煤炭洗选加工方法(浮选)

1、煤炭洗选加工方法（煤炭洗选加工方法（浮选浮选）1.9 浮选浮选一、概述一、概述（一）浮选方法（一）浮选方法1 全油浮选全油浮选：bulk-oil flotation 1860年由英国人年由英国人Willian Haynis首先取得专利权。首先取得专利权。 分选作用主要在油分选作用主要在油-水界面发生，疏水矿粒进入油相，亲水界面发生，疏水矿粒进入油相，亲水矿粒进入水相。水矿粒进入水相。1898年这种工艺用于工业生产。年这种工艺用于工业生产。 2 表层浮选表层浮选：skin flotation 1907年由马克魁斯通年由马克魁斯通（Macquiston）首先取得专利权。）首先取得专利权。 分选作用

2、主要在水分选作用主要在水-气界面发生，疏水矿粒浮在水面上，气界面发生，疏水矿粒浮在水面上，亲水矿粒沉入水中。亲水矿粒沉入水中。 1.9 浮选浮选以上两种浮选因其是在两相界面发生，因此以上两种浮选因其是在两相界面发生，因此又称为界面浮选。又称为界面浮选。3 泡沫浮选泡沫浮选：froth flotation 1902年由年由Potter首先取得专利权。首先取得专利权。 分选作用主要在气分选作用主要在气-水水-固三相界面发生，固三相界面发生，疏水矿粘附气泡并与气泡一起上浮，亲水疏水矿粘附气泡并与气泡一起上浮，亲水矿粒留于水中。矿粒留于水中。（二）对工业用浮选设备的要求对工业用浮选设备的要求 1、充气

3、作用：充气量大且易调节。造成大、充气作用：充气量大且易调节。造成大量的气量的气-水界面，使气泡在浮选过程中充当水界面，使气泡在浮选过程中充当载体。另外，由于不同的矿物或不同的浮载体。另外，由于不同的矿物或不同的浮选作业各有其合适的充气量，所以要求充选作业各有其合适的充气量，所以要求充气量可调。气量可调。 2、搅拌作用：因为搅拌产生负压而吸入大、搅拌作用：因为搅拌产生负压而吸入大量空气量空气,并产生气泡。搅拌强度要足够使气并产生气泡。搅拌强度要足够使气泡粉碎、矿粒悬浮、药剂乳化分散泡粉碎、矿粒悬浮、药剂乳化分散,使浮选使浮选槽内矿浆浓度均匀；槽内矿浆浓度均匀； 矿粒和气泡在浮选机中的分布均匀矿粒

4、和气泡在浮选机中的分布均匀;促使药促使药剂和矿粒、矿粒和气泡的接触几率提高。剂和矿粒、矿粒和气泡的接触几率提高。 3、循环作用：浮选槽内矿浆循环量要大，、循环作用：浮选槽内矿浆循环量要大，以增加矿粒与气泡的接触机会。以增加矿粒与气泡的接触机会。 4、调节作用：、调节作用：通过矿浆量的大小、浮选机通过矿浆量的大小、浮选机中液面的高低、泡沫层的厚度都应可调，中液面的高低、泡沫层的厚度都应可调，以适应自动控制需要。以适应自动控制需要。 5、连续工作：进料、刮泡、排料要连续进、连续工作：进料、刮泡、排料要连续进行。行。 6、一般的机械要求：结构、一般的机械要求：结构简单、维修方便、简单、维修方便、能耗

5、低、寿命长、能长期安全运行。能耗低、寿命长、能长期安全运行。1.9 浮选浮选浮选过程中的充气矿浆浮选过程中的充气矿浆通常把浮选过程通常把浮选过程中的充气矿浆叫中的充气矿浆叫三相体系三相体系。相间。相间的分界面叫的分界面叫相界相界面。面。 固相固相Solid Phase液相液相Liquid Phase气相气相Gas Phase矿物颗粒矿物颗粒水水气泡气泡1.9 浮选浮选二、浮选机械二、浮选机械 浮选机浮选机是实现浮选工艺过程的主要装置。是实现浮选工艺过程的主要装置。 矿浆在搅拌槽内与浮选药剂充分作用后，矿浆在搅拌槽内与浮选药剂充分作用后，送入浮选机在其中进行充气与搅拌，使表送入浮选机在其中进行充

