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        新型浮選劑在朝川焦化選煤廠的探索性應(yīng)用

        2018-07-20 08:58:18陳力攻李小可
        選煤技術(shù) 2018年3期
        關(guān)鍵詞:煤油細(xì)粒精煤

        陳力攻,李小可

        (中國(guó)平煤神馬集團(tuán) 平頂山朝川焦化有限公司選煤廠,河南 汝州467522)

        中國(guó)平煤神馬集團(tuán)平頂山朝川焦化有限公司選煤廠(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“朝川焦化選煤廠”)位于平頂山西部的汝州境內(nèi),是一座設(shè)計(jì)能力為2.70 Mt/a的煉焦煤選煤廠。原煤以預(yù)先脫泥方式入選,主選采用無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選、煤泥直接浮選的聯(lián)合工藝,浮選設(shè)備選用XJM-S20型機(jī)械攪拌式浮選機(jī)。入選原煤主要為朝川煤礦一井的主焦煤,具有粉煤含量高(占原煤比例在45 %以上)、灰分高及可浮性較差的特點(diǎn);主導(dǎo)產(chǎn)品為灰分在11.50 %以下的洗選精煤,主要作為公司內(nèi)部生產(chǎn)二級(jí)冶金焦炭的原料。

        近年來(lái),由于原煤煤質(zhì)發(fā)生變化,其中的細(xì)粒級(jí)含量越來(lái)越高,浮選在整個(gè)選煤過(guò)程中所起的作用越來(lái)越突出[1]。我國(guó)絕大多數(shù)入浮煤泥的細(xì)粒級(jí)含量、灰分均較高,這類(lèi)煤泥對(duì)浮選精煤的數(shù)質(zhì)量和浮選劑用量影響較大,且還有加劇的趨勢(shì),因此提高細(xì)粒級(jí)的分選效果是煤泥浮選的重要任務(wù)[2-3]。鑒于朝川焦化選煤廠的原煤特性,浮選精煤灰分不穩(wěn)定,且遠(yuǎn)高于重介精煤灰分;特別是自2017年以來(lái),由于客戶(hù)需求發(fā)生變化,浮選精煤灰分偏高的問(wèn)題尤為突出,嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。因此,必須采取合理的技術(shù)措施,提高煤泥浮選效果。

        1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

        在要求精煤灰分由11.50 %降為10.50%后,浮選系統(tǒng)操作方式根據(jù)需要進(jìn)行了調(diào)整;在這種情況下,壓濾煤泥處理量由200 t/h增至440 t/h,其灰分由68%降至42%,壓濾設(shè)備生產(chǎn)壓力大增,精煤損失嚴(yán)重(產(chǎn)率由45%降至30%左右)。此外,由于浮選尾煤中雜質(zhì)種類(lèi)較多,加之細(xì)粒雜質(zhì)含量增加,煤泥水在濃縮池得不到有效沉降,致使循環(huán)水的水質(zhì)變差。

        朝川焦化選煤廠原來(lái)選用的捕收劑、起泡劑分別是煤油和雜醇,這兩種浮選劑無(wú)法適應(yīng)煤質(zhì)多變的生產(chǎn)狀況,導(dǎo)致浮選精煤的數(shù)質(zhì)量和浮選效果沒(méi)有保障。要想提高浮選精煤產(chǎn)率,除合理的浮選流程、高效的浮選設(shè)備外,浮選劑的性能也至關(guān)重要[4],因此,選擇高效、經(jīng)濟(jì)的浮選劑也是改善煤泥浮選效果的重要途徑[5]。

        2 試驗(yàn)部分

        2.1 煤泥性質(zhì)

        (1)可浮性判定。按照GB/T 30046.2—2013《煤粉(泥)浮選試驗(yàn)第2部分:順序評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法》[6]進(jìn)行浮選試驗(yàn),繪制產(chǎn)率-灰分曲線,并根據(jù)GB/T 30047—2013《煤粉(泥)可浮性評(píng)定方法》[7]判斷煤泥的可浮性。入浮煤泥的密度組成見(jiàn)表1,產(chǎn)率-灰分曲線如圖1所示。

        圖1 入浮煤泥產(chǎn)率-灰分關(guān)系曲線

        由圖1可知:當(dāng)要求精煤灰分為10.50%時(shí),精煤理論產(chǎn)率為63.15%。結(jié)合浮選精煤可燃體回收率Ec計(jì)算式,評(píng)價(jià)煤泥的可浮性。

        Ec=γc(100-Ad,c)100-Ad,f,

        式中:γc為精煤理論產(chǎn)率,%;Ad,c為精煤干基灰分,%;Ad,f為入料干基灰分,%。

        結(jié)合表1數(shù)據(jù)計(jì)算得到Ec=76.28%,根據(jù)GB/T 30047—2013《煤粉(泥)可浮性評(píng)定方法》規(guī)定,該煤泥較難浮。

        (2)粒度組成。按照GB/T 477—2008《煤炭篩分試驗(yàn)方法》[8]規(guī)定,對(duì)入浮煤泥和浮選精煤的粒度組成進(jìn)行分析,結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

