摘要：煤泥浮选是目前公认的用于细煤泥脱硫降灰最经济、最有效的分选技术之一，也是选煤厂取得最佳经济效益和社会效益、环境效益的有效技术途径。入浮煤泥性质、浮选设备性能、浮选工艺流程、浮选药剂制度等因素对浮选效果均有重要影响，文章就浮选前的煤泥调浆技术、浮选设备、浮选工艺发展概况进行评述，并以南梁选煤厂煤泥浮选经济效益为例，说明浮选技术在选煤行业未来发展中的重要作用。
关键词：煤泥；浮选；工艺；设备；经济效益
在煤炭洗选加工过程中，一般粉煤量占原煤量的10%～30%。从目前的技术发展来看，浮选是处理这部分物料最高效、最经济的方法之一。随着机械化采煤比例的提高和重介质选煤的快速发展，我国煤泥呈现出微细化、高灰分、连生体含量大等特点，煤泥难选问题进一步凸显。煤泥分选过程存在回收能力弱、过程适应性差、通过牺牲处理量保证产率的缺陷，煤泥可浮性的非均匀性变化对分选过程设计提出更高要求，严峻的煤炭形势对分选设备大型化、精细化及适应性也提出更高要求。煤泥分选过程的完善程度直接影响精煤产品的质量与产量、精矿和尾矿的脱水作业及整个选煤厂的洗水平衡，煤泥浮选过程强化已成为业界共同关注和积极努力的重要方向之一。
1概述
浮选是处理细粒级煤(＜0.5mm)的最有效的方法之一。但是浮选过程是在固、液、气三相中完成的，它是一个极为复杂的物理化学过程。因此影响浮选工艺效果的因素很多，而且因素之间又存在耦合现象，使得它们的作用机理更加复杂。除此之外，浮选过程具有非线性特点。药剂添加量与浮选精煤灰分之间、入浮浓度与产品灰分之间等存在强烈的非线性关系。另外，浮选过程还是一个大时滞系统，物料大约需要经过十几分钟才能完成全过程，工艺参数的调整往往严重滞后于干扰变化。煤泥浮选过程所具有的这些特点给浮选过程动态模型的建立，以及给基于以数学模型为基础的控制策略的实现带来了很大的困难。
2煤泥浮选控制技术现状与发展
我国煤泥浮选工艺起步较晚，和国外相比落后十多年。我国仍停留在定值控制的水平上。
2.1我国煤泥浮选设备技术的的应用
国内煤泥浮选技术起步较晚，所以国内的煤泥浮选工艺很多都是从国外引进的，作为新技术引进的主力，主要是煤泥浮选设备的引进。最初我国煤泥浮选的主导设备，机械搅拌机式浮选机在快速浮选及适应粗粒物料方面取得了明显进展，具备了煤质适应性强、分选效果好、处理能力大诸多优点。所以机械搅拌机在国内具有一定的主导地位，通过国内煤泥浮选技术的创新，对机械搅拌机式的浮选机进行了改进与创新，这种浮选方式逐渐向通过对叶轮结构设计、完善充气方式以及设备大型化、自动化，提高浮选效率，同时降低浮选机的单位能耗，减轻浮选设备零部件的磨损。由于浮选柱具有结构简单，分选效率高，动力消耗低，建设周期短等诸多优点，而被普遍看好。而国外的微微泡技术在国内也得到的应用于创新，微泡浮选柱具有很明显的脱硫降灰能力，而且对极细粒煤特别有效。同时我国在原来技术上所创新应用的旋流微泡浮选柱成功解决了气泡发生器易堵塞等技术难题而获得良好效果和广泛应用。这种浮选柱具有高设备容积利用率、矿物颗粒与气泡碰撞和粘附的几率大、泡沫层精选作用强等优点。目前，国内用于煤泥浮选的浮选柱种类与结构都较多，主要差别都体现在柱体高度、矿化方式、充气方式等方面。未来浮选柱的发展向着针对不同物料的适应性、外部高效气泡发生器及综合力场的采用等方面的研究。
2.2我国煤泥浮选工艺控制的发展方向
随着国内科学技术的发展，煤泥浮选技术也在计算机结构和检测仪器的技术特征达到要求后，控制系统的技术水平从经典控制策略转向以模型为基础的现代控制策略，但是它们的理论基础是要求控制对象精确的数学模型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在煤泥浮选的实践应用中，影响浮选指标的工艺参数很多，而且煤泥浮选的过程变量的有非常难以检测，尤其是煤泥浮选各工艺参数的最佳配合是煤泥浮选操作重点也是最难点，同时也是获得较高回收率的关键。到目前为止，还没有建立一个能全面准确地反映浮选过程的数学模型，以模型为基础的现代控制策略设计的控制系统往往达不到理想效果，甚至无法使用。因此将人工智能引入浮选控制中势在必行。所以，利用该配套的浮选工艺参数控制系统已迫在眉睫，它具有广泛的应用前景和理论研究价值。
