Tổng quan về cơ chế ảnh hưởng của các yếu tố và giải pháp nâng cao tính nổi của mùn than

Nội dung bài báo giới thiệu một cách tổng quan kết quả một số công trình nghiên cứu điển hình về cơ chế ảnh hưởng của các yếu tố như: đặc điểm kết cấu và thành phần hóa học của than, đặc điểm bề mặt phân chia pha, hình dạng và kích thước hạt, quá trình nhiệt phân than ở nhiệt độ thấp, độ nhám bề mặt của than đến tính chất hóa lý bề mặt than, hay ảnh hưởng đến tính nổi và hiệu quả tuyển nổi mùn than. Bài báo cũng đi sâu giới thiệu tổng quan về một số giải pháp nhằm nâng cao tính nổi và hiệu quả tuyển nổi mùn than.

pdf6 trang | Chia sẻ: thuyduongbt11 | Ngày: 16/06/2022 | Lượt xem: 164 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tổng quan về cơ chế ảnh hưởng của các yếu tố và giải pháp nâng cao tính nổi của mùn than, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 252 Tổng quan về cơ chế ảnh hưởng của các yếu tố và giải pháp nâng cao tính nổi của mùn than Lưu Quang Thủy1 1Phòng Tổ chức cán bộ, Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh * Email: thuycnqn@gmail.com Mobile: 0912272046 Tóm tắt Từ khóa: Mùn than; Tính nổi; Tuyển nổi; Yếu tố ảnh hưởng. Nội dung bài báo giới thiệu một cách tổng quan kết quả một số công trình nghiên cứu điển hình về cơ chế ảnh hưởng của các yếu tố như: đặc điểm kết cấu và thành phần hóa học của than, đặc điểm bề mặt phân chia pha, hình dạng và kích thước hạt, quá trình nhiệt phân than ở nhiệt độ thấp, độ nhám bề mặt của than đến tính chất hóa lý bề mặt than, hay ảnh hưởng đến tính nổi và hiệu quả tuyển nổi mùn than. Bài báo cũng đi sâu giới thiệu tổng quan về một số giải pháp nhằm nâng cao tính nổi và hiệu quả tuyển nổi mùn than. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Tuyển nổi mùn than có công nghệ đơn giản, dễ quản lý và được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam và trên Thế giới [1]. Ngoài ra trong những năm gần đây, cùng với quá trình cơ giới hóa ngành than cũng như khai thác ngày càng xuống sâu làm cho chất lượng than nguyên khai ngày càng giảm, tỷ lệ mùn than trong than nguyên khai có chiều hướng gia tăng. Mùn than đưa tuyển nổi có cấp hạt rộng, độ tro cao, tính chất bề mặt không ổn định; quá trình thành tạo, kết cấu và thành phần hóa học của các loại than cũng không giống nhau đã ảnh hưởng đến tính dính ướt của than cũng như gặp nhiều khó khăn trong quá trình tuyển nổi mùn than[4,5], chất lượng than sạch sau tuyển nổi không đáp ứng được yêu cầu, tiêu hao thuốc tuyển nổi tăng, độ tro đá thải thấp. Để khắc phục những tồn tại đó và yêu cầu nâng cao hiệu quả tuyển nổi mùn than đã có nhiều tác giả đi sâu nghiên cứu về cơ chế ảnh hưởng của các yếu tố đến tính nổi của than cũng như các giải pháp nhằm cải thiện hiệu quả tuyển nổi mùn than. Do đó giới thiệu tổng quan về kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến tính nổi của than và các giải pháp xử lý, điều chỉnh bùn than nhằm nâng cao tính nổi và hiệu quả tuyển nổi mùn than là cơ sở quan trọng cho các nhà quản lý, nhà máy, phân xưởng tuyển trong việc hoàn thiện và nâng cao hiệu quả làm việc của dây chuyền tuyển nổi mùn than. 2. TỔNG QUAN VỀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ TUYỂN NỔI MÙN THAN Với mục đích cải thiện tính nổi của mùn than, đặc biệt là loại mùn than có giá trị thấp, hiện nay các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước chủ yếu nghiên cứu về: các giải pháp xử