褐煤的浮选

498 编辑：中冶有色技术网来源：王立雨

2024-03-04 13:58:03

摘要我国褐煤资源丰富。褐煤的浮选可以有效降低褐煤中矿物质含量，提高褐煤的利用效率。若能实现对褐煤的综合利用，将极大地缓解我国能源供应的负担。

关键词褐煤,浮选,浮选药剂,褐煤改质

中图分类号：TD94 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0176-01

我国褐煤资源丰富，总储量为3194.38亿吨，占我国煤炭资源总储量的5.74%。褐煤探明储量为1291.32亿吨，占全国煤炭探明储量的12.69%。2009年全国原煤产量增加了2.64亿吨，其中褐煤贡献了26.27%，为保护炼焦煤资源，今后我国动力煤的结构将以褐煤为主。到2020年我国主要几个大型露天矿的褐煤产量将有大幅度的提高，全国褐煤生产能力将大幅提升。

褐煤的水分高、热值低、挥发分高，易挥发、易自燃。褐煤热加工易碎，所以通常作为劣质直接燃烧电煤。

1褐煤浮选的现状

浮选是一种基于颗粒界面性质的天然差异或人工差异，直接或间接利用相界面实现颗粒分选的工艺过程。目前，浮选仍是对细粒煤泥最有效的分选手段。

褐煤是指变质程度较低的煤，不粘煤、弱粘煤、褐煤及长焰煤都属于低阶煤。由于煤化程度低开采过程易碎产生大量的煤泥，浮选作为有效的回收煤泥中的低灰精煤的分选方式可以尝试用于褐煤的分选，但是，褐煤变质程度较低、表面含氧官能团多、孔隙率高、亲水性强，在浮选过程中不利于与气泡的附着，所得浮精产率低，不容易实现浮选，加之褐煤易氧化，使浮选更加困难。因而，研究褐煤的结构特点，找出行之有效的浮选方法对于能源的高效与清洁利用具有重大的现实意义。对于褐煤的浮选国内外的研究人员进行了大量的探索，取得了可观的成就。

褐煤是指变质程度较低的煤，由于煤化程度低开采过程易碎产生大量的煤泥，浮选作为有效的回收煤泥中的低灰精煤的分选方式可以尝试用于褐煤的分选，但是，褐煤变质程度较低、表面含氧官能团多、孔隙率高、亲水性强，在浮选过程中不利于与气泡的附着，所得浮精产率低，不容易实现浮选，加之褐煤易氧化，使浮选更加困难。因而，研究褐煤的结构特点，找出行之有效的浮选方法对于能源的高效与清洁利用具有重大的现实意义。对于褐煤的浮选国内外的研究人员进行了大量的探索，取得了可观的成就。

目前，关于浮选应用于褐煤的分选主要可分为两个方面：浮选前的预处理和浮选药剂的研发。其中，浮选前的预处理主要涉及：在浮选之前加入表面活性剂、进行加热处理、微波处理等，通过改善煤粒的表面性质达到增强褐煤浮选效率的效果。近年来关于利用各种非传统药剂来改变褐煤的表面性质，从而改变普通浮选药剂应用于褐煤的浮选而产生的效果不佳的状况的文献报道不断涌现，主要有：在煤浆中加入表面活性剂、复合用药、乳化药剂和改性药剂等，来改善浮选效果。

2褐煤洗选的前景展望

褐煤的变质程度高于泥炭，但与普通烟煤相比性质又相差甚远，褐煤中存在较高水分，固定碳含量低，单位质量产生的热量少，含氧高，在空气中易于风化和自燃[1]不利于长期储存和长途运输，浮选性差，难以用传统的浮选方法直接进行分选。造成褐煤难浮选的原因之一是其含有较多的含氧官能团[2,3]，这些官能团的存在增强了褐煤的亲水性。润湿性可以表征煤泥疏水性的强弱，对此村田逞栓[4]研究了褐煤中的含氧官能团对它的影响，得出的观点是羧基对褐煤润湿性的影响最强烈，羟基次之。对褐煤进行预处理，减少其表面的亲水基团可以实现有效分选，此外，合适的药剂也可以用来改变褐煤的表面性质。

由于煤阶、煤中所含各种杂质数量、氧化程度的不同，不同的煤可浮性有很大的差异，众所周知，褐煤，尤其褐煤是最难选的煤之一。它们的可浮性差主要归因于含氧量高以及表面有大量亲水官能团的存在。然而，难浮褐煤的疏水性可以通过在浮选之前减少煤粒表面的含氧官能团或者选择合适的化学药剂来改善[5]。离子型或非离子型表面活性剂也能够改变煤粒的表面性质。表面活性剂在固-液界面的吸附受很多因素的强烈影响，例如药剂的化学性质，固体表面性质和液态环境[6]。烃类和非烃类捕收剂如各种聚合物、长链胺、脂肪酸酰胺已经被发现可以增强可浮性。从静电学角度来看，阳离子表面活性剂已被证明更有效。

褐煤的可浮性随热水干燥温度的升高而显著提高[7]。干燥后的褐煤的煤化程度提升，此外在热干燥过程中，褐煤发生了脱羧基反应，表面亲水官能团和疏水官能团的比例被改变，提高了褐煤的润湿性，导致可浮性提高。热水干燥过程中析出焦油，这些焦油填充在褐煤的孔隙中，增加了煤粒表面的可浮区域。但是此研究只针对较低温度的热水处理对褐煤浮选的影响，而且没有涉及不同温度的热处理浮选情况的研究。

3结束语

目前，国内关于褐煤分选的研究较少，褐煤分选中的很多难题尚需攻克，用于褐煤分选的新方法和途径还需进一步探索。针对褐煤的分选研究，我国进展缓慢，缺少有效分选褐煤的方法与技术，利用率不高，污染及浪费严重。面对日益紧缺的能源现状，应当积极探寻褐煤高效利用的新途径，研发利用褐煤的新设备，当下对于环境保护的呼声日益强烈，若想转变三高一低的发展模式，就必须减少浪费有用资源，实现褐煤的有效利用。

参考文献

[1]Xuguang Liu, Baoqing Li, KouichiMiura. Analysis of pyrolysis and gasification reactions of hydrothermally and supercritically upgraded low-rank coal by using a new distributed activation energy model[J]. Fuel Processing Technology, 2001, (69): 1-12.

[2]Ye Y, Jin R, Miller J.D. Thermal treatment of low-rank coal and its relationship to flotation response [J]. Inter-national Journal of Coal Preparation and Utilization, 1988, 6: 1-16.

[3]Fuerstenau D.W, Yang C.C, Laskowski J.S. Oxidation phenomena in coal flotation Part 1. Correlation between oxygen functional group concentration，immersion wettability and salt flotation response [J]. Coal Preparation, 1987, 4: 161-182.

[4]松山逞栓．煤的润湿性研究及其应用[M].煤炭工业出版社，1992.

[5]Majka-Myrcha, B., Girczys, J.. The effect of redox conditions on the flotability of coal [J].Coal Prep, 1993, (13).

[6]Aktas, Z., Woodburn, E.T.. The adsorption behaviour of non-ionic reagents on two low rank British coals[J]. Mineral. Eng. 1994, 7(9).

[7]李拥军，吕玉庭，聂丽君.褐煤热水干燥后的浮选特性研究[J].煤炭分析及利用，1996（4）.

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