趙曉紅

(1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024；2.山西焦煤西山煤電集團(tuán)有限公司 屯蘭選煤廠，山西 古交 030206)

屯蘭選煤廠煤泥浮選藥劑種類與用量?jī)?yōu)選試驗(yàn)

趙曉紅1,2

(1.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024；2.山西焦煤西山煤電集團(tuán)有限公司 屯蘭選煤廠，山西 古交 030206)

針對(duì)目前屯蘭選煤廠煤泥浮選效率低、成本過(guò)高的現(xiàn)狀，以該選煤廠煤泥為研究對(duì)象，以煤油和ZFC乳化油作為捕收劑，仲辛醇作為起泡劑，進(jìn)行浮選藥劑及其用量選擇試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：在試驗(yàn)條件下，ZFC乳化油作為捕收劑時(shí)煤泥浮選效果優(yōu)于煤油；當(dāng)ZFC乳化油與仲辛醇的用量分別為1 000、90 g/t時(shí)，煤泥浮選效果最好，浮選精煤可燃體回收率為94.35%，浮選完善指標(biāo)為49.72%。

煤泥；浮選；浮選藥劑；藥劑用量

煤炭分選是國(guó)際上公認(rèn)最經(jīng)濟(jì)有效的潔凈煤技術(shù)[1]，其實(shí)質(zhì)是通過(guò)物理或化學(xué)方法降低煤炭產(chǎn)品灰分、硫含量，提高精煤數(shù)質(zhì)量的過(guò)程。目前，國(guó)內(nèi)大部分選煤廠采用跳汰或重介作為塊煤處理工藝，而細(xì)煤泥主要通過(guò)浮選工藝處理。浮選能夠從煤泥中分選出精煤，分離過(guò)程較簡(jiǎn)單，精煤產(chǎn)率較高，且能滿足粒度較細(xì)物料的處理要求。隨著采煤機(jī)械化程度的提高，原煤中粉煤量越來(lái)越多，浮選作業(yè)的重要性越來(lái)越突出[2]。

浮選是一個(gè)固、液、氣三相共同決定的理化分選過(guò)程[3-4]，浮選設(shè)備的結(jié)構(gòu)、浮選藥劑的種類及其用量、浮選工藝流程等均對(duì)煤泥浮選效果有一定影響。目前，國(guó)內(nèi)外選煤廠多采用煤油和輕柴油作為捕收劑[5-6]，在實(shí)際使用過(guò)程中，這些藥劑存在消耗量過(guò)大的問(wèn)題，加之石油資源逐漸減少而其價(jià)格有不斷攀升的趨勢(shì)，導(dǎo)致選煤成本日益增加。就目前情況來(lái)看，選擇適宜的浮選藥劑并提高其利用效率，是提高煤泥浮選效果的一種簡(jiǎn)單、有效、實(shí)用的方法。為改善屯蘭選煤廠煤泥浮選效果，降低生產(chǎn)成本，在對(duì)該選煤廠煤泥性質(zhì)分析的基礎(chǔ)上，以煤油和ZFC乳化油作為捕收劑，以仲辛醇作為起泡劑，進(jìn)行煤泥捕收劑的優(yōu)選試驗(yàn)，并對(duì)三者的最佳用量進(jìn)行探索。

1 試驗(yàn)

1.1 設(shè)備與試劑

試驗(yàn)設(shè)備為XFD型浮選機(jī)，容積為1 L，轉(zhuǎn)速為1 800 r/min，入料濃度為100 g/L，充氣量為0.25 m3/(m2·min)；輔助設(shè)備包括天平、套篩、量筒等。

試驗(yàn)試劑包括捕收劑煤油和ZFC乳化油，起泡劑仲辛醇。煤油密度為0.78 g/cm3，仲辛醇的密度為0.84 g/cm3，ZFC乳化油是由柴油、表面活性劑、水按27∶3∶70的比例混合而成的新型捕收劑。