3煤泥浮选技术
3.1选择性絮凝法
选择性絮凝法出现于20世纪60年代，最早用于选矿领域，后来拓展到选煤领域。它利用矿物组分间不同的表面性质实现矿物的分离，其方法是在含有两种以上组分的稳定悬浮液中加入絮凝剂，这种絮凝剂将产生选择性的吸附作用，通过“桥连作用”使其中某一组分产生絮凝，而其他组分仍分散在悬浮液中，再将悬浮液与絮凝物分离即可。选择性絮凝技术不仅对细粒和极细粒煤泥的脱硫与脱灰均具有较好的分选效果，且投资低、操作成本低、易操作、易控制，可作为浮选流程的预处理，但絮团工业化分离困难。
3.2微微泡技术
气泡的大小对浮选效果有很重要的作用，过大的气泡使颗粒与气泡之间的碰撞效率变低，气泡太小又不利于颗粒和气泡之间的吸附。通常认为能为浮选系统提供最佳分选效果的最佳气泡尺寸为0.2~0.4 mm。然而，近年来的研究表明，引入大小约为0.03 mm的气泡，即“微微泡”可使浮选产率提高15个百分点。由于微微泡覆盖在煤颗粒表面，使那些大一些的常规气泡更容易附着在煤的表面(提高了气泡与颗粒的粘着效率)，因此提高了浮选速度及产率。此外，应用“微微泡”还可减少捕收剂用量。研究结果表明，在较低捕收剂用量条件下，浮选产率可提高25%。
3.3超声波技术
在选矿方面应用超声波，是从1950年以后开始大量研究，且大都偏重于乳化浮选药剂和脱泥等方面，作用于矿浆的应用研究始于1954年。研究表明：(1)超声波对煤粒有破碎、清洗和剥蚀作用；(2)超声处理使煤泥与水的接触角增大，煤泥与水的润湿热降低，煤泥的疏水性增强，提高煤泥的可浮性；(3)超声处理使矿浆中的氧含量降低、pH升高、气液界面张力降低，改善了煤泥浮选的脱硫降灰效果。
3.4载体浮选
载体浮选是通过增大煤粒的颗粒尺寸来提高精煤回收率的，它是以矿物表面疏水而吸附于聚合物载体粒子表面为依据的。通常根据浮选矿浆浓度的差异，该法所用的载体可用筛分、沉淀或浮选法将载有煤泥的载体粒子从矿浆中分离出来。当附有煤泥的载体粒子的比重小于矿浆的比重而以絮团的形式升浮到矿浆的表面，就可以用浮选来分离。研究表明，载体最佳粒度为0.1~0.3 mm，被载体与载体之比的最佳值为0.02。此时，从灰分为16.3%，全硫分为2.0%的入料中，可选出粒度为0.03 8mm、产率为81.0%的精煤。实践表明，载体浮选是提高细粒煤泥浮选效果的好办法。
总结
随着煤炭资源的不断开采和采煤机械化程度的提高，原煤煤质逐渐变差，细粒煤、超细粒煤在原煤中所占比例逐年增加。在国家对环境保护力度加大，企业对经济效益要求提高的情况下，煤泥分选设备与工艺的研究和应用越来越重要。煤泥调浆效果对精煤质量和产量均有很大影响，就实际应用效果来说，多层搅拌矿浆预处理技术有着广阔的应用前景。煤泥浮选工艺和设备具有多样性，各选煤厂应根据煤泥可浮性试验结果，合理制定浮选工艺，科学选择浮选设备，且需要与浮选精煤脱水系统密切结合，以提高精煤产量和脱硫降灰效果，进而提高企业效益。
参考文献：
[1]李浩.煤泥浮选技术发展概况[J].煤炭技术，2015(12)
[2]吴晓华．煤炭浮选存在的问题与解决办法[J].煤炭技术，2015(5)
论文作者:岳双利,潘慧敏,张可东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：浮选论文; 气泡论文; 技术论文; 矿浆论文; 细粒论文; 过程论文; 工艺论文; 《基层建设》2019年第15期论文;