浮选是目前煤泥精选最主要的方法,浮选效果的好坏直接影响企业的经济效益。随着采煤机械化程度的不断提高,细粒煤含量的日益增加,煤质入选范围的扩大,煤泥水处理流程的完善和直接浮选的推广利用,入浮煤泥粒度越来越细,煤泥浮选变得越来越难。为了提高企业效益,探索各影响因素对原料煤浮选效果的影响,有效改善高灰煤泥浮选效果,提高浮选精煤数质量,找到最佳的浮选工艺显得尤为重要。
山西吕梁某选煤厂在以往生产中,采用1次浮选工艺,其浮选产品无法达到产品质量要求,只能将煤泥作为中煤产品销售,无法发挥最大经济效益,并造成浮选设备闲置。为此,山西吕梁某选煤厂对煤泥浮选工艺、浮选药剂种类及用量进行了优化研究。
1 煤样性质分析试验所用煤样取自山西吕梁某选煤厂,其浮选入料粒度组成及密度分别见表1、表2。
表1 浮选入料粒度组成
粒级/mm |
产率/% |
灰分/% |
累计/% | |
产率 |
灰分 | |||
+0.350 |
0.54 |
29.01 |
0.54 |
29.01 |
-0.350+0.246 |
10.39 |
29.94 |
10.93 |
29.90 |
-0.246+0.175 |
22.23 |
26.39 |
33.16 |
27.55 |
-0.175+0.120 |
32.33 |
28.67 |
65.49 |
28.10 |
-0.120+0.074 |
13.21 |
27.69 |
78.70 |
28.03 |
-0.074 |
21.30 |
29.10 |
100.00 |
28.26 |
合计 |
100.00 |
28.26 |
100.00 |
28.26 |
表2 浮选入料密度组成
密度级/(g/cm3) |
产率/% |
灰分/% |
浮物累计 |
沉物累计 | ||
产率/% |
灰分/% |
产率/% |
灰分/% | |||
<1.3 1.3~1.4 1.4~1.5 1.5~1.6 1.6~1.8 >1.8 合计 |
12.99 29.17 14.50 17.05 13.74 12.55 100.00 |
5.71 9.65 17.09 32.28 47.76 77.09 27.78 |
12.99 42.16 56.66 73.71 87.45 100.00 |
5.71 8.44 10.65 15.65 20.70 27.78 |
100.00 87.01 57.84 43.34 26.29 12.55 |
27.78 32.99 44.76 54.02 68.12 77.09 |
由表1、表2可知,浮选入料粒度组成中煤样粒度比较细,各粒级的灰分基本相等,说明煤质比较均匀。密度组成中除密度小于1.3 g/cm3和1.3~1.4 g/cm3密度级灰分较低外,其他各级灰分较高,精煤灰分为10.65%时的理论产率仅为56.66%,有产率为30.79%的1.5~1.8g/cm3密度级的灰分为39.05%的难浮粒子属极难选煤泥,且浮选精煤很难达到灰分11%以下的产品要求。
2 浮选试验
浮选试验选用1L的XFD单槽浮选机,在浮选矿浆温度为20℃左右,叶轮转速为1800r/min,充气量为0.30m3/(m2·min),刮板转速为30次/min,捕收剂选用柴油的条件下考察1次浮选药剂种类及用量对浮选效果的影响。
2.1 起泡剂种类对浮选效果的影响
在捕收剂采用柴油且用量为177μl的情况下,起泡剂分别选用浓度均为100g/L、用量为36μl的复合药剂和杂醇进行对比试验,其试验结果见表3。
表3 浮选药剂种类对浮选效果的影响结果
起泡剂 |
精煤 |
尾煤 | ||
产率 /% |
灰分/% |
产率/% |
灰分/% | |
复合药剂 杂醇 |
55.40 50.85 |
11.86 12.58 |
44.60 49.15 |
47.93 43.85 |
由表3试验结果可知,在捕收剂采用柴油,起泡剂采用复合药剂时比采用杂醇作起泡剂效果明显要好,精煤产率提高近5个百分点,灰分也降低致11.86%,说明作为起泡剂复合药剂比杂醇更具有优势。
2.2抑制剂对浮选效果的影响
抑制剂在浮选中能够破坏或削弱矿物对捕收剂的吸附,增强矿物表面亲水性。在矿浆浓度为100g/L,捕收剂为柴油且用量为177μl,起泡剂为复合药剂且用量为36μl的条件下,考察在抑制剂分别为苛性淀粉和水玻璃及不同用量下对浮选效果的影响。试验结果见表4。
表4 抑制剂种类及不同用量对浮选效果的影响结果
抑制剂 |
用量/g |
精煤 |
尾煤 | ||
产率/% |
灰分/% |
产率/% |
灰分/% | ||
苛性淀粉 |
2.0 3.5 |
53.66 35.84 |
13.18 11.49 |
46.34 64.16 |
45.05 37.14 |
水玻璃 |
3.0 5.5 10.0 |
56.00 55.13 50.61 |
13.27 13.37 12.95 |
44.00 44.87 49.39 |
46.63 45.86 43.32 |
由表4试验结果可知,采用苛性淀粉作为抑制剂其抑制效果比较明显,其用量较少时能极大的降低灰分,但其对产率的影响也很大,当对精煤质量要求较高时可考虑加入少量苛性淀粉降低灰分,与其相比,水玻璃作抑制剂对灰分的影响不大。
2.3 精煤再选流程试验
试验在对各单一因素对浮选效果的影响进行考察后,在得出的最佳因素条件下1次浮选其精煤灰分达不到产品要求,无法满足企业要求。
精煤再选适用于高灰细泥含量大的难浮煤或对精煤质量要求高时采用的工艺流程,为提高精煤质量,对精煤进行了再选试验。综合考虑浮选矿浆浓度、精煤产率、灰分和药剂等因素,确定的1次浮选条件和结果见表5。
表5 1次浮选条件和结果
作业 名称 |
矿浆 |
药剂用量 |
一次浮选精煤 | ||||
浓度 / (g/l) |
柴油 /μl |
复合药剂 /μl |
苛性淀粉 用量/g |
产率 /% |
灰分 /% | ||
1次浮选 |
100 |
180 |
42 |
不加 |
56.62 |
13.58 | |
精煤再选时,捕收剂选用柴油,起泡剂选用复合药剂,同时加入适量苛性淀粉抑制剂,进行4组不同药剂制度下的精煤再选对比试验,试验结果见表6,最佳煤泥浮选工艺流程见图1。
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