煤的浮选药剂

煤的浮选药剂浮的矿物更好浮或将暂时不浮的矿物先抑制,然后再活化、浮选,并提高浮选选择性和浮选速度起着十分重要的作用。

浮选结果的好坏,浮选药剂是重要的因素。

为此,将近年来国内外有关浮选药剂的报道,取其精华,分为捕收剂、起泡剂、复合浮选剂、调整剂四类进行综述,并加以点评。

1捕收剂在煤泥浮选中广泛采用非极性烃类油作为捕收剂,特别是煤油、轻柴油和改性煤油等,占煤泥浮选捕收剂的80%～90%。

国内外选煤厂煤泥浮选常用的捕收剂多数是石油产品,主要是煤油、轻柴油,还有一些人工合成的非极性烃类油捕收剂,如我国的FS201、ZF浮选剂等。

此外还有一些其他工业副产品。

1.1 煤油煤油是煤泥浮选中应用最广泛的非极性烃类捕收剂之一。

它是石油裂解时的馏分产品,主要成分是C11～C16的烷烃,不易溶于水,只具有捕收性,当芳烃含量较大时,具有一定的起泡性能。

煤油的用量一般为015～2kg/t(煤泥)。

用量过大有显著的消泡作用。

1.2 轻柴油和页岩柴油柴油是目前较广泛使用的非极性烃类油捕收剂,浮选一般用0号或10号轻柴油,用量常为1～3kg/t(煤泥)。

轻柴油具有馏分高、密度大、粘度大,在水中分散的油珠直径大和在煤表面展开的速度慢等特点,但疏水性强,被表面孔隙吸收的数量少,因此,用作低阶煤浮选时的捕收剂比较有利。

页岩轻柴油系页岩焦油所得馏出物经冷压脱腊,再经酸碱洗涤后的产品,页岩轻柴油中含有较多的不饱和烃(烯烃、芳烃)以及含氧、含氮物质,所以页岩柴油具有较强的捕收性能和一定的起泡性能。

通常用于易选或中等可选煤泥的浮选,用量常为115～2kg/t 。

1.3 天然气冷凝油天然气冷凝油是由天然气凝析油经精馏所得的煤油馏分。

我国四川省天然气资源丰富,西南地区的多数选煤厂用凝析油制得煤油、轻柴油作捕收剂。

国外也有采用。

1.4 FS-201、FS-202捕收剂FS-201是以烯烃与苯在三氯化铝的催化作用下进行烷基化反应,反应物经碱洗、水洗再经脱苯、精馏,截取255℃以前的馏分,主要成分为轻质烷基苯。

药剂用量比煤油低30%左右。

FS-202也称作脱腊煤油,是以直馏煤油为原料经加氢、脱腊并提取正构烷烃后的抽余油,其中含有捕收性能强的馏分达84%,浮选活性较一般煤油和轻柴油高,耗油量比煤油低40%左右。

FS-202已在很多选煤厂使用。

1.5 BET捕收剂在进行煤的浮选脱硫降灰研究过程中,把应用在金属矿浮选的邻苯二甲酸二乙脂(BET)引入到煤的浮选脱硫降灰作业,获得了理想的浮选效果。

实验室试验结果表明,当BET用量分别是普通浮选药剂GF、FS-202的1/10和1/100时,浮选产率和浮选的选择性均优于GF和FS-202,且不受矿浆pH值的影响。

