一.导言
浮选是在分离细粒和极细粒物料中使用最广泛的方法，它是基于矿物表面物理和化学性质的差异。虽然可以利用矿物的天然疏水性进行分离，但为了提高目标矿物的纯度和产率，通常会加入一些浮选药剂来加强矿物表面的疏水性。通常，加入浮选药剂后，药剂可能与目标矿物和非目标矿物都发生作用。浮选效果受到一定影响。理想的浮选药剂应该只与目标矿物反应，很少甚至不与非目标矿物反应。这样可以最大化浮选的效果。在煤炭浮选脱硫降灰的研究中，作者将浮选药剂BET(适用于金属矿浮选)引入到煤炭浮选脱硫降灰中，取得了理想的浮选效果。实验室结果表明，当BET用量分别为常用浮选药剂GF和FS202的1/10和1/100时，浮选产率和浮选选择性均优于GF和FS202，且不受PH条件的影响。为了了解BET与煤和黄铁矿的相互作用机理，着重研究了以下几个方面。
2.BET与煤和黄铁矿相互作用机理的研究
实验中使用的样品为纯煤样和纯黄铁矿样品。纯煤样是以镜质组为主要成分的主焦煤，取自辽宁省灵山选煤厂跳汰精煤。灰分8.5%，黄铁矿手摘大块。经过破碎和摇床分选，最终得到纯净的黄铁矿。
(BET对煤和黄铁矿表面电位的影响
随着浮选理论的发展，人们越来越深刻地认识到固液界面电位对浮选过程的重要意义。为了研究BET与煤和黄铁矿相互作用的机理，测量了煤、黄铁矿和BET微珠的动电位，如图1所示。同时，测量了BET与煤和黄铁矿相互作用的表面动电位，如图2所示。
实验结果表明，煤的IEP与其他文献报道的基本一致，BET的IEP约为10。BET与煤反应后，煤的IEP发生了明显的变化，煤的IEP变化值(3.7)远大于黄铁矿。(1.5)。通常人们用药剂与矿物之间的电位差来评价矿物浮选活性的变化。电位差越大，试剂与矿物之间的作用越好。可以看出，BET对煤的作用较好，但对黄铁矿的作用较差。
(BET在煤和黄铁矿表面的润湿热
固体浸没在液体中所释放的热量叫做润湿热。浸泡过程可以自动进行，系统自由能降低，自由能的降低主要以热的形式释放。润湿热越大，固体和液体之间的亲和力越强。
图1不同pH下煤、黄铁矿和BET的表面电位图2煤、黄铁矿和BET的表面电位
实验中不仅测定了BET与煤和黄铁矿的表面润湿热，还测定了常用浮选药剂GF和FS202与煤和黄铁矿的表面润湿热。实验数据如表1所示。
表1浮选剂在煤和黄铁矿表面的润湿热(J/g)
(3)煤和黄铁矿表面BET的ESCA分析
分析电子能谱(Analytical electron spectroscopy，ESCA)又称光电子能谱(photoelectron spectroscopy，XPS)分析，是用单色光源或电子照射样品，使样品中原子或分子的电子被激发，然后测量这些电子的能量分布，从而获得所需的信息。关于ESCA能的研究很多，包括化学物质在矿物表面的吸附，煤表面的碳谱、硫谱、氧谱、铁谱以及煤与BET的相互作用。因为是进行煤炭浮选，所以黄铁矿也属于煤系黄铁矿。另外，由于文章篇幅有限，这里只介绍煤、黄铁矿及其带BET的碳谱。表2显示了实验条件和碳谱的结合能，表3显示了矿物成分的ESCA定量分析。
表2 ESCA分析的碳谱结合能
BET吸附前后，黄铁矿表面结合能没有变化。随着BET量的增加，C1峰的结合能从286.4变为286.8，变化小于0.6 eV，峰的强度变化不大。C1峰的元素含量从10.5%下降到7.89%，但没有随着用量的增加而增加，说明BET基本没有吸附在黄铁矿表面。
(4) BET在煤和黄铁矿表面的吸附
测量BET在煤和黄铁矿表面的吸附，结果如图3所示。BET在煤上的吸附随着药剂浓度的增加而增加，但BET在黄铁矿表面的吸附不明显。结果表明，随着BET浓度的增加，煤和黄铁矿表面吸附量的差异变大。实验中还发现，当pH值为4-9时，BET在煤和黄铁矿表面的吸附量基本不变，如图4所示。说明BET对PH值有很强的适应性。另外，从图4中可以看出，煤对BET的吸附比黄铁矿高2-3个数量级，进一步证明BET对煤的作用好，对黄铁矿的作用差。
图3 BET在煤和黄铁矿表面的吸附等温线图4不同pH值下BET在煤和黄铁矿表面的吸附等温线
三。分类测验
煤样来自山东省淄博市。试验条件为:1.5L悬挂式浮选机，矿浆浓度50g/L，BET用量200g/t，GF用量600g/t，FS202用量900g/t，试验结果如图5、6所示。
图5不同浮选药剂用量的精矿回收率图6不同浮选药剂用量的精矿含硫量
根据图5和图6的分析，当BET用量仅为200ml/t时，精煤产率可达70%，精煤中硫含量为2.6%。而当GF和FS202用量分别为600ml/t和900 ml/t时，精煤产率接近70%，精煤中硫含量分别为3.6%和3.9%。因此，当精煤产率为70%时，BET浮选精矿硫含量比GF和FS202浮选低1.0%-1.3%，脱硫效果明显。说明BET对煤有很好的作用，即使用量很小，仍能达到很高的精煤回收率。BET对黄铁矿的作用不明显，甚至不与黄铁矿反应，精矿中硫含量明显降低，证实了BET的强选择性。
四。结论
大量试验表明，BET是一种性能优良的浮选剂，其浮选效果优于普通煤浮选剂。特别是对高硫煤的浮选，具有很强的选择性。在浮选中，药剂的选择和使用直接关系到浮选效果。随着洁净煤技术的发展，煤浮选脱硫降灰的研究越来越受到人们的重视。开发用量少、选择性强的高效浮选药剂对选煤脱硫降灰具有重要的现实意义。
