不同浮選藥劑條件對(duì)風(fēng)化煤中腐殖酸提取的影響研究

張洪安， 于 波

（兗州煤業(yè)股份有限公司東灘煤礦選煤廠， 山東 鄒城 273500）

引言

風(fēng)化煤主要是指埋深較淺的煤，其與外界環(huán)境接觸的幾率較大，并在這種長(zhǎng)期與外界雨雪霜凍等氣候現(xiàn)象相接觸后，發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，從而導(dǎo)致內(nèi)生大量腐殖酸的一種變質(zhì)煤。風(fēng)化煤一般脆性較大，易碎裂，并且含有大量裂隙和水分，機(jī)械性能惡化，結(jié)焦性、黏結(jié)性等指標(biāo)均變差，可選性能惡化[1-2]。本文以風(fēng)化處理后的西山地區(qū)焦煤為試驗(yàn)樣品，在不同浮選藥劑條件下，研究風(fēng)化煤的浮選特點(diǎn)，并分析浮選對(duì)于提取風(fēng)化煤中腐殖酸的應(yīng)用價(jià)值。

1 樣品制備及藥劑準(zhǔn)備

本文所用試驗(yàn)樣品為西山地區(qū)焦煤，粒度為-0.25 mm。試驗(yàn)前，將原煤放置于陽(yáng)光充足、通風(fēng)良好的環(huán)境下自然風(fēng)化30天后，裝入自封袋中密封備用。

本文所用藥劑主要是不同類型浮選藥劑，即煤油、仲辛醇；另有植物油用于復(fù)合浮選藥劑的制備，所得藥劑本文稱為P1型復(fù)合浮選藥劑。

2 試驗(yàn)研究

本文試驗(yàn)過(guò)程采用單因素實(shí)驗(yàn)，即在已有試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上確定柴油用量，改變仲辛醇用量以確定其最佳值。此時(shí)確定的柴油和仲辛醇的用量就可以作為風(fēng)化煤的傳統(tǒng)浮選實(shí)驗(yàn)中最優(yōu)的試驗(yàn)條件。

2.1 傳統(tǒng)浮選藥劑對(duì)浮選結(jié)果的影響

根據(jù)以往的浮選試驗(yàn)用藥量，在試驗(yàn)中將柴油用量固定為2 500 g/t，改變仲辛醇的用量來(lái)進(jìn)行浮選實(shí)驗(yàn)，根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)將仲辛醇的量定為200 g/t左右進(jìn)行浮選試驗(yàn)。最小值選160 g/t開(kāi)始調(diào)節(jié)，以20 g/t的量遞增，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1、圖2。由圖可見(jiàn)，在不同的藥劑用量下，精煤灰分均高于原煤和尾煤灰分，產(chǎn)率也遠(yuǎn)低于尾煤。這說(shuō)明該風(fēng)化煤在進(jìn)行浮選時(shí)發(fā)生了類似于反浮選的效果，因此在確定最佳浮選條件時(shí)，應(yīng)選擇精煤產(chǎn)率高、灰分高，尾煤灰分小的藥劑條件[3]。

如圖1所示：隨仲辛醇用量增加，精煤的產(chǎn)率呈上升趨勢(shì)，在220 g/t達(dá)到9.45%的精煤產(chǎn)率后趨于平穩(wěn)；而精煤的灰分最大值出現(xiàn)在仲辛醇用量200 g/t處，此時(shí)精煤灰分為灰分為32.52%，而最小值出現(xiàn)在仲辛醇用量260 g/t處，灰分為31.13%。這主要是由于起泡劑的增多使得可靠的氣泡量增加，有利于捕收作用的發(fā)揮；而在開(kāi)始階段，灰分的增加是由于細(xì)泥夾帶所致，當(dāng)捕收劑與起泡劑用量配比好后灰分趨于穩(wěn)定[4]。

圖1 定仲辛醇浮選的精煤產(chǎn)率、灰分與仲辛醇用量的關(guān)系

圖2 定仲辛醇浮選的尾煤產(chǎn)率、灰分與仲辛醇用量的關(guān)系

如圖2所示：隨著仲辛醇用量的增加，尾煤產(chǎn)率先是呈降低趨勢(shì)，在220 g/t處的產(chǎn)率為90.55%，隨后產(chǎn)率趨于穩(wěn)定；灰分呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)，在220 g/t處為最小值23.09%。造成這一現(xiàn)象的原因與造成圖1效果的原因基本一致[5]。