6、气与搅拌，使表面已受捕收剂作用的矿粒向气泡附着，在面已受捕收剂作用的矿粒向气泡附着，在矿浆面上形成矿化泡沫层，用刮板刮出，矿浆面上形成矿化泡沫层，用刮板刮出，得泡沫产品（精矿）。得泡沫产品（精矿）。按有无充气搅拌机浮选设备可分成两大类按有无充气搅拌机浮选设备可分成两大类: :1.9 浮选浮选（一）机械搅拌式浮选机（一）机械搅拌式浮选机 机械搅拌式浮选机分两大类机械搅拌式浮选机分两大类：机械搅拌机械搅拌自吸式自吸式和机械搅拌和机械搅拌压入式压入式。 我国使用最多的是机械搅拌自吸式浮选机。我国使用最多的是机械搅拌自吸式浮选机。如如:XJK（选矿用）（选矿用）;XJM 、XJM-S（它是（它是以以X

7、JM型为基础，模拟放大改进，最大为型为基础，模拟放大改进，最大为XJM-S16m3）、）、FJG-S8（在（在XJM-S型的型的分离区加上振荡器）分离区加上振荡器）;XJX、XJZ（最大（最大12m3）等，都是我国目前常用的机械搅拌）等，都是我国目前常用的机械搅拌自吸式浮选机。自吸式浮选机。 图图3-1是自吸式机械搅拌浮选机示意图。是自吸式机械搅拌浮选机示意图。1.9 浮选浮选（一）（一）机械搅拌式浮选机机械搅拌式浮选机1.9 浮选浮选（二（二) )喷射旋流式浮选机喷射旋流式浮选机 属于属于空气析出式空气析出式浮选浮选机。它没有叶轮搅拌，而是由加压矿浆析机。它没有叶轮搅拌，而是由加压矿浆析气形

8、成气泡。特点是气泡直径小，微泡数气形成气泡。特点是气泡直径小，微泡数量多。量多。 我国自己研制的、适用于选煤的第一、第我国自己研制的、适用于选煤的第一、第二代喷射旋流式浮选机型号为二代喷射旋流式浮选机型号为XPM-4、8。上个世纪上个世纪80年代，由于年代，由于喷嘴磨损严重喷嘴磨损严重而没而没有得到大面积推广。有得到大面积推广。1.9 浮选浮选 近年来，随着选煤技术的发展，尤其是多近年来，随着选煤技术的发展，尤其是多种耐磨材料的研制成功，如种耐磨材料的研制成功，如高纯度氧化铝高纯度氧化铝刚玉耐磨材料、碳化钨、碳化硅钢耐磨材刚玉耐磨材料、碳化钨、碳化硅钢耐磨材料、陶瓷复合钢料、陶瓷复合钢耐磨材料

9、的研制成功，解耐磨材料的研制成功，解决了磨损问题，喷射旋流式浮选机又得到决了磨损问题，喷射旋流式浮选机又得到了新的发展。第三代喷射旋流式浮选机是了新的发展。第三代喷射旋流式浮选机是FJC型型，它的系列产品有，它的系列产品有FJC-4、6、8、12、16、20。1.9 浮选浮选（二）喷射式（二）喷射式浮选机浮选机1.9 浮选浮选（二）喷射式（二）喷射式浮选机浮选机FJC20型煤用喷射式浮选机型煤用喷射式浮选机2、无机械搅拌器的浮选机（1）气体压入式，（如浮选柱）；（2）气体析出式（真空式）；（3）喷射旋流式，靠高速射流产生负压析出气泡1、有机械搅拌器的浮选机（3）搅拌机构有充气、搅拌作用，但充气

10、不足还要靠外界压风机补充。（2）搅拌机构只管搅拌，充气由外界鼓风机完成；（1）充气和搅拌，由机械搅拌机构同时完成；1.9 浮选浮选（二）喷射式（二）喷射式浮选机浮选机槽体、刮泡与放矿机构相似于槽体、刮泡与放矿机构相似于XJM-4型型,不同不同的是采用的是采用直流式直流式给矿，槽体之间直接相连，给矿，槽体之间直接相连，无中矿箱无中矿箱和和U形连接管形连接管。每。每两个浮选槽配备两个浮选槽配备1台砂泵台砂泵，从浮选槽中抽出部分矿浆，使其，从浮选槽中抽出部分矿浆，使其加压，再从喷嘴中以加压，再从喷嘴中以20m/s左右的左右的高速喷出高速喷出，使混合室造成负压，吸入空气。使混合室造成负压，吸入空气。高

