微细粒煤泥浮选分离强化方法及技术研究进展

制约微细粒煤泥高效浮选回收的主要瓶颈问题是微细粒煤泥自身性质导致的颗粒与气泡矿化效率低,但黏土矿物夹杂污染、浮选泡沫性质和捕收剂性能等因素的影响同样不可忽视。为了解微细粒煤泥浮选强化方法及技术研究进展,首先介绍了微细煤泥浮选分离难的原因,其次从增大颗粒表观粒径、减小气泡尺寸、强化流场调节、捕收剂优化、浮选设备改进、浮选工艺创新和矿浆预处理等7方面进行综述,最后深入探讨不同浮选分离强化方法及技术的优劣势。为克服微细粒煤泥自身质量小的影响,絮凝浮选是常见的增大颗粒表观粒径技术,其浮选强化效果显著但药剂选择性及成本问题不可忽视;载体浮选与超声驻波团聚均具备较好的潜力但目前尚处于实验室研究阶段。为提高颗粒与气泡碰撞概率,减小气泡尺寸是有效的手段,其中纳米气泡浮选技术在显著提高微细煤泥回收率的同时能有效降低药剂用量。强化流场调节同样是关注到颗粒与气泡的碰撞、粘附概率的影响,以湍流强化为手段有效促进了浮选指标的提升。捕收剂优化是从降低药剂成本、提高药剂选择性角度出发,其研究点主要有改善传统药剂分散性、引入极性基团、新型药剂设计等。其中药剂乳化、捕收剂替代品、复配型捕收剂及新型纳米粒子捕收剂等均不同程度地呈现了良好的强化效果,但其制备成本及可能对环境造成的影响是其亟待解决的问题。此外,针对微细粒煤泥分离挑战,目的矿物高效矿化和脉石矿物有效抑制是浮选设备优化的核心突破点;多次浮选和分级浮选是解决微细粒分选不彻底的主要工艺创新改进;分级调浆、超声波及高剪切等预处理强化技术有效地改善药剂和矿浆均匀性及药剂和煤粒的碰撞概率,从而强化浮选分离效果。在以上不同浮选分离强化方法及技术中,絮凝浮选、超声驻波团聚、纳米气泡浮选、湍流强度调控及捕收剂分子设计优化等均在实验室研究阶段,向工业化应用发展的过程中还需开展大量基础理论研究及半工业化研究,而寻求成本效益卓越的新型药剂、浮选设备升级赋能、浮选工艺智慧创新及浮选矿浆预处理精细强化或将是现有选煤厂强化微细煤泥浮选分离效果较妥当且切实可行的方案。

聚合氯化铝钛对难沉降煤泥水沉降特性的影响

以六水氯化铝和四氯化钛为原料采用慢速滴碱法制备出聚合氯化铝钛(PATC),通过Turbscan稳定性分析仪研究了不同碱化度PATC对微细粒难沉降煤泥水沉降特性的影响,并与商用聚合氯化铝(PAC)进行了沉降性能的比较。结果表明PATC对于微细粒煤泥水的沉降效果显著优于PAC,煤泥水系统TSI值和ΔBS值的变化更加显著,当PATC碱化度为0.4,用量为200g/t时,与同药剂用量的PAC沉降效果相比,煤泥水的沉降速度提高了33.3%,上清液浊度降低了33.4%。红外分析表明制备得到的PATC中出现Al^(3+)和Ti^(4+)的水解特征峰,Zeta电位测试结果表明,加入PATC后,煤泥水颗粒表面的Zeta电位绝对值显著降低,从-39.1mV提高到-5.9mV,而加入相同用量的PAC,颗粒表面的Zeta电位从-39.1mV提高到-17.8mV,凝聚剂中Ti^(4+)的引入有利于进一步提高微细粒难沉降煤泥水的沉降效果。