BM煤泥浮选复合药剂的制备及试验研究

沈笑君，梁传程，谢广元，孟凡娜，李明明，王会平，单志强

(1.黑龙江科技大学 矿业工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022；2.山东泰开高压开关有限公司，山东 泰安 271000；3.中国矿业大学 化工学院，江苏 徐州 221116； 4.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林 541000)

BM煤泥浮选复合药剂的制备及试验研究

沈笑君1，梁传程2，谢广元3，孟凡娜1，李明明1，王会平1，单志强4

(1.黑龙江科技大学 矿业工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022；2.山东泰开高压开关有限公司，山东 泰安 271000；3.中国矿业大学 化工学院，江苏 徐州 221116； 4.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林 541000)

以杂醇油、0#柴油为原料制备了BM煤泥浮选复合药剂。通过正交试验确定了最佳药剂制备条件，并用BM复合药剂与常规浮选药剂做浮选对比试验，试验结果表明：药剂最佳制备条件为0#柴油与杂醇油配比为5∶1，乳化剂司班-80用量为杂醇油质量的5%，反应温度为60℃，时间为90 min；BM复合药剂最优用量为2.0 kg/t，比同样用量的0#柴油的精煤产率高0.41%，可燃体回收率高0.83%，浮选完善指标高1.31%，说明BM煤泥浮选复合药剂具有较好的浮选效果，有着良好的应用前景。

杂醇油；浮选；复合药剂；煤泥

煤泥浮选是根据浮选物料表面物理化学性质的差异，使煤粒与其它颗粒分离的一种方法[1]。浮选过程是将一定浓度的矿浆与一定量的浮选药剂在搅拌桶中混合，充分搅拌后给入浮选机，由于浮选机的搅拌、充气作用在煤浆中形成了大量气泡，在充气的矿浆中，煤粒与气泡接触碰撞，煤粒表面润湿性较弱，所以煤粒碰撞后能够粘附在气泡上并随气泡一起升浮，最终成为泡沫精矿；矸石表面润湿性强，接触碰撞后不能与气泡附着，只能作为尾矿留在矿浆中，从而达到煤与矸石分离的目的[2-3]。

浮选药剂的选用是煤泥浮选过程中一个重要环节。煤泥浮选药剂中，常选用煤油、柴油等作为捕收剂，仲辛醇、松油等作为起泡剂。近年来，复合药剂成为浮选药剂研究的热点。复合药剂一般是由传统浮选药剂按一定比例混合配比而成，部分还需要添加一定量的促进剂等。传统药剂浮选细粒较为困难，选煤效果较差，浮选成本较高[4]。复合药剂具有适应性强、浮选速度快、使用方便等特点，同时还有起泡性能和捕收性能，各药剂间也存在协同作用，其效果要好于其它一般药剂[5-7]。复合药剂的使用可降低药剂用量、节约能源、改善浮选指标[8]。杂醇油是发酵法生产酒精过程中的一种副产物，是戊醇、异戊醇、异丙醇为主的多种高级醇及酯类复杂成分组成的混合物[9]。为此选用杂醇油、0#柴油为主要原料制备BM煤泥浮选复合药剂，并将制备的BM复合药剂与常规浮选药剂做浮选对比试验，探究其浮选效果。

1 试验

1.1 试验设备与试剂

实验仪器有恒温水浴锅，磁力搅拌器，500 mL的三口烧瓶，温度计，以及XFD-1.0型单槽式浮选机、FT10型干燥箱、ZMF-1型马弗炉、XTLZ型多用真空过滤机。

捕收剂为0#柴油、煤油，起泡剂为仲辛醇，乳化剂司班-80(化学纯)，以及杂醇油，试验采用杂醇油取自中国酿酒总公司哈尔滨分公司，为淡黄-棕褐色的油状液体物质，密度在0.811～0.832 g/cm3之间，具有香味。

1.2 试验煤样

选用灵山选煤厂焦煤为试验煤样，煤样灰分为31.45%，挥发分为26.87%，块煤经过破碎，筛分出小于0.5 mm粒级部分作为浮选试验煤样。试验参照GB/T477—2008《煤炭筛分试验方法》，对煤样进行小筛分试验，煤样试验结果见表1。

