【摘要】：由于礦井水的開采利用及煤中可溶性成分隨洗煤用水閉路循環(huán)在水中的積累會引起煤泥浮選用水水質(zhì)發(fā)生變化,導(dǎo)致浮選效果受到影響。為了揭示水質(zhì)對煤泥浮選的影響規(guī)律,本文采用內(nèi)蒙烏海及寧夏大武口礦區(qū)的極硬水,研究了溶液硬度對煤的潤濕性、ζ-電位及浮選氣泡粒度分布的影響,探討了其對氣泡礦化作用的影響,并用三種不同變質(zhì)程度的煤樣進(jìn)行了浮選工藝對比試驗。采用接觸角測量儀測定了三種試驗煤樣的不同粒級在不同水質(zhì)硬度下的接觸角。由于無機(jī)鹽離子會增加煤粒表面-OH含量,而-OH呈親水性,因此煤樣各粒級煤泥的潤濕性會隨極硬水硬度的升高而增強(qiáng),且在210°DH時趨于穩(wěn)定;TX煤泥氧含量較高,含氧基團(tuán)數(shù)量較多,其潤濕性所受影響大。采用微電泳儀測定了三種試驗煤樣各粒級煤泥在不同硬度水中的ζ-電位。極硬水通過電解質(zhì)離子壓縮擴(kuò)散層的厚度影響煤的ζ-電位,使得煤泥的ζ-電位隨極硬水硬度的升高而降低,210°DH趨于穩(wěn)定。三個粒級中,-0.125mm粒級煤泥親水性無機(jī)礦物含量最高、含氧官能團(tuán)數(shù)量最多,其負(fù)電性最強(qiáng),ζ-電位受極硬水的影響最大;LXJ煤泥氧化程度最低,含氧基團(tuán)數(shù)量較少,ζ-電位所受影響最小。利用自行設(shè)計的充氣裝置測定了極硬水在有、無起泡劑時不同充氣量下的氣泡性質(zhì)。極硬水促使水分子極化并形成穩(wěn)定的水化層,降低氣泡的兼并速率,促進(jìn)小氣泡生成,其起泡性隨水質(zhì)硬度升高而增強(qiáng)。極硬水能夠強(qiáng)化起泡劑性能,一方面是離子會吸附于氣液界面形成水化層阻礙氣泡兼并;另一方面可能是電解質(zhì)離子與起泡劑非極性基作用,提高起泡劑的溶解度。極硬水通過降低氣泡粒度和增大氣泡主導(dǎo)粒級含量,使氣泡粒度分布向氣泡直徑減小的方向變化,增強(qiáng)氣泡穩(wěn)定性;通過增大氣泡的數(shù)量,降低氣泡速率,促進(jìn)氣泡顆粒接觸;通過降低氣泡、顆粒的ζ-電位減小二者碰撞附著能壘,以此提高氣泡礦化概率與浮選速率。三種煤樣的可浮性試驗表明,煤的浮選產(chǎn)率與可燃體回收率隨極硬水硬度的升高而增大,210°DH的水對煤泥的浮選影響最大;三種煤樣分級浮選速度試驗表明,煤的浮選速度與可燃體回收速率隨極硬水硬度的升高而增大,細(xì)粒度煤泥所受影響最大。極硬水在改善煤泥浮選效果的同時,通過礦物離子壓縮煤粒雙電層,降低粗、細(xì)顆粒間的靜電斥力,促使二者的雙電層發(fā)生作用,致使細(xì)顆粒更易于吸附在粗粒表面;通過強(qiáng)化起泡劑性能增大泡沫的攜液量,使高灰細(xì)粒礦物隨水進(jìn)入精礦,從而在一定程度上降低煤泥的選擇性;粗粒級煤泥由于質(zhì)量更大、二次富集作用更強(qiáng),其選擇性所受影響小于細(xì)粒級煤泥。
【圖文】：

Review、最常用的礦物分選技術(shù)。根據(jù)所利用相界分為泡沫浮選、表層浮選以及多（全）油浮。近幾十年來，浮選的發(fā)展已從礦業(yè)擴(kuò)展到護(hù)等許多新領(lǐng)域。浮選是細(xì)粒煤分選中唯一，是提高細(xì)粒煤產(chǎn)品質(zhì)量、降其低灰分與硫煤泥分選中應(yīng)用較為廣泛[11-13]。研究（Theoretical Research of Flo本原理用有用礦物與脈石礦物表面性質(zhì)的差異進(jìn)行（固相、液相、泡沫），并帶有許多子過程長期以來，國內(nèi)外的許多科研人員[14-18]都對

不同種類的煤，其組成、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)存在著差異，即使同一個礦區(qū)、同一煤層的煤也存在明顯的差別[27]。煤不具有晶體結(jié)構(gòu)，其表面也不是均一的，存在大量的空隙。關(guān)于煤的模型，萬一克列維廉指出，煤是多環(huán)芳香族化合物，由多層平面碳網(wǎng)所組成，，也存在側(cè)鏈。一般認(rèn)為，煤的主體是多苯芳香核，各芳香核之間通過橋鍵相連接，芳香核的碳網(wǎng)上連接有烷基側(cè)鏈及各種含氧官能團(tuán)別[7, 28, 29]。煤的分子結(jié)構(gòu)中，芳香核的化學(xué)性質(zhì)不活潑，具有疏水性；烷基側(cè)鏈及部分含氧官能團(tuán)在煤化過程中氧化變質(zhì)，顯示出一定的極性；煤的結(jié)構(gòu)中還有一定數(shù)量的礦物質(zhì)，多數(shù)礦物質(zhì)具有較高的化學(xué)活性。由于芳香核在煤結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位，煤粒雖然部分表面顯示親水性，但總體上表現(xiàn)疏水性。捕收劑中若存在雜極性分子，可以吸附在煤粒的活性部位，提高整個煤粒的疏水性。煤中通常會夾雜著一些粘土礦物，且該類礦物遇水易泥化形成親水性顆粒，產(chǎn)生細(xì)泥罩蓋，大大惡化浮選過程。2）溶液化學(xué)環(huán)境對煤表面潤濕性的影響
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD94;TD923

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2525077