一、煤炭本身的特性

1. 表面活性物質(zhì)含量

• 煤炭中本身含有一些天然的表面活性物質(zhì)，如瀝青質(zhì)、樹脂類物質(zhì)等。這些物質(zhì)具有兩親性，即分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)。在與水接觸或者在一定條件下，這些表面活性物質(zhì)會(huì)吸附在氣 - 液界面上。

• 例如，當(dāng)煤炭被破碎、篩選等處理過(guò)程中，內(nèi)部的瀝青質(zhì)等物質(zhì)可能會(huì)暴露出來(lái)并溶解在水中。一旦水中的這些表面活性物質(zhì)達(dá)到一定濃度，就會(huì)降低水溶液的表面張力，使氣體更容易分散在水中形成泡沫。

2. 煤的粒度和孔隙結(jié)構(gòu)

• 細(xì)粒度的煤炭比表面積大，更容易與水接觸并相互作用。煤炭中的孔隙結(jié)構(gòu)也會(huì)吸附和截留氣體。當(dāng)煤炭與水混合并進(jìn)行攪拌等操作時(shí)，孔隙中的空氣會(huì)被釋放出來(lái)并形成氣泡。

• 例如，在洗煤過(guò)程中，細(xì)煤泥顆粒由于其較小的粒徑和豐富的孔隙，會(huì)吸附大量的氣體。這些氣體在煤泥水的攪拌和流動(dòng)過(guò)程中逐漸形成泡沫。而且，不同粒度的煤炭混合在一起時(shí)，小顆粒填充在大顆粒的間隙中，增加了體系的復(fù)雜性，更有利于泡沫的穩(wěn)定存在。

二、生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)添加劑

1. 浮選藥劑的影響

• 在煤炭浮選過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)煤炭與雜質(zhì)的分離，會(huì)添加各種浮選藥劑，如起泡劑（常見的有甲基異丁基甲醇等）。這些起泡劑的主要作用是降低氣 - 液界面的表面自由能，使空氣能夠在水溶液中均勻地分散成微小的氣泡，并吸附在煤炭顆粒表面，從而將煤炭攜帶到液面實(shí)現(xiàn)分離。

• 如果起泡劑的用量不合理，例如過(guò)量使用，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生過(guò)多的泡沫。而且，一些起泡劑還具有一定的穩(wěn)定性，使得產(chǎn)生的泡沫不容易破裂，從而在系統(tǒng)中積累。

2. 水處理藥劑的作用

• 煤炭廠在處理煤泥水時(shí)，會(huì)添加絮凝劑、凝聚劑等藥劑來(lái)促進(jìn)煤泥的沉降和固液分離。這些藥劑在反應(yīng)過(guò)程中可能會(huì)改變水溶液的化學(xué)性質(zhì)，如電荷分布、pH值等。

• 例如，某些絮凝劑在作用過(guò)程中可能會(huì)與其他物質(zhì)反應(yīng)生成一些具有表面活性的化合物，這些化合物會(huì)增加水溶液中泡沫的穩(wěn)定性。同時(shí)，水處理過(guò)程中的攪拌操作也會(huì)卷入空氣，與這些表面活性物質(zhì)共同作用產(chǎn)生泡沫。

三、工藝流程和設(shè)備因素

1. 攪拌和充氣操作

• 在煤炭的加工過(guò)程中，許多環(huán)節(jié)都涉及到攪拌操作，如煤泥水的攪拌、煤炭與藥劑的混合攪拌等。攪拌會(huì)使空氣進(jìn)入液體中，增加氣體與液體的接觸面積。同時(shí)，充氣設(shè)備（如浮選柱中的充氣裝置）會(huì)主動(dòng)向液體中注入空氣。

• 例如，在浮選機(jī)中，葉輪的旋轉(zhuǎn)不僅起到攪拌煤漿的作用，還會(huì)將空氣分散成小氣泡。如果攪拌強(qiáng)度過(guò)大或者充氣量過(guò)多，就會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫。而且，攪拌過(guò)程中還會(huì)引起液體的湍流和渦流，進(jìn)一步促使泡沫的產(chǎn)生和穩(wěn)定。

2. 壓力變化和溫度因素

• 在一些煤炭加工過(guò)程中，如高壓水噴射、熱水系統(tǒng)等，壓力和溫度的變化會(huì)影響氣體的溶解度和液體的表面張力。當(dāng)壓力降低或者溫度升高時(shí)，氣體在液體中的溶解度會(huì)減小，導(dǎo)致氣體析出形成氣泡。

• 例如，在一些利用熱水清洗煤炭的工藝中，隨著水溫的升高，原本溶解在水中的空氣會(huì)逐漸釋放出來(lái)，同時(shí)，高溫也可能改變了水中一些物質(zhì)的性質(zhì)，使泡沫更加容易產(chǎn)生和穩(wěn)定。