1.2 試樣粒度組成

試樣為屯蘭選煤廠浮選入料，其粒度組成如表1所示。由表1可知：隨著粒級(jí)的減小，各粒級(jí)灰分逐漸升高，>0.5 mm粒級(jí)灰分最低，僅為16.35%；0.25～0.075 mm粒級(jí)產(chǎn)率為51.06%，灰分高達(dá)17.99%，泥化現(xiàn)象較明顯；試樣硫含量為0.87%，屬于中低硫煤。

表1 試樣粒度組成

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

試驗(yàn)參照GB/T 4757—2013《煤泥實(shí)驗(yàn)室單元浮選試驗(yàn)方法》[7]進(jìn)行，在入浮煤漿濃度為100 g/L的條件下，研究起泡劑、捕收劑種類及其用量對(duì)浮選效果的影響。以浮選精煤可燃體回收率[8]和浮選完善指標(biāo)[9]來(lái)評(píng)價(jià)煤泥的可浮性和浮選完善程度，二者的計(jì)算式為：

式中：E為浮選精煤可燃體回收率，%；η為浮選完善指標(biāo)，%；γj為浮選精煤產(chǎn)率，%；Aj為浮選精煤灰分，%；Ay為計(jì)算入料灰分，%。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 捕收劑及其用量?jī)?yōu)選試驗(yàn)

在仲辛醇用量為60 g/t時(shí)，分別以煤油、ZFC乳化油作為捕收劑，探索各捕收劑不同用量時(shí)的煤泥浮選效果，結(jié)果如表2、表3所示。

表2 以煤油作為捕收劑時(shí)的煤泥浮選效果

由表2可知：隨著煤油用量的增大，浮選精煤產(chǎn)率整體上呈增大趨勢(shì)，其灰分整體上呈減小趨勢(shì)。當(dāng)煤油用量小于1 000 g/t時(shí)，浮選精煤可燃體回收率、浮選完善指標(biāo)均較小，不能滿足煤泥浮選要求；當(dāng)煤油用量為1 000 g/t時(shí)，浮選精煤可燃體回收率為87.00%，浮選完善指標(biāo)為39.29%，煤泥浮選效果最好；當(dāng)煤油用量超過(guò)1 000 g/t時(shí)，浮選精煤可燃體回收率、浮選完善指標(biāo)均有所下降。因此，煤油最佳用量以1 000 g/t為宜。

表3 以ZFC乳化油作為捕收劑時(shí)的煤泥浮選效果

由表2、表3可知：以ZFC乳化油作為捕收劑時(shí)，浮選精煤產(chǎn)率和灰分變化趨勢(shì)與煤油的類似，但其捕收效果優(yōu)于煤油。當(dāng)ZFC乳化油用量為1 000 g/t時(shí)，浮選精煤產(chǎn)率比同等用量時(shí)的煤油高3.10個(gè)百分點(diǎn)，浮選精煤灰分低1.18個(gè)百分點(diǎn)，浮選精煤可燃體回收率高達(dá)91.63%，浮選完善指標(biāo)為46.83%。這說(shuō)明在要求浮選指標(biāo)相同的情況下，ZFC乳化油的用量更少，有利于節(jié)約生產(chǎn)成本和提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 仲辛醇最佳用量選擇試驗(yàn)

以ZFC乳化油作為捕收劑，在用量為1 000 g/t的條件下，探索仲辛醇不同用量(30、60、90、120 g/t)時(shí)的煤泥浮選效果[10]，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知：

(1)隨著仲辛醇用量的增加，浮選精煤產(chǎn)率總體上呈上升趨勢(shì)，而其灰分正好相反。當(dāng)仲辛醇用量為90 g/t時(shí)，浮選精煤產(chǎn)率最大，灰分最?。划?dāng)仲辛醇用量超過(guò)90 g/t時(shí)，浮選精煤產(chǎn)率逐漸下降，灰分開(kāi)始上升。

(2)隨著仲辛醇用量的增加，浮選精煤可燃體回收率和浮選完善指標(biāo)均呈先上升后下降的趨勢(shì)，且二者的變化趨勢(shì)大致相同。當(dāng)仲辛醇用量為90 g/t時(shí)，浮選精煤可燃體回收率和浮選完善指標(biāo)均達(dá)到最大值，二者分別為94.35%、49.72%。