11、速射流高速射流将空气切割、粉碎成细小微泡，将空气切割、粉碎成细小微泡，并互相混并互相混合，沿切线方向进入旋流器，看下图合，沿切线方向进入旋流器，看下图 . 在在旋流器旋流器中中, 将混合物高速旋转将混合物高速旋转,呈伞状甩向呈伞状甩向浮选槽。加压过程中溶解在煤浆中的空气浮选槽。加压过程中溶解在煤浆中的空气在混合室负压区析出在混合室负压区析出,形成微泡形成微泡,有选择性地有选择性地在矿物疏水性表面析出在矿物疏水性表面析出,完成完成矿化矿化。没有浮出的煤泥在浮选机各槽内均有机会被没有浮出的煤泥在浮选机各槽内均有机会被循环砂泵循环砂泵吸出进行循环吸出进行循环,再次被矿化分选；再次被矿化分选；其余矿浆

12、则直接进入下一室与旋流器甩出其余矿浆则直接进入下一室与旋流器甩出的气泡相遇而矿化的气泡相遇而矿化,完成浮选过程。完成浮选过程。喷射旋流式浮选机的特点喷射旋流式浮选机的特点1、微泡量大。、微泡量大。因为循环泵加压矿浆增加了空因为循环泵加压矿浆增加了空气的溶解度；矿浆从喷嘴高速喷出，压力气的溶解度；矿浆从喷嘴高速喷出，压力急剧下降，空气在矿浆中呈过饱和状态，急剧下降，空气在矿浆中呈过饱和状态，以大量微泡形式析出；提高可浮性和入浮以大量微泡形式析出；提高可浮性和入浮上限（一般浮选机上限（一般浮选机0.5mm，这种浮选机可，这种浮选机可达达1mm）。）。2、充气搅拌装置、充气搅拌装置是一种喷射式是一种

13、喷射式乳化装置乳化装置。在。在将气体和矿浆高度分散成微细状态的同时将气体和矿浆高度分散成微细状态的同时也使药剂受到剧烈的乳化作用也使药剂受到剧烈的乳化作用,提高药效提高药效,降降低药耗。低药耗。喷射旋流式浮选机的特点喷射旋流式浮选机的特点3、充气矿浆从旋流器内呈伞状向斜下方甩出充气矿浆从旋流器内呈伞状向斜下方甩出,碰到槽底再折向浮选机液面碰到槽底再折向浮选机液面,呈呈W型型运动运动,与与直流的矿浆相遇直流的矿浆相遇,增加矿粒与气泡的接触几增加矿粒与气泡的接触几率。率。4、气泡分布均匀。、气泡分布均匀。每个浮选槽中有每个浮选槽中有4个充气个充气搅拌机构甩出气泡，这比一个大体积的搅搅拌机构甩出气泡

14、，这比一个大体积的搅拌装置甩出气泡更均匀。拌装置甩出气泡更均匀。 5、 矿浆循环量大。矿浆循环量大。使物料受到多次反复分使物料受到多次反复分选，改善分选效果。选，改善分选效果。 6、由于是直流式由于是直流式,处理能力大处理能力大。1.9 浮选浮选 2003年，唐山国华科技有限公司提出：年，唐山国华科技有限公司提出： “1+1模式选煤厂模式选煤厂”，就是在，就是在处理能力处理能力0.3mm粒级煤炭，粒级煤炭，1台台FJC20型喷射式型喷射式浮选机浮选机分选分选0.3mm粒级煤粒级煤泥。浮选机泥。浮选机单槽容积单槽容积20m3在目前是我国最在目前是我国最大的。大的。 （煤质技术煤质技术2004.N

