李玄懷

(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)

抑制劑對(duì)屯蘭選煤廠細(xì)煤泥浮選效果的影響研究

李玄懷

(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)屯蘭選煤廠細(xì)煤泥浮選效率低、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題，分別以煤油和仲辛醇作為捕收劑、起泡劑，探索水玻璃和三偏磷酸鈉、羧甲基纖維素鈉三種抑制劑對(duì)細(xì)煤泥浮選效果的影響規(guī)律，并確定不同藥劑的最佳用量。試驗(yàn)結(jié)果表明：在試驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著抑制劑用量的增加，細(xì)煤泥浮選效果逐步改善，但過(guò)量添加抑制劑會(huì)使其浮選效果變差；當(dāng)羧甲基纖維素鈉用量為40 g/t時(shí)，細(xì)煤泥浮選效果最好，浮選精煤產(chǎn)率為69.72%，對(duì)應(yīng)的灰分為9.81%，精煤可燃體回收率為78.60%，浮選完善指標(biāo)為44.40%。

細(xì)煤泥；浮選；抑制劑；精煤可燃體回收率；浮選完善指標(biāo)

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)煤礦采用機(jī)械化采煤，導(dǎo)致原煤中的細(xì)粒煤逐漸增多，同時(shí)細(xì)粒煤中的礦物類雜質(zhì)含量不斷增加，此類煤的有效分選成為當(dāng)前亟待解決的難題。選煤是從原煤中分選出符合用戶質(zhì)量要求的煤炭產(chǎn)品的過(guò)程，在煤炭生產(chǎn)和加工過(guò)程中起著十分重要的作用。常用的選煤方法主要有跳汰選煤、重介質(zhì)選煤[1-2]等，而這些分選方法均存在一定的缺陷，在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的次生煤泥，導(dǎo)致浮選精煤數(shù)質(zhì)量均下降，最主要的是其對(duì)細(xì)煤泥分選效果不理想[3-4]。

浮選是從細(xì)煤泥中分選出精煤最有效的方法，2015年姚立陽(yáng)[5]等分析了長(zhǎng)治司馬煤業(yè)選煤廠煤泥的煤質(zhì)特征，并在最優(yōu)藥劑用量和礦漿濃度、充氣量條件下進(jìn)行浮選試驗(yàn)，最終的浮選精煤產(chǎn)率達(dá)到81.46%；2015年沈笑君[6]等選用復(fù)合藥劑、煤油和仲辛醇對(duì)七臺(tái)河鐵東選煤廠的煤泥進(jìn)行浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：煤泥浮選效果良好，浮選完善指標(biāo)為67.73%，浮選精煤可燃體回收率為80.82%。

為了改善屯蘭選煤廠細(xì)煤泥的浮選效果，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，選取水玻璃、六偏磷酸鈉、羧甲基纖維素鈉(CMC)三種抑制劑，研究其對(duì)細(xì)煤泥浮選效果的影響規(guī)律，并探索各種藥劑的最佳用量。

1 材料與儀器

1.1 試樣性質(zhì)

粒度組成是影響煤泥浮選效果的重要因素之一，研究中選取屯蘭選煤廠的細(xì)粒煤，將其制成符合浮選要求的煤樣，并按照GB/T 477—2008《煤炭篩分試驗(yàn)方法》[7]對(duì)其粒度組成進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 試樣的粒度組成

由表1可知：隨著粒度的減小，煤樣灰分逐漸升高，<0.045 mm粒級(jí)的灰分為22.58%，平均灰分為19.48%，說(shuō)明煤樣中的高灰細(xì)泥含量相對(duì)較高，浮選比較困難。

1.2 藥劑性能

試驗(yàn)捕收劑為煤油，密度為0.78 g/cm3，起泡劑選擇仲辛醇，密度為0.84 g/cm3；三種抑制劑均來(lái)自化工企業(yè)，水玻璃為無(wú)色半透明稠狀液體，密度為1.35 g/cm3；三偏磷酸鈉為白色結(jié)晶粉末，密度為2.48 g/cm3；羧甲基纖維素鈉為白色纖維狀顆粒，密度為0.65 g/cm3。