通过大量的试验测试表明,BET是一种性能优良的浮选药剂,BET的浮选效果要优于普通的煤用捕收剂,尤其是用于高硫煤浮选时,它有很强的选择性。

在浮选作业中,药剂的选择及使用直接关系浮选效果。

随着洁净煤技术研究的深入开展,煤炭浮选脱硫降灰的研究越来越为人们所重视。

开发用量少、选择性强的高效浮选捕收剂对选煤脱硫降灰有着重要的现实意义。

2 起泡剂我国选煤厂常用起泡剂按其来源可分为三大类,即天然类、工业副产品和人工合成品。

2.1 天然起泡剂松醇油也称2号油,是我国选矿厂应用最为广泛的一种起泡剂,占起泡剂用量的95%以上。

它是以松节油为原料经水合反应得到,主要成分是α-萜烯醇。

其他以α-萜烯醇为主要成分的天然起泡剂包括樟脑油、桉叶油、松油等。

天然类起泡剂是由林木直接蒸馏和加工后的产品,由于林产品资源有限,所以天然起泡剂在选煤厂中的使用较少。

2.2 工业副产品起泡剂(1) 杂醇来源较广,是选煤厂应用较多的起泡剂,生成的泡沫较脆,选择性好,可以用于难选煤和高硫煤的浮选。

用量通常为200～300g/t(煤泥)。

(2)仲辛醇是我国选煤厂广泛应用的起泡剂, 起泡性能较杂醇强,用量一般在100g/t(煤泥)。

(3)GF浮选剂是煤油液相催化氧化物,棕红色液体,虽然表面张力很低,但是其他性能不好,工业上应用不多,多数用于实验室。

(4) 混合醇起泡剂泡沫多,脆而不粘,并对过滤脱水有利,用量100～150g/t(煤泥)。

(5)脂油190的工业试验证明,脂油作煤泥浮选起泡剂其效果和仲辛醇类似,优点是价格低,气味小,毒性低。

工业副产品起泡剂是我国煤泥浮选应用较为广泛的起泡剂,充分利用工业副产品,通过有效加工,作为起泡剂使用是研制、开发浮选剂的一个重要途径,具有较高的经济效益和社会效益。

2.3 人工合成起泡剂该类起泡剂是人们根据所浮选的矿物特性专门生产的化工产品,主要有醚醇类和醚类,多用于金属矿物的浮选。

醚醇类起泡剂水溶性较高,泡沫结构致密,能产生直径<012mm的微泡,选择性好;产生的泡沫不粘,消泡快,用量少,仅10～80g/t(原矿),不过价格较贵。

乙基醚醇是我国生产的醚醇类起泡剂之一,它由还氧丙烷和乙醇在苛性钠作催化剂条件下聚合而成,也叫醚醇油。

国外约有50%的金属矿浮选用醚醇作起泡剂。

这类起泡剂的显著特点是:可由人工控制,严格按照还氧丙烷数目和醇的碳链长度来预计合成出的药剂起泡性能,并在过程中进行调节。

起泡能力随还氧丙烷数目和醇的烃链碳原子数增加而提高;同时捕收性能增加,选择性降低。

醚类起泡剂是一种新型的人工合成起泡剂,如国内的4# 油就属于此类,其主要成分为1,1,3-三乙氧基丁烷,又称丁醚油,生产4# 油的主要原料是合成聚乙烯醇过程中产生的副产品,来源广泛。

4#油价格低,纯度高,起泡能力比2# 油强,而用量仅是2# 油的一半,生成的泡沫脆。

另外,其在尾矿水中很快分解、氧化,失去有害作用,因此是一种毒性小的起泡剂。

用于煤泥浮选的人工合成起泡剂主要有甲基异丁基甲醇,又称甲基戊醇,代号MIBC。

该药在美国大量使用,其特点是选择性好、活性好,生成的泡沫细且脆而不粘,消泡容易,不具捕收性,用量少,仅20～40g/t(煤泥)。

但由于原料取于粮食,我国未在工业上使用,只作为实验室浮选的标准起泡剂。

人工合成起泡剂有很多优点,是研制开发新型浮选剂的热点。

2.4 起泡剂的现状我国起泡剂的研究已具有相当水平,起泡剂的种类繁多,我国主要采用化工副产品作起泡剂,如杂醇、仲丁醇、丁辛醇等。

近年来,合成起泡剂方面应用的有FP-101起泡剂、TR-85浮选剂等。

这些药剂与煤油、轻柴油配合使用,使药剂的单位耗量大多降到115kg/t干煤泥左右。

美国主要采用MIBC作起泡剂,近年来研制出一种新起泡剂4,4一二甲基一1一戊醇,性能优于MIBC。

3 复合浮选剂复合浮选剂是近年来浮选剂开发的新趋势,它兼具“捕收与起泡”的双重功能。

国内研制的有MB系列,MZ系列、ZF系列、FJ系列复合煤用浮选剂以及KL-I型复合浮选剂和FO合成浮选剂等。

复合药剂的研制和生产大大降低了油耗,节约了能源,改善了浮选指标,药剂的单耗大多降到10kg/t干煤泥以下。

3.1 MB系列浮选剂MB系列浮选剂呈棕色,密度为01930g/cm3 , 该系列浮选剂有5个品种,同时具有捕收性能和起泡性能,能满足不同可浮性煤的浮选需要。

其中MB1适用于挥发分和细泥含量中等的较难浮煤,捕收性能比MB2强,适用于我国南方温暖地区;MB2适用于挥发分和细泥含量中等的较易浮煤,宜用于我国北方寒冷地区;MB12适用于中等细泥含量的难浮煤;MB25适用于中等挥发分的易浮煤,浮选速度快;MB275适用于中等挥发分和细泥含量较高的煤。

