伴随着我国国民经济飞速发展,能源需求量日益增加,而煤炭作为我国的主体能源,其数量与质量的有效增长,是国民经济持续、健康、快速发展的基础保障。面对着能源节约和环境保护的巨大压力,煤炭资源的高效、清洁利用,是煤炭工业发展的必然要求。随着煤矿采煤工艺不断发展进步,原煤中煤泥所占比例不断增大。由于入选原料的这种变化,在煤炭分选工艺中,浮选作为处理细粒煤最重要最有效的手段,其重要性越来越凸显。煤用浮选药剂作为煤泥浮选的基本要素,其研发与创新已经成为选煤工业技术的前沿热点。而煤用捕收剂作为浮选成本的重要组成,占据了浮选经济成本的绝大部分。目前,工业现场应用的捕收剂主要是煤油、柴油等非极性烃类油,由于这些油类不溶于水,在水中分散性差,常以大油滴的形式存在于矿浆中,造成捕收剂消耗量大、对煤颗粒的选择性差、捕收效果差。针对这些问题本文以柴油和水为原料,在不添加乳化剂条件下,利用胶体磨对柴油和水进行剪切乳化。对乳化过程的时间参数和油水配比参数进行试验研究。选用吕梁市兴县某选煤厂的原生煤泥为小浮选试验的原料煤,利用制备好的乳化柴油和柴油分别作为捕收剂,进行浮选对比试验。本文主要研究内容如下:(1)对煤样进行粒度分析表明,煤泥中各粒级含量不均衡,粗粒煤泥含量较多,+0.125mm粒级煤泥含量高达64.82%,而+0.25mm粒级的含量也高达40.07%。除小于0.045mm粒度级的灰分略高,其它各粒级灰分相近,表明煤泥中存在轻微泥化现象。(2)煤样密度分析表明,煤样中间密度级含量较多,尤其是1.40g/cm3-1.60g/cm3密度级含量达到32.36%。中间密度级含量越多,煤炭分选越困难。此煤样作为炼焦煤,精煤产品的灰分要求控制在10.50%以下,若以密度分选计算,其分选密度应控制在1.50cm3-1.60cm3之间,精煤产率应在55.92%-71.95之间。(3)为了进一步了解煤泥的浮选性能,分别进行了浮选探索性试验、四因素三水平正交试验和浮选分步释放试验,并确定最佳的浮选条件为捕收剂正十二烷用量为800g/t;起泡剂仲辛醇用量为120g/t;矿浆浓度设定为80g/l;充气量0.20m3/(m2·min)。通过分布释放试验一次浮选所得精煤产率高达76.90%,但灰分也较高为14.34%,高灰细泥夹带现象明显,实际生产中需要考虑二次浮选。(4)通过乳化柴油制备试验,确定当利用胶体磨进行柴油乳化时,不打循环而直接乳化时乳化效率最高为0.79。不同油水比条件下制备乳化柴油时,油水比为1:4～1:5时,乳化效果最好。在显微镜下观察按最佳条件制备好的柴油乳液,统计出乳液粒径分布,结果显示液滴的平均粒径为3.2微米,且液滴分布较为集中。(5)利用乳化柴油和柴油分别进行单元浮选对比试验,试验结果表明乳化柴油作为捕收剂时浮选精煤灰分、精煤产率、精煤可燃体回收率和浮选完善度指标均优于柴油捕收剂,当浮选完善度均为57.66%时,乳化柴油比柴油节省39.13%。(6)在浮选速度试验中,乳化柴油作为捕收剂,0.25min时刮出的精煤产率为27.16%,比柴油作为捕收剂时的产率高出5.01%,乳化柴油良好的分散性能促进煤颗粒与油滴的结合,加快浮选气泡的矿化过程,显著提高了煤泥浮选速度。(7)在不同粒度级的浮选对比试验中,乳化柴油对小于0.045mm粒度级的颗粒浮选性能具有明显优势,其浮选完善度比柴油作为捕收剂高出4.96%。因在同样的煤样质量时,粒度越细其表面积越大,所消耗的捕收剂量越大。相较于柴油,乳化柴油液滴具有更小的粒度和更大的表面积,从而降低了药剂耗量。