不当。如起泡剂用量过多，捕收剂用量不足。 6、浮选入料性质发生较大变化，没有相应改变药剂制度及操作方法。 7、浮选用稀释水杂质多、浓度高，或是循环水的水质差。 8、浮选入料含黄铁矿或泥质物含量过高，操作时没有采取相应有
22、效措施。 9、频繁的开机和停机，影响正常的生产秩序，尤其是停机后各类管道的闸门关闭不及时、不严密，致使重新开机后超灰。 10、长时间停机重新运转，机槽内聚积的煤泥被浮起而引起精煤超灰。 （二）尾矿灰分偏低原因分析 尾矿灰分偏低综合起来有以下几个方面原因： 1、浮选入料粒度控制不严，超过浮选上限，浮选失去对粗粒煤的分选效果，使粗粒煤损失在尾矿中。 2、浮选入料浓度过大，矿浆中煤粒没有较好的分选条件，得不到充分的分选。 3、给矿量过大，浮选时间短，部分煤粒来不及上浮而进入尾矿中。 4、前室浮选不充分或刮泡不及时，出现泡沫层严重后串现象，致使部分粗粒煤上浮受阻进入尾矿中。 5、充气搅拌不足致使粗粒煤
23、不能浮起，或充气搅拌过于强烈致使部分泡沫层不稳，影响正常浮选过程。 6、药剂不足，特别是后段加药少，油比不合适，起泡剂多而捕收剂少；药剂管道堵塞或油中含水，出现加油不足或加油中断等现象。 7、排料闸门不严，尤其是末室闸门漏矿。 11 8、频繁的开停机影响了正常生产，尤其是下一次开机的最初一段时间内，部分未经充分浮选的矿浆进入尾矿。 （三）药耗高原因分析 药剂消耗取决于药剂的种类和性能、煤的表面性质、粒度组成及浮选入料浓度等因素，生产中，药剂消耗高的原因主要有以下几方面： 1、煤泥变质程度低或高，均比中等变质程度煤用药量大。 2、入浮煤泥氧化程度加深，入浮时药剂消耗大。 3、入浮煤泥中细粒级含量增加，药耗量增加。 4、入浮矿浆浓度下降，药耗量增加。 5、药剂性质发生变化，性能降低。 6、油比不合适，用量掌握不好。 7、加药方式或加药地点不合适。 12