lý, điều chỉnh bùn than trước khi đem tuyển nổi; sử dụng các loại thuốc tuyển nổi thế hệ mới và cơ chế, mức độ hấp phụ thuốc tuyển lên bề mặt hạt khoáng, dưới đây là kết quả của một số nghiên cứu điển hình. Thứ nhất là xử lý, điều chỉnh bùn than trước khi tuyển nổi [6]: Tác giả ZengChangLong đã lợi dụng sóng siêu âm để xử lý, điều chỉnh bùn than trước tuyển nổi, không những có thể làm tăng thu hoạch than sạch, mà còn cơ bản giữ ổn định được độ tro than sạch. TangWenZhe phát hiện khi sử dụng vi sóng có tác dụng làm sạch lớp khoáng vật thuộc họ Sét bám dính trên bề mặt có dạng lõm của hạt than, tạo ra bề mặt mới có tính kỵ nước tốt hơn; sử dụng vi sóng để xử lý bùn than trước tuyển nổi có tác dụng nâng cao độ hoàn thiện tuyển nổi và mức độ khử lưu huỳnh trong than. Prasad K và nhóm nghiên cứu đã tiến hành thêm một bước nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lý, điều chỉnh bùn than bằng sóng siêu âm đến hiệu quả tuyển nổi, kết quả minh chứng ở thời gian xử lý nhất định thì có thể làm tăng thu hoạch than sạch và tăng tốc độ tuyển nổi, tuy nhiên nếu kéo dài thời gian xử lý bùn than bằng sóng siêu âm sẽ làm giảm thu hoạch sản phẩm than sạch (nguyên nhân là sau khi được làm sạch bề mặt bằng sóng siêu âm các hạt than liên kết với nhau tạo ra tổ hợp hạt ảnh hưởng tới hiệu quả tuyển nổi). Atesok G và nhóm nghiên cứu phát hiện khi nghiền than đầu có cho thêm nhựa đường sau đó đưa tuyển nổi không ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 253 những làm tăng thu hoạch sản phẩm than sạch mà còn làm giảm độ tro của sản phẩm này, ngoài ra tác giả còn sử dụng một số hợp chất hóa học có hoạt tính bề mặt như axit, dầu trong quá trình xử lý bùn than trước khi tuyển cũng cải thiện được tính nổi của mùn than. Jena M S và nhóm nhiên cứu đã cho thêm etanot và butanol vào quá trình xử lý bùn than trước khi tuyển nổi, kết quả cả etanot và butanol đều có tác dụng cải thiện tính nổi của bùn than, tuy nhiên mức độ cải thiện tính nổi của butanol tốt hơn so với ethanol. LiYongJun đã thông qua sấy than đầu trước khi tuyển nổi đã làm giảm đáng kể các phân tử nước liên kết và các gốc chứa ôxy trong hạt than, kết quả tính nổi của than sau khi sấy được tăng lên đáng kể. Các tác giả XuNing, HuZhiPo, đều có các công trình nghiên cứu về việc sử dụng bức xạ vi sóng để xử lý mùn than trước khi tuyển nổi, các tác giả đã lợi dụng sự gia tăng nhiệt của vi sóng để nghiên cứu quy luật làm giảm ảnh hưởng của các gốc có cực đến tính nổi của than, tác giả còn nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác dụng điều chỉnh, khống chế các gốc có cực trong than của bức xạ vi sóng, kết quả nghiên cứu chứng minh việc điều chỉnh nhiệt độ của bùn than bằng phương pháp bức xạ vi sóng có hiệu quả hơn nhiều so với phương pháp điều chỉnh nhiệt độ thông thường trong việc làm sạch, làm giảm các gốc có cực trong than. TS. Lưu Quang Thủy [3] và RenRuiChen [4,5] cùng có những nghiên cứu về sử dụng xiclon thủy lực để khử mùn (slam) của than trước khi đưa tuyển nổi, kết quả nghiên cứu biểu thị không chỉ làm giảm độ tro bùn than đưa tuyển nổi, mà còn làm giảm ảnh hưởng của cấp hạt mịn đến quá trình tuyển nổi mùn than cấp hạt thô hơn. Thứ hai là sử dụng thêm các chất hoạt tính bề mặt [6]: trong quá trình cải thiện bề mặt kỵ nước của than thường sử dụng các chất hoạt tính bề mặt có phân tử không đối xứng, khi hấp phụ lên bề mặt hạt, bộ phận ưa nước của chất hoạt tính bề