15、o.1；煤炭加工与综合利用煤炭加工与综合利用 2004.9.专专刊刊 有详细报道。有详细报道。）浮选机浮选机型号型号机械搅拌机械搅拌XJX-T12喷射式喷射式FJCR12容积，容积，m312*4=4812*4=48入料入料灰分，灰分，%12.3312.06浓度，浓度，g/L4540 精煤精煤产率，产率，%86.3885.85灰分，灰分，%5.245.10尾煤尾煤产率，产率，%13.6214.15灰分，灰分，%57.2954.29处理量处理量干煤，干煤，t/h12.5718.77矿浆，矿浆，m3/h279.33469.25单位耗电单位耗电干煤，干煤，kW/(h. t)14.637.56矿浆，矿浆

16、，kW/(h. mkW/(h. m3 3) )0.660.30药剂用量药剂用量捕收剂，捕收剂，kg/t0.780.54起泡剂起泡剂,GF,kg/t0.420.29机械搅拌式机械搅拌式与与喷射式浮选机喷射式浮选机的工艺指标对比的工艺指标对比(极易浮极易浮)1.9 浮选浮选（三）浮选柱（三）浮选柱 浮选柱浮选柱是在是在上世纪上世纪60年代年代由由加拿大加拿大的的布廷布廷和和特列勃特列勃发明，当时在世界各地风行一时。发明，当时在世界各地风行一时。后来，由于在选矿试验中出现了一些机械后来，由于在选矿试验中出现了一些机械和操作上的问题。直到和操作上的问题。直到1980年年，才又重新，才又重新在世界出现了

17、研制和应用浮选柱的热潮，在世界出现了研制和应用浮选柱的热潮，使使浮选柱得到迅速发展浮选柱得到迅速发展。近年来研制和应。近年来研制和应用的国家主要有加拿大、美国、俄罗斯、用的国家主要有加拿大、美国、俄罗斯、英国、中国等。英国、中国等。 1.9 浮选浮选（三）浮选柱（三）浮选柱 Flotation Column1、工作原理、工作原理1.9 浮选浮选1.9 浮选浮选 如图如图3-19，微泡浮选柱包括，微泡浮选柱包括柱浮选、旋流柱浮选、旋流分选、管流矿化分选、管流矿化三部分。整个构造为柱式，三部分。整个构造为柱式，柱浮选在柱体上部，用于原料预选，并借柱浮选在柱体上部，用于原料预选，并借助其选择性优势得

18、到高质量精矿；旋流分助其选择性优势得到高质量精矿；旋流分选位于柱浮选下部，用于柱浮选的进一步选位于柱浮选下部，用于柱浮选的进一步分选，并通过高回收能力得到合格尾矿；分选，并通过高回收能力得到合格尾矿；管流矿化是在引入气体并形成微泡的基础管流矿化是在引入气体并形成微泡的基础上，对旋流中矿进一步分选并沿切向与旋上，对旋流中矿进一步分选并沿切向与旋流分选相连接以形成循环。流分选相连接以形成循环。1.9 浮选浮选（三）浮选柱（三）浮选柱 Flotation Column1.9 浮选浮选三、三、压气式浮选机压气式浮选机 1、充气作用：、充气作用：充气量大且易调节。造成大量的气充气量大且易调节。造成大量的

19、气-水界面，水界面，使气泡在浮选过程中充当载体。另外，由于不同的矿物或使气泡在浮选过程中充当载体。另外，由于不同的矿物或不同的浮选作业各有其合适的充气量，所以要求充气量可不同的浮选作业各有其合适的充气量，所以要求充气量可调。调。 2、搅拌作用：、搅拌作用：因为搅拌产生负压而吸入大量空气因为搅拌产生负压而吸入大量空气,并产生并产生气泡。搅拌强度要足够使气泡。搅拌强度要足够使气泡粉碎气泡粉碎、矿粒悬浮矿粒悬浮、药剂乳化药剂乳化分散分散,以保证浮选槽内矿浆浓度均匀以保证浮选槽内矿浆浓度均匀;矿粒和气泡在浮选机矿粒和气泡在浮选机中的分布均匀中的分布均匀;促使药剂和矿粒、矿粒和气泡的接触几率促使药剂和矿粒、矿粒和气泡的接触几率提高。提高。1.9 浮选浮选（四）（四） 影响影响浮选的因素浮选的因素1、磨矿细度、磨矿细度（1）有用矿物基本上单体解离。物与脉石的连生体；）有用矿物基本上单体解