綜上所述，在試驗(yàn)條件下，當(dāng)ZFC乳化油用量為1 000 g/t、仲辛醇用量為90 g/t時(shí)，該廠煤泥浮選效果最好，浮選精煤可燃體回收率為94.35%，浮選完善指標(biāo)為49.72%。

圖1 仲辛醇不同用量時(shí)的煤泥浮選效果

3 結(jié)論

對(duì)于屯蘭選煤廠煤泥，通過(guò)浮選藥劑種類及其用量?jī)?yōu)選試驗(yàn)可得到如下結(jié)論：

(1)在仲辛醇用量為60 g/t的條件下，以煤油、ZFC乳化油作為捕收劑對(duì)煤泥進(jìn)行浮選時(shí)，ZFC乳化油的捕收效果優(yōu)于煤油，二者的最佳用量均為1 000 g/t。

(2)仲辛醇用量?jī)?yōu)選試驗(yàn)結(jié)果表明：在ZFC乳化油用量為1 000 g/t的條件下，當(dāng)仲辛醇用量為90 g/t時(shí)，煤泥浮選效果最好，浮選精煤可燃體回收率高達(dá)94.35%，浮選完善指標(biāo)為49.72%。

[1] 李昕帆.煤浮選捕收劑的超聲乳化研究及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)[D]. 太原：太原理工大學(xué)，2010.

[2] 陳貴鋒，唐海香, 王續(xù)良，等. 選煤[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[3] 李志紅，武彥林，侯鵬輝，等. 高灰難浮煤泥的藥劑優(yōu)化試驗(yàn)研究[J]. 選煤技術(shù)，2012(5): 34-36.

[4] 佟順增，夏靈勇，桂夏輝，等. 高灰難選煤泥分級(jí)浮選試驗(yàn)研究[J]. 選煤技術(shù)，2011(5): 18-22.

[5] 陳 奎，宋璨奡，曹 曦，等. 廢輪胎熱解制備煤泥浮選捕收劑的試驗(yàn)研究[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2011, 39(2): 115-118.

[6] 翟 宇，謝維偉，郭美玲，等. 乳化捕收劑在煤泥浮選中的應(yīng)用研究[J]. 煤炭工程，2009(5): 85-87.

[7] GB/T 4757—2013 煤泥實(shí)驗(yàn)室單元浮選試驗(yàn)方法[S].

[8] GB/T 30047—2013 煤粉(泥)可浮性評(píng)定方法[S].

[9] MT/T 180—1988 選煤廠浮選工藝效果評(píng)定方法[S].

[10] 侯鵬輝.煤泥浮選起泡劑的優(yōu)化試驗(yàn)[J].潔凈煤技術(shù)，2012(4): 13-15.

Analysis of category of coal slime flotation agents and optimal dosage in Tunlan coal preparation plant

ZHAO Xiao-hong1,2

(1.Taiyuan University of Technology, Taiyuan, Shanxi 030024, China; 2.Tunlan Coal Preparation Plant, Xishan Coal Electricity Group Co., Ltd., Gujiao, Shanxi 030206, China)

In order to improve efficiency of coal slime flotation, reduce cost in Tunlan coal preparation plant, reagent test and its optimal dosage are investigated by collecting agent kerosene, ZFC emulsified oil, frothing reagent 2-octanol. The results show that coal slime flotation by ZFC emulsified oil is better than by kerosene; and it can be treated best under condition of 1 000 g/t ZFC emulsified oil, 90 g/t 2-octanol, with 94.35% recovery of combustibles of flotation concentrate and 49.72% perfect index of flotation.

coal slime; flotation; flotation reagents; dosage of reagents

1001-3571(2015)05-0021-03

TD943

A

2015-10-12

10.16447/j.cnki.cpt.2015.05.005

趙曉紅(1972—)，男，山西省興縣人，工程師，碩士研究生，從事煤炭分選管理工作。

E-mail:cpqwy75421@163.com Tel: 18724593241