浮选捕收剂吸收性能研究

材料科学

化工之友　　２００７．ＮＯ．１３

浮选捕收剂吸收性能研究

刘维林

（七煤（集团）公司龙湖选煤厂）

摘　要：煤炭洗选加工是提高煤炭综合利用价值的有效途径，煤炭分选本身如浮选煤需要研究捕收剂、起泡剂、促进剂等浮选药剂性能，以降低精煤灰分、提高精煤产率、改善浮选效果。而在浮选原矿中加入浮选捕收剂可改善煤粉表面疏水性，促进捕收剂在煤炭表面的吸附，可见吸附是其间相互作用的一种主要形式。关键词：煤炭　　浮选捕收剂中图分类号：ＴＤ８２文献标识码：Ａ文章编号：

１００４－０８６２（２００７）０７（ａ）－００４２－０２浮选用捕收剂是一种能选择性地吸附在煤粉表面并使其疏水性提高的有机物质，主要作用是在煤粉—水界面上，通过提高煤粉的疏水性，使煤粉能够更牢固地附着于气泡而上浮，增加煤粉的可浮性。但是捕收剂在煤表面的吸附规律至今仍处于积累数据、探索机理的阶段。长期以来，引用各种气液界面的等温吸附公式来从事这方面探讨，应用最多的是Ｌａｎｇｍｕｉｒ公式和Ｆｖｅｕｎｄｉｃｈ等温吸附公式，虽然有些实验事实与这２个公式相符，但仍有一定局限。因此寻求捕收剂在煤表面的吸附规律，对捕收剂在煤表面的等温吸附技术模拟还需进一步研究。

量。利用捕收剂与有机染料在一定的溶剂中形成有色络合物，此络合物的消光值与捕收剂的浓度成比例关系，因而可作比色或分光光度测定。

（２）捕收剂在煤表面等温吸附量的测定

煤的最大吸附量为每２．７ｇ煤吸附０．０２ｍｌ煤油，准确称取待测煤样５０ｇ，加水制成煤浆液，用微型注射器吸取不同体积的煤油分别加入煤浆液中，搅拌后静置２ｄ，待吸附达平衡后离心分离，将滤液（含未被吸附的煤油）加染料染色，利用分光光度计测定溶液的吸光度。再参加吸光度的标准曲线，由被测液吸光度可查得其浓度，即残余液中煤油的浓度，用溶液中总的煤油量减去残余液中煤油的量，再除以煤的质量，即可求出每克煤吸附煤油的量（见表１）。计算公式为：

吸附量＝［加入煤油的体积—残余液中煤油的体积］／煤的质量２．２　该技术模拟在生产实践中的应用

１　建立捕收剂在煤表面等温吸附的技术模拟

在煤表面的吸附机理可以用界面化学两阶段的吸附模型来概括。第１阶段时个别的表面活性分子或离子通过静电吸引和／或范德华引力（包括氢键）与固体表面直接作用被吸附。到一定浓度以上，吸附进入第２阶段。这时溶液中的表面活性分子或离子与已吸附的表面活性分子或离子通过碳氢键间的疏水相互作用形成表面胶团（或称做半胶团）使吸附急剧上升。此时，第１阶段中吸附的单体形成表面胶团的活性中心。

第一阶段：吸附位（煤）＋单体（捕收剂）→吸附单体第二阶段：吸附单体＋（ｎ—１）单体→表面胶团

２　捕收剂在煤表面等温吸附技术模拟的研讨

２．１　染料—浮选剂络合物形成法测定捕收剂在煤表面等温吸附量

（１）测定原理

煤在浮选药剂中对药剂吸附量的测定，按照测定方法分为直接法和间接法。直接法是对吸附在矿物表面的药剂量和组成作直接测定；间接法是用已知浓度和体积的药剂溶液作用后，测定残余溶液的浓度，再计算出吸附量。本实验即采用间接法测

表１　　捕收剂在煤表面等温吸附量

某选煤厂采用跳汰粗选、重介质旋流器精选，原煤经水力分级旋流器分级去粗后直接浮选工艺，设计能力１．８Ｍｔ／ａ，２００４年实际生产能力达到２．４Ｍｔ，入选原煤为主焦煤，主要产品为１０级冶炼精煤，浮选捕收剂原一直采用的是１９０＃溶剂油。

（１）工业性试验

根据该捕收剂技术模拟试验，在现场针对该厂实际入选原煤应用不同捕收剂进行等温吸附模拟，根据其在煤粒表面等温吸附量及选择性不同，对ＤＩ－１新型合成捕收剂和原捕收剂１９０＃溶剂油分别进行大量等温吸附技术模拟试验及效果分析，并对原捕收剂和ＤＩ－１合成捕收剂进行大量工业性试验的基础上，发现采用ＤＩ　－　１合成捕收剂时各项指标均好于原１９０＃溶剂油捕收剂（见表３），认为该厂采用ＤＩ－１新型合成捕收剂进行煤泥浮选效果最佳。这就更进一步验证了这一技术模拟的可行性。

