微细矿物颗粒具有质量轻、比表面积大、表面能高以及组分复杂等特点,因此在分离过程中比大颗粒矿物更难进行分选。煤泥是来自于煤炭洗选加工所产生的固态废弃物,主要由可燃的煤炭颗粒与无机矿物质组成,无机矿物含量一般高于30%,粒度细,易泥化,难以分离其中的可燃组分。2017年,我国原煤入洗量达28.7亿吨,煤泥伴生量达4.31亿吨,随着我国原煤入洗量的不断增加,煤泥伴生量将会持续上升。而现有技术对于煤泥的分离效率低,且处理量有限。煤泥的大量堆积不仅会造成严重的环境污染问题,也会导致煤炭资源的损失。因此,细粒煤泥高效分离工艺的开发具有重要的学术意义及行业意义。本文将以平均粒度10-30μm、灰分高于50%的烟煤煤泥作为研究对象,对其分离过程进行研究。主要研究包括:(1)本文提出了基于强剪切调浆、柱浮选过程的预矿化-浮选工艺。该工艺使用强剪切设备将能量高效传递给矿浆中的微细颗粒,使其在强剪切条件下与药剂及气泡发生充分混合,完成矿化后进入浮选柱内进行分离。依据新型的工艺概念进行试验平台的搭建,建立处理量为4-18kg/h的60mm浮选柱装置进行工艺条件研究,并建立了处理量为40-140kg/h的200mm浮选柱装置进行工艺放大验证。200mm浮选柱的放大试验表明,在进料强度为1.33mm/s、淋泡水强度为0.8mm/s的条件下,精煤灰分可从51.03%下降到8.29%,尾煤灰分达71.55%,可燃体回收率达60.75%。(2)本文对于预矿化-柱浮选过程强化进行研究,表明精煤产品品位与可燃体回收率呈现出矛盾关系。通过单柱一次浮选,精煤灰分最低可达9.3%,可燃体回收率最高可达74%。根据金达煤泥在预矿化-浮选过程中的分离行为研究,提出了基于预矿化的三柱流程分离工艺。开路试验结果表明,在保证精煤产品灰分9.5%左右时,通过三柱流程可将可燃体回收率提升11%左右。(3)本文结合了MLA以及扫描电镜对金达煤泥及其分选精煤的矿物成分、嵌布关系展开分析。结果表明金达煤泥中矿物质主要以高岭石、石英、伊利石、方解石等为主,其中高岭石含量占总灰分含量的66%。在金达精煤中,四种无机矿物的脱除率均在80%以上,表明由夹带而造成的精煤污染被得到很好的控制。此外,通过电镜图像发现了强剪切对于颗粒表面的清洗作用。此作用有利于脱除细泥盖罩,增强浮选药剂与煤泥中可燃组分的接触,提升浮选效果。