由表1可知，灵山煤样为难选煤。细粒含量高，灰分较高，高灰细泥化严重，浮选过程中这部分选择性低，选用常规浮选药剂难以达到良好浮选效果。

表1 灵山煤样粒度组成

1.3 试验方案

1.3.1 复合药剂制备试验

向500 mL 三口烧瓶中加入一定量的0#柴油和司班-80，搅拌并加热，达到预定温度后再加入杂醇油，持续搅拌后静置冷却，即可得到BM煤泥浮选复合药剂。

1.3.2 浮选试验

每次试验取煤样 80 g，将其配制成浓度为80 g/L的煤泥水，预搅拌2 min至煤样全部润湿，加入捕收剂搅拌2 min，再加入起泡剂搅拌30 s，浮选刮泡，过程中补充水量，保持液面稳定，3 min后停止刮泡。试验结束后，将得到的精煤和尾煤分别进行过滤、干燥，冷却后称量并化验分析，计算煤泥的精煤产率、灰分以及尾煤产率、灰分[10]。

2 试验结果与分析

2.1 BM煤泥浮复合选药剂最佳条件

为确定制备BM煤泥浮选复合药剂的最佳试验条件，设计L9(34)正交试验，正交试验各因素水平见表2[11]。煤样选用灵山煤泥，进行正交试验，以可燃体回收率作为浮选效果评定指标，正交试验分析结果见表3。

表2 BM煤泥浮选复合药剂制备所选因素及水平

表3 BM煤泥浮选复合药剂制备正交试验分析结果

通过表3中Rj数值比较得出，极差大小顺序为RA>RD>RC>RB，各因素对制备BM复合药剂影响程度为：0#柴油杂醇油配比>反应时间>反应温度>乳化剂用量，通过试验结果分析可知，工艺条件A2B3C2D3为最优工艺条件，即0#柴油与杂醇油质量配比为5∶1，乳化剂用量为杂醇油质量的5%，反应温度为60℃，反应时间为90 min。依照此工艺条件A2B3C2D3进行验证性试验。试验结果同正交表中其他水平条件下相比，均高于其他指标，符合正交试验分析，实验条件下，其精煤产率为60.77%，精煤灰分为10.12%，可燃体回收率高达80.22%，为试验反应的最佳条件。

2.2 浮选对比试验

为进一步确定BM煤泥浮选复合药剂性能的优劣，与常规浮选药剂进行浮选对比试验，并对浮选效果进行对比。选用灵山煤泥作为试验煤样，药剂分别选用0#柴油与仲辛醇药剂组合、煤油与仲辛醇药剂组合，以及BM煤泥浮选复合药剂；按照GB/T4757—2001《煤粉(泥)实验室单元浮选试验方法》进行浮选。BM煤泥浮选复合药剂与常规浮选药剂浮选结果对比见表4。

表4 BM煤泥浮选复合药剂与常规浮选药剂浮选结果对比表

由表4分析可知，选用0#柴油、仲辛醇药剂作为浮选药剂，且0#柴油用量为2.0 kg/t 、仲辛醇用量为0.4 kg/t 时，精煤产率最高，达到60.20%，可燃体回收率最高达到78.86%，此时浮选完善指标为58.47%，精煤灰分为10.81%；选用煤油、仲辛醇药剂组合时，煤油用量为1.5 kg/t 、仲辛醇用量0.3 kg/t时，精煤产率最高，为62.33%，可燃体回收率也达到最高值81.42%，对应的精煤灰分为11.06%，浮选完善指标为59.82%；使用合成的BM煤泥浮选复合药剂进行灵山煤样的浮选试验时，当药剂用量为2.0 kg/t时，最高精煤产率与可燃体回收率，分别为60.61%与79.69%，此时精煤灰分为10.48%，浮选完善指标为59.78%。

BM煤泥浮选复合药剂在用量为2.0 kg/t时，精煤产率比0#柴油用量2.0 kg/t时高0.41%，说明BM复合药剂的捕收性能有所提高，但精煤灰分也升高了0.17%，说明BM煤泥浮选复合药剂选择性减弱；比在煤油用量为1.5 kg/t时，精煤产率低1.62%，精煤灰分低0.58%，可知BM煤泥浮选复合药剂的浮选效果居中。BM煤泥浮选复合药剂在最佳用量为2.0 kg/t，比同样用量0#柴油的可燃体回收率高0.83%，浮选完善指标高1.31%；比煤油用量为1.5 kg/t时可燃体回收率低1.73%，浮选完善指标低0.04%。综上说明BM煤泥浮选复合药剂浮选效果高于0#柴油、仲辛醇组合但低于煤油、仲辛醇的药剂组合，处于两组组合之间。