mặt sẽ liên kết với các gốc có cực trên bề mặt hạt than, còn phần kỵ nước của thuốc sẽ quay về phía pha lỏng, do đó làm tăng diện tích kị nước trên bề mặt hạt than và có lợi cho việc hấp phụ dầu không cực lên bề mặt hạt than. ZhangXue thông qua quá trình mô phỏng động lực học phân tử để nghiên cứu sự thay đổi về chi phí gốc ethoxy (C2H5O-) của chất hoạt tính bề mặt trong quá trình hấp phụ lên bề mặt than nâu làm ảnh hưởng đến tính dính ướt của bề mặt. Kết quả biểu hiện, khi tăng chi phí gốc ethoxy của chất hoạt tính bề mặt thì không những làm cho lớp hấp phụ của chất hoạt tính bề mặt trên bề mặt than nâu trở lên chắc hơn, mà còn có lợi cho việc hấp phụ các chất chất hoạt tính bề mặt dạng không cực lên bề mặt than nâu. Khi tăng chi phí gốc ethoxy (C2H5O-) sẽ làm tăng diện tích liên kết giữa gốc ethoxy với các gốc có cực chứa ôxy trên bề mặt than nâu và cũng làm giảm khả năng tương tác với nước của hạt than, hay chính là thêm một bước làm giảm diện tích ưa nước trên bề mặt than nâu khi tăng chi phí gốc ethoxy của chất hoạt tính bề mặt. Thứ ba là nghiên cứu sản xuất thuốc tuyển nổi mới, quá tình phối hợp giữa thuốc tuyển nổi và thuốc nhũ hóa [2,6]: PuWenChen khi sử dụng dầu diesel sinh học làm thuốc tập hợp thay thế dầu diesel phổ thông, khi tuyển nổi với yêu cầu độ tro sản phẩm than sạch như nhau thì khi sử dụng dầu diesel sinh học cho thu hoạch sản phẩm than sạch cao hơn so với dầu diesel phổ thông. Jia R và nhóm nghiên cứu sử dụng Tetrahydrofurfuryl (THF) làm thuốc tập hợp, tác giả đã tiến hành các thí nghiệp so sánh giữa loại thuốc tập hợp (THF) với thuốc tập hợp thông thường là Dodecane, tác giả cho rằng thuốc tập hợp (THF) có thể kết hợp với gốc có cực chứa ôxy trên bề mặt hạt than và kết cấu vòng benzen tạo thành các liên kết hydro, kết quả thí nghiệm hiển thị trước khi cho thuốc tập hợp Dodecane vào bùn than, ta cho một lượng rất nhỏ thuốc tập hợp THF vào trước sẽ làm tăng đáng kể tính nổi của bùn than. TS. Phạm Văn Luận và nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu từ thuốc tập hợp, thuốc tạo bọt thông thường cùng với các chất phụ gia khác tạo ra hỗn hợp thuốc tuyển nổi có hiệu quả với bùn than của Công ty Tuyển than Hòn Gai- Vinacomin (thuốc tuyển A2, H2 và H29), ở cùng chi phí thuốc tuyển và nồng độ pha rắn của bùn tuyển nổi, thì hiệu quả tuyển của các loại thuốc tuyển nhập khẩu và ba hỗn hợp thuốc điều chế được không khác nhau nhiều. Thậm chí kết quả tuyển của thuốc mới điều chế còn có một số chỉ tiêu tuyển cao hơn. 3. CƠ CHẾ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN TÍNH NỔI MÙN THAN 3.1. Kết cấu hóa học và thành phần hóa học của than Cấu trúc và thành phần hóa học của than quyết định tính chất hóa lý trên bề mặt than và trạng thái tồn tại trong môi trường nước. Trong quá trình tuyển nổi, cấu trúc và thành phần hóa học của than là yếu tố quan trọng quyết định tính nổi, loại và chi phí thuốc tuyển trong tuyển nổi mùn than. Than được tạo thành bởi các cao phân tử hữu cơ và các khoáng vật vô cơ, trong đó thành phần hữu cơ là thành phần chính, chủ yếu và có ích của than. Tính dính ướt cao hay thấp ảnh hưởng trực tiếp đến tính nổi tốt hay xấu của than và chủ yếu phụ thuộc vào tính chất của thành phần hưu cơ trong than. ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 254 Thành phần hữu cơ trong than chủ yếu là các vòng hydrocacbon thơm được ngưng tụ, trong cấu trúc của nó chứa hydrocacbon aliphatic và các nhánh nhóm chức khác nhau, như nhóm chứa oxy –OH, >C =O, –COOH; nhóm chứa Nitơ –NH2; nhóm chứa lưu huỳnh –SR cùng nhau tạo thành cấu trúc liên kết chéo[9]. Các vòng hydrocacbon thơm của than về cơ bản có tính kỵ nước. Trong dung dịch nước, các vòng hydrocacbon này bị hấp phụ bởi ion định thế, khiến nó cũng có một mức độ ưa nước nhất định. Còn các nhóm chức khác có tính ưa, kỵ nước không giống nhau, cụ thể: nhóm chức có chứa ôxy, nitơ cơ bản có tính ưa nước, nhóm chức chứa lưu huỳnh và hydrocacbon aliphatic có tính kỵ nước[9]. Từ đó ta thấy, tính dính ướt của than chịu ảnh hưởng bởi tỷ lệ giữa các nhóm chức khác nhau trên bề mặt của nó (tỷ lệ giữa nhóm có tính kỵ nước và nhóm có tính ưa nước). Về mặt lý thuyết than là bề mặt có tính kỵ nước tự nhiên yếu. Tính kỵ nước bề mặt của than có quan hệ mật thiết với kết cấu và thành phần các nguyên tố có trong than. Thành phần các chất hữu cơ trong than bao gồm cacbon, hydro, ôxy, nitơ, lưu huỳnh và một lượng nhỏ nguyên tố phốt pho. Thành phần các nguyên tố này chịu ảnh hưởng lớn bởi mức độ biến chất của than (than hóa, phong hóa), thường tính kỵ nước tự nhiên của than tỷ lệ thuận với độ than hóa và tỷ lệ nghịch với độ phong hóa của than. Than được hình thành qua hai giai đoạn: giai đoạn than bùn hóa (giai đoạn biến chất thấp), giai đoạn này chủ yếu tạo thành than bùn và than nâu; giai đoạn than hóa (giai đoạn biến chất cao), giai đoạn này chủ yếu tạo thành than Bitum, than antraxit và graphit, trong đó than nâu và than bitum có tính nổi tương đối tốt còn than bùn và than antraxit có tính nổi kém hơn một chút. Các tác giả LiShaozhang, ZhuShuquan khi nghiên cứu về mối quan hệ giữa thành phần các nguyên tố trong than với tính dính ướt của than đã chỉ ra hàm lượng các nguyên tố H, O, N, nước và tro trong than tỷ lệ nghịch với tính kỵ nước của than, trong đó nguyên tố ôxy có ảnh hưởng lớn nhất đến tính kỵ nước của than, còn các nguyên tố N, tro, H, S lần lượt ảnh hưởng giảm dần đến tính kỵ nước của than. Ôxy ảnh hướng mạnh đến tính kỵ nước của than là do trong than nó tồn tại ở dạng các gốc định chức mang cực như –OH, >C = O, – COOH, –CH3 đều có khả năng tương tác tốt với các lưỡng cực nước. 3.2. Đặc điểm bề mặt tiếp xúc hai pha Quá trình tuyển nổi than được thực hiện trong môi trường nước, do đó để giảm năng lượng tự do của hệ thống (theo định luật thứ II của nhiệt động học) các lưỡng cực nước luôn có xu hướng hấp phụ lên bề mặt hạt than tạo thành lớp hydrat trên bề mặt. Chiều dày và kết cấu của của lớp hydrat này phụ thuộc vào kết cấu hóa học và tính chất vật lý của bề mặt hạt than. Cơ bản kết cấu của than gồm hai bộ phận là bộ phận kỵ nước gồm chủ yếu là các vòng hydrocacbon thơm, còn bộ phận ưa nước chủ yếu là các nhóm định chức chứa ôxy. Hai bộ phận này kết hợp với nước tạo thành lớp hydrat có chiều dày và kết cấu không giống nhau, được mô tả ở hình 1: Hình 1. Cấu trúc lớp hydrat trên bề mặt than Bộ phận ưa nước trên bề mặt hạt than chứa các nhóm có cực nên rất dễ dàng định hướng và liên kết với các lưỡng cực nước tạo thành lớp hydrat. Ngoài ra trên bề mặt hạt than chứa các nhóm chức có tính axit yếu, thì trong môi trường nước bị phân ly, thể hiện ở phương trình (1) và (2) [9] và làm cho tính trung hòa về điện trên bề mặt hạt than bị phá hủy; cùng thời điểm đó, các ion trong môi trường như: OH - , H3+O được hấp phụ lên bề mặt hạt than bằng các mối liên kết ion, hóa trị và làm cho thành phần, điện tích trên bề mặt bị thay đổi tạo thành lớp điện tích kép. Chiều dày và tính bền vững của lớp điện tích kép tỷ lệ thuận với mật độ các nhóm chức có cực trên bề mặt hạt than cũng như tính chất của môi trường (độ pH môi trường). ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 255 Bộ phận kỵ nước của bề mặt hạt than không chứa nhóm có cực, nên khi tiếp xúc với nước chúng không thể hiện các liên kết hydro, liên kết ion với các lưỡng cực nước và chỉ liên kết với các lưỡng cực nước bằng liên kết phân tử nên lớp hydrat tạo ra trên bề mặt này có chiều dày rất mỏng và liên kết không bền rất dễ bị phá hủy trong quá trình tuyển nổi. Lớp hydrat trên bề mặt hạt than có ảnh hưởng rất lớn khả năng va chạm, bám dính của bóng khí lên bề mặt hạt khoáng, lớp hydrat càng mỏng thì hạt khoáng càng dễ bám dính lên bóng khí. Như vậy lớp hydrat trên bề mặt than có ảnh hưởng trực tiếp đến tính dính ướt của than. 3.3. Hình dạng và kích thước hạt Để xác định hình dạng hạt, sử dụng kính hiển vi và phương pháp hình chữ nhật tối thiểu để đo chiều dài và chiều rộng của hạt, từ đó xác định được tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng ER. Thông thường ER càng nhỏ thì hạt càng gần với dạng hình cầu và có tính nổi càng tốt, ngược lại ER càng lớn thì hạt càng có dạng dài và có tính nổi càng kém[10,11]. Cùng một loại mẫu than, tính nổi của than cũng bị ảnh hưởng rất lớn bởi kích thước hạt. Khi kích thước hạt nhỏ hơn, diện tích bề mặt riêng của hạt tăng lên và kích thước các khe nứt trên bề mặt hạt than cũng giảm theo kích thước hạt, mặc khác mức độ hòa tan của hạt cũng tăng lên khi khích thước hạt giảm và làm giảm điện tích bề mặt. Nói chung khi kích thước hạt giảm thì làm tăng tính nổi của than, tuy nhiên khi kích thước hạt quá nhỏ (dạng slam) sẽ ảnh hưởng xấu đến tính nổi của than. 3.4. Quá trình nhiệt phân than ở nhiệt độ thấp Quá trình nhiệt phân than ở nhiệt độ thấp được chia thành 3 giai đoạn[8]: giai đoạn thứ nhất là giai đoạn sấy khô, nhiệt độ tăng từ 30- 150oC, ở giai đoạn này nước cùng với các chất khí trong khe nứt được tách khỏi bề mặt hạt than, trong giai đoạn này gần như không xẩy ra các phản ứng hóa học; giai đoạn thứ hai là giai đoạn nhiệt phân, nhiệt độ tăng từ 150- 700oC, trong giai đoạn này xẩy ra quá trình giảm trọng lượng của than, cụ thể ở nhiệt độ là 440oC thì các ankan nhẹ như mêtan, nhựa than đá và một số chất như cacbonđioxit, hydro bị bốc hơi, ở nhiệt độ 650oC xây ra sự phá vỡ các mối liên kết trong nhóm chức hydroxyl; giai đoạn thứ ba là giai đoạn kết tụ, nhiệt độ được giữ ở 700oC trong khoảng thời gian nhất định, trong giai đoạn này cấu trúc của than được kết tụ lại một cách sít chặt hơn, tỷ lệ hydro và cacbon trong vòng hydrocacbon thơm bị thay đổi (tỷ lệ hydro giảm còn tỷ lệ cacbon tăng lên). Như vậy sau quá trình nhiệt phân đã làm thay đổi tính chất bề mặt của than, đặt biệt làm cho các nhóm chức có tính ưa nước trên bề mặt hạt than giảm và làm tăng tính kị nước của than. Quá trình nhiệt phân không những ảnh hưởng đến tính chất bề mặt mà còn có thể làm thay đổi độ nhám bề mặt của than, nguyên nhân là do dưới tác dụng của quá trình tăng nhiệt làm cho những khe nứt trong kết cấu của than bị co hẹp lại do sự giãn nở hoặc những khe nứt, lỗ mới được tạo ra. 3.5. Độ nhám bề mặt 3.5.1. Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt đến góc dính ướt Từ kết quả đo góc tiếp xúc trên bề mặt hạt than trong môi trường nước có bóng khí (góc dính ướt) đối với than có độ nhám bề mặt khác nhau, xác định được mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt và góc dính ướt của than, thể hiện cụ thể trong hình 2[7]. Từ hình 2 ta thấy, khi độ nhám bề mặt bằng 2,98 μm thì góc dính ướt bằng 64,2o; sau khi làm bóng bề mặt, độ nhám bề mặt giảm xuống còn 2,4 μm và 0,84 μm thì góc dính ướt của than lần lượt là 70,4o và 77,0o; nếu tiếp tục sử dụng quá trình mài làm bóng bề mặt hạt than đến độ nhám bề mặt đạt 0,34 μm thì góc dính ướt của than tăng mạnh đạt 91,7o. Từ đó ta thấy nếu giảm độ nhám bề mặt thì làm tăng góc dính ướt của than, hay độ nhám bề mặt tỷ lệ nghịch với tính nổi của than. Hình 2. Mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt và góc dính ướt của than 3.5.2. Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt đến thời gian hấp phụ hạt lên bóng khí Thời gian hấp phụ phản ánh quá trình bám dính hạt than lên bề mặt bóng khí khó hay dễ, thời ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH * HNKHCN Lần VI tháng 05/2020 256 gian hấp phụ càng ngắn thì quá trình bám dính càng dễ xẩy ra, khi đó có thể nói tính nổi của than càng tốt. Thông qua dụng cụ đo thời gian hấp phụ, đã thí nghiệm xác định thời gian hấp phụ với 4 mẫu than có độ nhám bề mặt khác nhau, kết quả thể hiện trên hình 3[7]. Hình 3. Mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt và thời gian hấp phụ của than Từ hình 3 ta thấy khi độ nhám bề mặt bằng 2,98 μm thì thời gian hấp phụ đến 2000ms hạt khoáng vẫn chưa bám dính vào bóng khí; thời gian hấp phụ để hạt bám vào bóng khí đối với hạt có độ nhám bề mặt là 2,4 μm và 0,84 μm lần lượt là 1700ms và 1000ms; đối với hạt có độ nhám bề mặt đạt 0,34 μm thì thời gian hấp phụ để hạt bám dính vào bóng khí là rất nhỏ khoảng 1ms. Như vậy, độ nhám bề mặt càng nhỏ thì thời gian hấp phụ hạt lên bề mặt bóng khí càng nhỏ. 3.5.3. Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt đến lực bám dính giữa hạt than và giọt nước Nghiên cứu đã sử dụng hệ thống dụng cụ đo lực bám dính để đo lực bám dính của giọt nước lên bề mặt hạt than có độ nhám khác nhau, kết quả được thể hiện trên hình 4[7]. Từ hình vẽ thấy cùng với độ nhám bề mặt giảm thì lực bám dính giữa giọt nước và than cũng giảm, điều đó có thể được giải thích khi độ nhám bề mặt lớn thì tính ưa nước của than lớn, khi nước tiếp xúc với bề mặt than hình thành ranh giới phân chia ba pha lớn (nước chảy lan ra) dẫn đến lực bám dính lớn, còn khi độ nhám bề mặt nhỏ tức là bề mặt ở dạng trơn bóng, có tính ưa nước kém, khi tiếp xúc với nước tao ra ranh giới bề mặt phân chia pha nhỏ dẫn đến lực bám dính nhỏ. Từ đó ta thấy khi độ nhám bề mặt giảm thì tính kỵ nước của bề mặt tăng hay tính nổi của than càng tốt. Hình 4. Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt đến lực bám dính Để giảm ảnh hưởng tiêu cực của độ nhám bề mặt than trong quá trình tuyển nổi, có thể sử dụng phương pháp xử lý điều chỉnh bùn than trước khi đưa tuyển nổi bằng thiết bị khuấy có cường độ mạnh (tốc độ khuấy lớn). Ở tốc độ khuấy cao tạo ra dòng chảy rối trong bùn than, dưới tác dụng của dòng chảy rối hạt than được va chạm, cọ sát, va đập với nhau và với nước làm giảm độ nhám bề mặt than, lúc đó tính nổi của than được cải thiện đáng kể. 4. KẾT LUẬN 1) Độ nhám bề mặt ảnh hưởng đến thời gian hấp phụ hạt lên bề mặt bóng khí, góc dính ướt và lực bám dính giữa bề mặt than và nước. Độ nhám bề mặt hạt than càng