綜合分析可知：雖然在仲辛醇用量較低時(shí)尾煤產(chǎn)率較高但是其灰分也比較高；在仲辛醇用量較高時(shí)尾煤產(chǎn)率較高同時(shí)灰分也較低，但是仲辛醇用量太高時(shí)尾煤的灰分也升高了。綜合多方面考慮仲辛醇用量在220 g/t。所以，通過(guò)以上的浮選實(shí)驗(yàn)，柴油和仲辛醇的用量確定為：柴油2 500 g/t、仲辛醇220 g/t[6]。

2.2 不同浮選藥劑對(duì)浮選結(jié)果的影響變化分析

本文還使用了P1型復(fù)合浮選藥劑進(jìn)行浮選試驗(yàn)，該藥劑采用單一藥劑量進(jìn)行試驗(yàn)。由2.1節(jié)中的試驗(yàn)結(jié)果可知，柴油和仲辛醇最佳用量分別為2 500 g/t和220 g/t，因此P1型復(fù)合浮選藥劑用量確定為2 720 g/t，并取其中效果最佳的情況與傳統(tǒng)藥劑作用效果對(duì)比，分別測(cè)定其腐殖酸含量，得到數(shù)據(jù)如表1[7]。

表1 傳統(tǒng)浮選和復(fù)合藥劑浮選前后對(duì)比

從表1中比較得出：在最佳的傳統(tǒng)藥劑條件下，浮選煤樣的腐植酸產(chǎn)率為精煤61.02%、尾煤69.33%，尾煤中的腐殖酸產(chǎn)率較原煤相比均有所增加，當(dāng)進(jìn)行脫灰處理后，這種增加量更為明顯。

P1型復(fù)合浮選藥劑的浮選煤樣中腐植酸產(chǎn)率：精煤57.76%、尾煤69.67%。精煤的腐植酸產(chǎn)率相對(duì)于傳統(tǒng)浮選結(jié)果最好的精煤中的產(chǎn)率低了3.26%，比原煤的低了4.3%；尾煤的腐植酸產(chǎn)率相對(duì)于傳統(tǒng)浮選結(jié)果最好的尾煤中的產(chǎn)率高了0.34%，比原煤高了7.52%。

3 結(jié)論

1）復(fù)合藥劑對(duì)風(fēng)化煤的浮選要比傳統(tǒng)藥劑的浮選效果好，P1中的精煤灰分增高到34.07%，尾煤灰分降低到21.40%。

2）P1型復(fù)合浮選藥劑浮選后尾煤的腐植酸產(chǎn)率比傳統(tǒng)最佳點(diǎn)的高了0.34%，比原煤中高了7.52%。

3）使用浮選工藝結(jié)合合理的浮選藥劑可對(duì)風(fēng)化煤中的腐殖酸起到較好的富集作用，這對(duì)于進(jìn)一步有效開(kāi)發(fā)風(fēng)化煤資源具有重要借鑒意義。

[1]李善祥，竇琇云.我國(guó)風(fēng)化煤利用現(xiàn)狀與展望[J].腐植酸，1996（2）：1-4；11.

[2]李善祥，竇琇云.我國(guó)風(fēng)化煤利用現(xiàn)狀與展望[J].煤化工，1996（1）：28-33.

[3]趙雪君，張保林，趙睿.以風(fēng)化煤為原料制取超細(xì)腐殖酸研究[J].化工生產(chǎn)與技術(shù)，2009，16（6）：26-27；33.

[4]李磊，閆敏，張強(qiáng).風(fēng)化煤對(duì)堿性土壤中重金屬鎘、鉛有效態(tài)的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（12）：32-35；41.

[5]王懷法.近三年來(lái)浮選技術(shù)的進(jìn)展[J].選煤技術(shù)，2006（5）：33-39.

[6]趙本軍.浮選過(guò)程中捕收劑和起泡劑的綜合作用[J].江蘇煤炭，2004（2）：59-60.

[7]謝廣元.選礦學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001：388-455.