3 结论

(1)通过正交试验，确定了制备BM煤泥浮选复合药剂的最佳试验条件为:0#柴油与杂醇油质量比为5∶1，乳化剂用量为杂醇油质量的5%，反应温度为60℃，反应时间为90 min。

(2)对BM煤泥浮选复合药剂与常规浮选药剂进行浮选对比试验，结果分析表明，BM煤泥浮选复合药剂在用量为2.0 kg/t时，精煤产率为60.61%，可燃体回收率为79.69%，浮选完善指标为59.78%，与其他浮选药剂浮选效果对比发现BM煤泥复合药剂浮选效果在0#柴油、仲辛醇与煤油、仲辛醇的药剂组合之间。

(3)选用杂醇油制备浮选药剂，减少了对传统浮选药剂的依赖，降低了生产成本，同时可以提高杂醇油的回收综合利用率，减少了资源浪费现象。

[1] 杨晓松.煤泥浮选技术综述[J].煤，2011，20(143):36-37.

[2] 胡 军，王淀佐，胡永平.新型煤炭脱硫降灰浮选药剂BET的试验研究[J].中国矿业大学学报，2001，3(6):578-581.

[3] 谢广元.选矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2001.451-462．

[4] 王学霞，谢广元，彭耀丽，等.新型浮选药剂改善煤泥分选效果的实验研究[J]．中国煤炭，2013，39(8):89-92．

[5] 许占贤，周振英.选煤试验[M].北京:煤炭工业出版社，1994.

[6] 沈笑君，梁传程，郝立伟.铁东选煤厂浮选药剂选择试验[J].选煤技术，2015，(1):20-23.

[7] 荀海鑫，康文泽，刘松阳.AO捕收剂对稀缺难浮煤泥的捕收效果研究[J].煤炭科学技术，2012，40(8):118-120.

[8] 李 哲,朱 玉,武英刚.煤泥复合捕收剂的研究[J].洁净煤技术,2008,14(6):14-16.

[9] 张 嫦.杂醇油的利用及其深加工[J].西南民族学院学报(自然科学版),2001，27(4):440-442.

[10] 沈笑君，梁传程，袁广春，等.HTP捕收剂煤泥浮选实验研究[J].黑龙江科技大学学报，2015(1):62-65.

[11] 解维伟，朱书全，王 佳，等.新型乳化浮选药剂在煤泥浮选中的应用[J].选煤技术，2007(2):13-15.

Experimental study and preparation of BM compound coal slime flotation reagent

SHEN Xiao-jun1, LIANG Chuan-cheng2, XIE Guang-yuan3, MENG Fan-na1, LI Ming-ming1, WANG Hui-ping1, SHAN Zhi-qiang1

(1. Institute of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin, Heilingjiang 150022, China; 2. Shandong Kaitai High-tension Switchgear Co., Ltd., Tai'an, Shandong 271000, China; 3. School of Chemical Engineering & Technology, China University of Mining & Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China;4. China Nonfenous Metals(Gulin) Geology & Mining Co., Ltd., Guilin, Guangxi 541000, China)

The BM compound flotation agent is prepared using fusel oil and 0#diesel oil as raw material under an optimum preparation condition determined through orthogonal experiment. Comparison with other agents normally used indicates that: a best result can be expected when the agent is prepared with 0#diesel and fusel oil in a ratio of 5∶1, an addition of Span-80 in a dosage of 5% of fusel oil (by weight), a reaction temperature of 60℃ and a reaction time of 90 minutes; at an optimal dosage of 2.0 kg/t, the flotation concentrate , recovery of combustible matter and flotation perfection index are 0.41%, 0.83% and 1.31% respectively than in the case when 0#diesel is used at the same dosage, well demonstrating the remarkable effect of the agent and its promising future for popularization.

fusel oil; flotation; compound agent; coal slime

1001-3571(2016)06-0014-04

TD943+.1

A

2016-08-23

10.16447/j.cnki.cpt.2016.06.004

黑龙江省教育厅科学技术研究资助项目(11541303)；黑龙江省普通高等学校重点实验室开放基金项目(2014-KF001)

沈笑君(1962—)，男，黑龙江省肇东市人，教授，博士，从事资源综合利用方面的教学和研究。

E-mail：shenxj569@sohu.com Tel：13936130138

沈笑君，梁传程，谢广元，等. BM煤泥浮选复合药剂的制备及试验研究[J]. 选煤技术，2016(6)：14-17.