1.3 試驗(yàn)儀器

浮選試驗(yàn)選用XFD-1.5型浮選機(jī)，外形尺寸為560 mm×310 mm×590 mm，浮選槽容積為1.50 L，葉輪轉(zhuǎn)速為1 900 r/min，入料濃度為100 g/L，充氣量為0.25 m3/(m2·min)；輔助儀器包括天平和量筒等，天平的測(cè)量精度為0.001 g，量筒的容積為500 mL。

2 試驗(yàn)步驟與評(píng)定指標(biāo)

2.1 試驗(yàn)步驟

參照GB/T 4757—2013《煤粉(泥)實(shí)驗(yàn)室單元浮選試驗(yàn)方法》[8]進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)浮選機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為1 800 r/min，充氣量設(shè)定為0.25 m3/(m2·min)，浮選入料的質(zhì)量濃度為100 g/L，煤油用量為1 000 g/t，仲辛醇用量為90 g/t。在此條件下，研究不同抑制劑及其用量對(duì)煤泥浮選效果的影響規(guī)律，并探索不同抑制劑的最佳用量。

2.2 評(píng)定指標(biāo)

試驗(yàn)主要以浮選精煤可燃體回收率[9]和浮選完善指標(biāo)[10]作為評(píng)定煤泥可浮性的指標(biāo)，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，%。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 水玻璃用量?jī)?yōu)選試驗(yàn)

在上述試驗(yàn)條件下，以水玻璃作為抑制劑，探索不同用量對(duì)煤樣浮選效果的影響規(guī)律，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知：隨著水玻璃用量的增加，浮選精煤產(chǎn)率先增加后降低，其灰分波動(dòng)較大，但總體上呈下降趨勢(shì)；當(dāng)水玻璃用量為600 g/t時(shí)，浮選精煤灰分為10.76%，對(duì)應(yīng)的精煤可燃體回收率為77.01%，浮選完善指標(biāo)為39.87%，說(shuō)明水玻璃具有提高精煤產(chǎn)率、降低其灰分的作用；對(duì)比各組試驗(yàn)可以看出，試驗(yàn)條件下水玻璃的最佳用量為600 g/t。

3.2 三偏磷酸鈉用量?jī)?yōu)選試驗(yàn)

在上述試驗(yàn)條件下，以三偏磷酸鈉作為抑制劑，探索不同用量對(duì)煤樣浮選效果的影響規(guī)律，結(jié)果如圖2所示。

圖1 水玻璃用量?jī)?yōu)選試驗(yàn)結(jié)果

圖2 三偏磷酸鈉用量?jī)?yōu)選試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可知：三偏磷酸鈉用量對(duì)煤泥浮選效果的影響不是很明顯，當(dāng)其用量為100 g/t時(shí)，浮選精煤灰分為11.96%，對(duì)應(yīng)的精煤可燃體回收率為72.27%，浮選完善指標(biāo)為33.00%。與不添加三偏磷酸鈉相比，添加抑制劑后煤泥浮選效果有所提高；隨著藥劑用量的增加，浮選精煤灰分變化不大，而其產(chǎn)率先升高后降低，說(shuō)明試驗(yàn)條件下三偏磷酸鈉的最佳用量為100 g/t。

3.3 CMC用量?jī)?yōu)選試驗(yàn)

在相同的試驗(yàn)條件下，以CMC作為抑制劑，探索不同用量對(duì)煤樣浮選效果的影響規(guī)律，結(jié)果如圖3所示。

圖3 CMC用量?jī)?yōu)選試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可知：采用CMC作為抑制劑進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其與另外兩組藥劑對(duì)煤樣浮選結(jié)果的影響規(guī)律相近；當(dāng)CMC用量為40 g/t時(shí)，煤泥浮選效果最好，浮選精煤產(chǎn)率為69.72%，精煤灰分為9.81%，精煤可燃體回收率和浮選完善指標(biāo)分別為78.60%、44.40%；隨著CMC用量的增加，煤泥浮選效果變差，浮選精煤可燃體回收率和完善指標(biāo)均降低。

就添加抑制劑的三組煤泥浮選試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，添加CMC的浮選試驗(yàn)結(jié)果最佳，浮選精煤可燃體回收率達(dá)到78.60%，浮選完善指標(biāo)達(dá)到44.40%。故CMC適宜作為屯蘭選煤廠的煤泥浮選抑制劑，其最佳用量為40 g/t。