（２）捕收剂效益分析

表２　　ＤＩ－１合成捕收剂和轻柴油工业性试验结果统计表（起泡剂为杂醇）

４２ＦＲＩＥＮＤ　ＯＦ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ

材料科学

２００７．ＮＯ．１３　　化工之友

采取有效的措施

应对高碱度高硬度水质问题的分析

胡生伟　　李振鹏

（新疆吐哈油田石油天然气化工厂　　８３８２０２）

摘　要：本篇主要系统的介绍针对在循环冷却水处理行业，提高浓缩倍数后可以减少水资源浪费这一问题．对水质产生不良影响的合理对策。

关键词：循环水　　高碱度　　高硬度　　措施中图分类号：Ｘ５２文献标识码：Ａ文章编号：１００４－０８６２（２００７）０７（ａ）－００４３－０２当今全球水资源的短缺和水污染的种种问题的日益突出，全球工业用水量成倍增长，据相关统计我国在石油化工行业占全工业用水的５５％以上，对淡水的消耗量日益惧增，为保证工业生产用水的连续稳定的运行和持续发展的同时，当前我国工业用冷却水基本实现了循环冷却再利用，这是水处理工业发展中的一大进步。随着科学的发展和水处理水平和意识的提高，对循环冷却水的要求不断的提高，对与用水量的控制进入一个科学化、合理化的阶层，所以对水质的要求及控制在循环水处理技术又提升了一个高度。

作及化验的准确性。浓缩倍数越高补水量和排污量越小，意味着药剂的损失量越小利用率越高、成本越小、有很高的经济效益和节约用水的社会效益。随着浓缩倍数的提高，水中的碱度和硬度也成倍提高，水质控制指标和采用的药剂配方及运行方案都相互牵制，所以如何准确采用合理的循环水运行参数有着很重要的意义。

３　问题的提出

在石油化工行业中循环水系统用水量极大，随着中国水处理技术突飞猛进的发展，节水理念逐步完善，很多企业采取提高浓缩倍数节约水资源，减少浪费，并取得了良好的效果。这是很直观和很有效的一种方式，但与此同时，在高浓缩倍数水质的特点下，优良的运行成为了循环水处理行业的课题，也成为了循环水处理控制水平的衡量标准；由于循环水系统是一个“隐蔽系统”看不到、摸不着，所以系统运行控制上有一定的难度，如何将系统在一个高水平下安全合理的长期运行成为讨论的关键，但是各地区水质及工况的不同产生很多控制的差异，寻求一个最合理、最经济、最安全的控制方式成为一个循环水系统的重点所在。

１　行业状况分析

由于循环水的广泛应用，原来在大多数石化行业循环水系统运行中浓缩倍数控制低，水中的微生物数量较高，污水排放量大、药剂的投放量较高等问题的存在，腐蚀的倾向危机到换热器的正常运行，同时消耗了大量的新鲜水和水处理药剂，为确保换热器不结垢，换热效率不降低、延长换热器的使用寿命的同时降低循环水的运行成本。大多数单位采取了不同的应对措施，主要从提高浓缩倍数入手落实，并在实际生产中取得了一定的经济效益。大多数循环水场实现了高浓缩倍数的运行，但是出现了很多水质控制上的各种弊端。

４　国内循环水系统情况

现国内大多数循环水系统由于浓缩倍数的提高导致循环水水质呈高硬度高碱度一般大多数循环系统采取的应对措施大致可分为：

（１）加酸工艺主要是对补入的高硬高碱的循环水补水不进行降

２　提高浓缩倍数的意义

提高浓缩倍数其实包含了很多丰富的内容如循环水的系统设计的合理性、工艺条件、补水水质、药剂的配方、日常的操

某选煤厂生产精煤灰分按９．００％计算，采用ＤＩ—１新型合成捕收剂可提高浮选精煤产率７．７５％（占本级），按选煤厂全年入洗原煤２４０Ｍｔ，粉煤（－０．５ｍｍ）占１８％计算，每年可多回收精煤：２４０×１８％×７．７５＝３．３５Ｍｔ。除去精煤与煤泥差价，此项每年可多获利润６６８．９２万元。

新型ＤＩ－１Ｉ捕收剂使用后，可使浮选综合药耗降低３５．８２％，原浮选药耗按１．３４ｋｇ／ｔ计，药剂单价按４０００元／ｔ计算，每年可节支：２４０×１８％×３５．８２％×４０００×１．３４×１０＝８２．９４万元。

以上２项每年可降成提效７５１．８６万元。由此可看出，浮选用捕收剂种类及用量的正确选择直接影响煤泥浮选的效果，对选煤厂精煤产量的提高，生产成本的大幅度降低，经济效益显著提高也起着至关重要的作用。

根据表１、表２测得的数据、现场实际应用效果的试验及对该测定的技术模拟过程的分析，认为用该模拟描述捕收剂在煤表面等温吸附是可行的，该技术模拟有一定的可靠性。因目前还没有捕收剂在煤粒表面吸附量的成熟模型，而所有吸附模型都是借助于气固界面吸附，用此预计捕收剂在煤粒表面上的吸附有一定局限性。本项目的研究有讨论是根据界面化学理论，从理论上建立了捕收剂在煤粒表面等温吸附的技术模拟，同时通过大量试验也验证了该模拟的可行性。应用该技术模拟可以预计出不同煤质对一定浓度不同种类捕收剂的吸附量，可随煤质及浮选条件的不同，选择相适应的捕收剂，从而达到提高选择性和精煤产率，降价浮选成本，改善浮选效果，获得较高技术经济指标的目的。

ＦＲＩＥＮＤ　ＯＦ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ４３

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