        表3 浮選精煤的粒度組成

        由表2、表3可知:入浮煤泥中<0.15 mm粒級(jí)產(chǎn)率為48.24%,灰分為32.30%;浮選精煤<0.15 mm粒級(jí)產(chǎn)率為63.55%,灰分為11.94%。這說(shuō)明煤泥中的微細(xì)粒含量較多,且多為細(xì)泥,分選過(guò)程中存在細(xì)泥夾帶和微細(xì)粒分選不徹底的問(wèn)題[9]。

        綜上分析:原來(lái)選用的浮選劑對(duì)微細(xì)粒的選擇性不足,導(dǎo)致大量高灰細(xì)粒污染浮選精煤,進(jìn)而使其灰分偏高。因此,必須選擇捕收性能和起泡性能更強(qiáng)的浮選劑,實(shí)現(xiàn)微細(xì)粒的有效分選,這是保證浮選精煤數(shù)質(zhì)量的關(guān)鍵。

        2.2 試驗(yàn)藥劑

        新型浮選劑包括起泡劑FQB-Ⅰ和捕收劑FMD-Ⅱ,F(xiàn)QB-Ⅰ屬于棕色油狀液體,密度為0.94 g/cm3,有高級(jí)醇的味道;由于含有少量的脂肪酸,需要加入適量的乳化劑,以提高其起泡性能和泡沫穩(wěn)定性。FMD-Ⅱ?qū)儆谌斯ず铣伤巹?,為淺棕色液體,密度為0.83 g/cm3;由于添加了活性混合物,其具有活性高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn),且兼有起泡作用,可在不添加起泡劑的情況下單獨(dú)使用。

        2.3 試驗(yàn)設(shè)備

        工業(yè)性浮選試驗(yàn)設(shè)備為XJM-20S型機(jī)械攪拌式浮選機(jī),其主要技術(shù)參數(shù)如下:

        單槽容積/m3

        20

        外形尺寸/(m×m×m)

        15.20×3.70×3.50

        攪拌機(jī)構(gòu)功率/kW

        45

        刮泡機(jī)構(gòu)功率/kW

        2.20

        充氣速率/(m3·m-2·min-1)

        0.60~1.20

        葉輪轉(zhuǎn)速/(r·min-1)

        180

        礦漿濃度/(g·L-1)

        60~120

        礦漿處理量/(m3·h-1)

        120~200

        2.4 試驗(yàn)方案

        為了保證煤泥浮選效果,試驗(yàn)中部分班次將浮選劑單獨(dú)使用,部分班次將浮選劑配合使用。在浮選機(jī)運(yùn)行正常的條件下,保證原煤入選量和礦漿濃度不變,改變浮選劑種類(lèi)和用量,并記錄精煤產(chǎn)率和灰分、尾煤產(chǎn)率和灰分及試驗(yàn)現(xiàn)象,然后分析浮選劑性能和煤泥浮選效果[10]。

        3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        不同條件下的煤泥浮選試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知:在尾煤灰分相同的情況下,添加雜醇、煤油的浮選精煤灰分偏高,添加FQB-Ⅰ、FMD-Ⅱ的精煤灰分偏低;在浮選精煤產(chǎn)率相同的情況下,添加雜醇、煤油的尾煤灰分偏低,添加FQB-Ⅰ、FMD-Ⅱ的尾煤灰分偏高,說(shuō)明FQB-Ⅰ、FMD-Ⅱ的選擇性能更好,能使精煤與尾煤更好地分離。

        表4 煤泥浮選試驗(yàn)結(jié)果

        注:煤油的摻配比為體積比。

        在要求精煤灰分在11%以下時(shí),雜醇、煤油的用量偏少,但尾煤灰分低,精煤損失較多;FQB-Ⅰ、FMD-Ⅱ用量偏多,但尾煤灰分高,精煤損失較少。從工業(yè)性試驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)看,添加FQB-Ⅰ、FMD-Ⅱ的尾礦水濃度高,且雜質(zhì)多;添加雜醇、煤油的尾礦水濃度低,且雜質(zhì)少。

        綜合分析,起泡劑宜選用FQB-Ⅰ,其用量為0.27 kg/t;捕收劑宜選用FMD-Ⅱ,并摻配體積比為20%的煤油,其用量為0.32 kg/t,此時(shí)煤泥浮選效益最好,不但浮選精煤質(zhì)量穩(wěn)定且滿(mǎn)足要求,而且浮選劑用量較少。

        4 結(jié)論

        (1)朝川焦化選煤廠的煤泥屬于難浮煤泥,其中的微細(xì)粒含量較多且多為細(xì)泥,雜醇、煤油對(duì)微細(xì)粒的選擇性不足,導(dǎo)致大量高灰細(xì)粒污染浮選精煤。

        (2)在添加起泡劑FQB-Ⅰ和捕收劑FMD-Ⅱ的情況下,煤泥浮選效果優(yōu)于原浮選劑,但存在浮選劑用量大、精煤灰分不穩(wěn)定的缺陷,浮選精煤質(zhì)量達(dá)不到要求。

        (3)以FQB-Ⅰ、FMD-Ⅱ分別作為起泡劑和捕收劑,兩者用量分別為0.27、0.32 kg/t,并在FMD-Ⅱ內(nèi)摻配體積比為20%的煤油時(shí),煤泥浮選效益最好。

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