4 結(jié)論

以屯蘭選煤廠的細(xì)粒煤為研究對(duì)象，將其制備成符合浮選要求的煤樣，采用煤油作為捕收劑，仲辛醇作為起泡劑，探索不同抑制劑對(duì)細(xì)煤泥浮選效果的影響規(guī)律，可得出如下結(jié)論：

(1)不同的抑制劑對(duì)煤泥浮選效果影響不同，但其影響規(guī)律相近；隨著抑制劑用量的增加，煤泥浮選效果呈現(xiàn)出先變好后轉(zhuǎn)差的趨勢(shì)。

(2)在適宜的藥劑用量范圍內(nèi)，水玻璃和三偏磷酸鈉、CMC三種抑制劑均能提高細(xì)煤泥的浮選效果；過(guò)量添加抑制劑會(huì)使浮選精煤的相關(guān)指標(biāo)變差，浮選效果惡化。

(3)CMC適宜作為該選煤廠的抑制劑，在最佳用量為40 g/t時(shí)，浮選精煤可燃體回收率為78.60%，浮選完善指標(biāo)為44.40%。

[1] 翟 紅，曹 偉.動(dòng)篩跳汰機(jī)在汾西礦業(yè)集團(tuán)選煤中的應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2009, 37(6): 92-94.

[2] 劉 峰.重介質(zhì)旋流器選煤技術(shù)的研究與發(fā)展[J].選煤技術(shù)，2006(5): 1-11.

[3] 信延才，楊學(xué)民，王東勝，等. 極難選高細(xì)泥煤炭的洗選工藝在永錦選煤廠的實(shí)施與應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?014(5):297-297.

[4] 徐虎彪. 粗煤泥流態(tài)化浮選柱試驗(yàn)研究與流場(chǎng)分析[D]. 太原：太原理工大學(xué)，2012.

[5] 姚立陽(yáng)，馬力強(qiáng)，黃 根，等.煤泥浮選降灰提升產(chǎn)率試驗(yàn)研究[J].煤炭技術(shù)，2015 (11): 254-256.

[6] 沈笑君，梁傳程，郝立偉.鐵東選煤廠浮選藥劑選擇試驗(yàn)[J].選煤技術(shù)，2015(1): 20-23.

[7] 中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì). 煤炭篩分試驗(yàn)方法：GB/T 477—2008[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[8] 中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì). 煤粉(泥)實(shí)驗(yàn)室單元浮選試驗(yàn)方法：GB/T 4757—2013[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2013.

[9] 中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì). 煤粉(泥)可浮性評(píng)定方法：GB/T 30047—2013[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2013.

[10] 中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì). 選煤廠浮選工藝效果評(píng)定方法：MT 180—88[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1988.

Study on the effect on fine coal flotation performance produced by depressing agent at Tunlan Coal Preparation Plant

LI Xuan-huai

(Tunlan Coal Preparation Plant, Xishan Coal Electricity Group Co., Ltd., Gujiao, Shanxi 030206, China)

The fine coal flotation system of Tunlan Coal Preparation Plant is operating with a low efficiency and high cost. For tackling this problem, experiments have been conducted on the performance of the flotation system with the use of kerosene as collector and sec. Octyl alcohol as frother and sodium silicate, sodium trimetaphosphate and sodium carboxymethyl cellulose as depressing agents. It is aimed to making known the law of the influence produced by the use of each kind of depressant and determine its optimal dosage. As evidenced by test result, within the extent of the experiments, the flotation performance tends to improve gradually with the increase of dosage of depressing agent and become deteriorated with over-dosage. It is found that when CMC is used at a dosage of 40 g/t, a best flotation performance as follows can be expected: concentrate yield and ash-69.72% and 9.81%; recovery rate of combustible matter-78.60%; and flotation performance index-44.40%.

1001-3571(2016)05-0019-03

TD943+.14

A

Keywordsfine coal; flotation; depressant; concentrate yield; recovery rate of combustible matter; flotation perfection index

2016-10-14

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.005

李玄懷(1972—)，男，山西省原平市人，工程師，從事煤炭洗選加工方面的管理工作。

E-mail:lixuanhuai1972@sina.com Tel:18724593241

李玄懷.抑制劑對(duì)屯蘭選煤廠細(xì)煤泥浮選效果的影響研究[J]. 選煤技術(shù)，2016(5)：19-21，26.