3.2 ZF合成浮选剂ZF浮选剂是山东胜利炼油厂的煤油经烃类液相催化氧化制得,组成中含有烃类和烃类氧化物,两者的比例大致为60∶40,外观呈棕黄色,透明, 密度为0185g/cm3 ,pH值为6～7。

该浮选剂兼有捕收和起泡功能。

在技术指标相同的条件下,ZF浮选剂比其他药剂用量(起泡剂和捕收剂的总量)可降低一半左右,并可降低浮选精煤水分,但价格较高。

3.3 MZ系列浮选剂MZ系列浮选剂是一种含有不同官能团,并具有起泡性能的煤用捕收剂,是由石油化工副产品经加工、改性、配制、去除异味后制成,其主要成分是C8～C13的烷烃、脂肪烃、芳香烃、烃类衍生物和少量表面活性剂。

该浮选药剂具有良好的捕收性、选择性和一定的溶解性,浮选效果比使用单一的烃类油好。

3.4 TDS捕收剂邹城市吸宝化工有限公司生产的TDS捕收剂是一种不溶于水的棕色油状液体,兼具捕收和起泡双重作用。

TDS捕收剂与轻柴油相比,具有用量少、选择性强、浮选速度快、使用方便等优点,且经济效益显著,是目前兴隆庄煤矿选煤厂使用较为成功的一种捕收剂。

通过轻柴油和TDS捕收剂小浮选及工业性对比试验,说明TDS捕收剂在处理兴隆庄煤矿选煤厂浮选入料上比轻柴油有明显优势,在实际生产中也取得了较好效果。

3.5 FJ系列复合煤用浮选剂FJ系列复合煤用浮选剂为一种同时具有捕收性和起泡性的复合药剂,具有良好的选择性,是细粒煤浮选的优良促进剂。

使用FJ复合浮选剂可较常规药剂节约用量30%～50%,同时可使精煤产率有所提高,可收到明显的经济效益。

FJ复合浮选剂广泛适用于各种挥发分的细粒煤浮选,使用方便。

FJ复合浮选剂性能稳定,经测定对工业浮选尾矿水无污染。

3.6 FO浮选剂FO浮选剂由多种有机物组成,其中的碳原子数在C6～C15之间。

实验室浮选试验结果表明,FO药剂可适应不同煤种的细粒级难选煤泥浮选的需要,与目前市场上使用的浮选药剂相比,在相同浮选条件下,精煤产率平均提高5%以上,药剂耗量下降40%以上,效果相当显著。

细粒级难选煤用FO合成药剂同时兼具捕收和起泡性质,克服了目前市场上其它复合药剂存在捕收性差的不足。

该药剂具有浮选活性强、选择性好、耗量低的特性,实验室和工业试验均证实了该药剂具有良好的浮选性能和实际应用价值,各项技术及经济指标均优于目前使用的浮选药剂,是目前国内市场上唯一能有效分选细粒级难选煤泥的专门药剂。

3.7 828捕收剂828捕收剂是一种新型高效浮选药剂,兼具捕收、起泡双重作用,适用于各种煤质牌号的煤的浮选。

使用该捕收剂产生的精煤泡沫脆而不粘、消泡快、易于过滤,有利于降低滤饼水分。

选煤厂试验证明,应用828浮选剂与煤油、轻柴油相比具有用量低、选择性好、浮选速度快、使用方便等特点。

通过轻柴油和828捕收剂小浮选及工业性对比试验,表明828捕收剂比轻柴油有明显优势,在实际生产中取得了较好的效果。

828捕收剂原料来源丰富、可靠,保证产品质量,可满足选煤厂的需要。

3.8 ME复合浮选药剂工业上以环己烷制取环己酮的工艺中产生大量酸性废料(该废料简称EI),废料中含有大量羧酸,采用废料EI与乙醇合成羧酸酯,以合成的羧酸酯为起泡剂,制成复合型浮选药剂ME。

该药曾用在平顶山气煤浮选工艺中,可改善浮选效果,具有明显的选择性优势。