不同浮选药剂条件对风化煤中腐殖酸提取的影响研究

张洪安， 于 波

（兖州煤业股份有限公司东滩煤矿选煤厂， 山东 邹城 273500）

引言

风化煤主要是指埋深较浅的煤，其与外界环境接触的几率较大，并在这种长期与外界雨雪霜冻等气候现象相接触后，发生一系列物理化学变化，从而导致内生大量腐殖酸的一种变质煤。风化煤一般脆性较大，易碎裂，并且含有大量裂隙和水分，机械性能恶化，结焦性、黏结性等指标均变差，可选性能恶化[1-2]。本文以风化处理后的西山地区焦煤为试验样品，在不同浮选药剂条件下，研究风化煤的浮选特点，并分析浮选对于提取风化煤中腐殖酸的应用价值。

1 样品制备及药剂准备

本文所用试验样品为西山地区焦煤，粒度为-0.25 mm。试验前，将原煤放置于阳光充足、通风良好的环境下自然风化30天后，装入自封袋中密封备用。

本文所用药剂主要是不同类型浮选药剂，即煤油、仲辛醇；另有植物油用于复合浮选药剂的制备，所得药剂本文称为P1型复合浮选药剂。

2 试验研究

本文试验过程采用单因素实验，即在已有试验经验基础上确定柴油用量，改变仲辛醇用量以确定其最佳值。此时确定的柴油和仲辛醇的用量就可以作为风化煤的传统浮选实验中最优的试验条件。

2.1 传统浮选药剂对浮选结果的影响

根据以往的浮选试验用药量，在试验中将柴油用量固定为2 500 g/t，改变仲辛醇的用量来进行浮选实验，根据已有经验将仲辛醇的量定为200 g/t左右进行浮选试验。最小值选160 g/t开始调节，以20 g/t的量递增，其实验结果如图1、图2。由图可见，在不同的药剂用量下，精煤灰分均高于原煤和尾煤灰分，产率也远低于尾煤。这说明该风化煤在进行浮选时发生了类似于反浮选的效果，因此在确定最佳浮选条件时，应选择精煤产率高、灰分高，尾煤灰分小的药剂条件[3]。

如图1所示：随仲辛醇用量增加，精煤的产率呈上升趋势，在220 g/t达到9.45%的精煤产率后趋于平稳；而精煤的灰分最大值出现在仲辛醇用量200 g/t处，此时精煤灰分为灰分为32.52%，而最小值出现在仲辛醇用量260 g/t处，灰分为31.13%。这主要是由于起泡剂的增多使得可靠的气泡量增加，有利于捕收作用的发挥；而在开始阶段，灰分的增加是由于细泥夹带所致，当捕收剂与起泡剂用量配比好后灰分趋于稳定[4]。

图1 定仲辛醇浮选的精煤产率、灰分与仲辛醇用量的关系

图2 定仲辛醇浮选的尾煤产率、灰分与仲辛醇用量的关系

如图2所示：随着仲辛醇用量的增加，尾煤产率先是呈降低趋势，在220 g/t处的产率为90.55%，随后产率趋于稳定；灰分呈现出先降低后升高的趋势，在220 g/t处为最小值23.09%。造成这一现象的原因与造成图1效果的原因基本一致[5]。

综合分析可知：虽然在仲辛醇用量较低时尾煤产率较高但是其灰分也比较高；在仲辛醇用量较高时尾煤产率较高同时灰分也较低，但是仲辛醇用量太高时尾煤的灰分也升高了。综合多方面考虑仲辛醇用量在220 g/t。所以，通过以上的浮选实验，柴油和仲辛醇的用量确定为：柴油2 500 g/t、仲辛醇220 g/t[6]。

2.2 不同浮选药剂对浮选结果的影响变化分析

本文还使用了P1型复合浮选药剂进行浮选试验，该药剂采用单一药剂量进行试验。由2.1节中的试验结果可知，柴油和仲辛醇最佳用量分别为2 500 g/t和220 g/t，因此P1型复合浮选药剂用量确定为2 720 g/t，并取其中效果最佳的情况与传统药剂作用效果对比，分别测定其腐殖酸含量，得到数据如表1[7]。

表1 传统浮选和复合药剂浮选前后对比

从表1中比较得出：在最佳的传统药剂条件下，浮选煤样的腐植酸产率为精煤61.02%、尾煤69.33%，尾煤中的腐殖酸产率较原煤相比均有所增加，当进行脱灰处理后，这种增加量更为明显。

P1型复合浮选药剂的浮选煤样中腐植酸产率：精煤57.76%、尾煤69.67%。精煤的腐植酸产率相对于传统浮选结果最好的精煤中的产率低了3.26%，比原煤的低了4.3%；尾煤的腐植酸产率相对于传统浮选结果最好的尾煤中的产率高了0.34%，比原煤高了7.52%。

3 结论

1）复合药剂对风化煤的浮选要比传统药剂的浮选效果好，P1中的精煤灰分增高到34.07%，尾煤灰分降低到21.40%。

2）P1型复合浮选药剂浮选后尾煤的腐植酸产率比传统最佳点的高了0.34%，比原煤中高了7.52%。

3）使用浮选工艺结合合理的浮选药剂可对风化煤中的腐殖酸起到较好的富集作用，这对于进一步有效开发风化煤资源具有重要借鉴意义。

[1]李善祥，窦琇云.我国风化煤利用现状与展望[J].腐植酸，1996（2）：1-4；11.

[2]李善祥，窦琇云.我国风化煤利用现状与展望[J].煤化工，1996（1）：28-33.

[3]赵雪君，张保林，赵睿.以风化煤为原料制取超细腐殖酸研究[J].化工生产与技术，2009，16（6）：26-27；33.

[4]李磊，闫敏，张强.风化煤对碱性土壤中重金属镉、铅有效态的影响[J].山西农业科学，2009，37（12）：32-35；41.

[5]王怀法.近三年来浮选技术的进展[J].选煤技术，2006（5）：33-39.

[6]赵本军.浮选过程中捕收剂和起泡剂的综合作用[J].江苏煤炭，2004（2）：59-60.

[7]谢广元.选矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001：388-455.