王 堯

(東曲礦選煤廠，山西 古交 030200)

引 言

當(dāng)前在我國的煉焦煤洗選過程中，通常會存在中煤產(chǎn)品，其產(chǎn)率通常在20%～30%之間，這部分產(chǎn)品由于灰分及黏結(jié)指數(shù)等指標(biāo)均難以滿足煉焦生產(chǎn)需求，因此一般僅作為動力煤使用，當(dāng)其分選效果不徹底時，對于寶貴的煉焦煤資源來講無疑是一種浪費(fèi)。但由于中煤灰分較高，矸石與煤巖組分的嵌布狀況較復(fù)雜，導(dǎo)致可選性較差，直接對其進(jìn)行二次分選往往難以取得實質(zhì)上的效果[1]。尤其是對于浮選中煤，直接進(jìn)行二次浮選時往往造成藥劑消耗大，實際分選效果不明顯的情況。因此，研究如何對浮選中煤進(jìn)行有效再分選，對于充分挖掘中煤潛在價值，促進(jìn)資源合理利用具有重要意義。

1 試驗儀器與樣品準(zhǔn)備

試驗主要以磨礦作為預(yù)處理手段，并對研磨預(yù)處理后的樣品進(jìn)行浮選試驗，用到的主要試驗儀器如表1所示，試驗藥劑如表2所示。

表1 主要試驗儀器

表2 主要試驗藥劑

所用試驗樣品為某煉焦煤選煤廠浮選中煤。在一個正常生產(chǎn)班次中，每隔1 h截取2 L的的浮選中煤產(chǎn)品，將其充分混合后過濾烘干，再次對烘干后的樣品充分混合后備用，并按照國標(biāo)GB/T 477-2008的有關(guān)要求進(jìn)行粒度組成分析，組成如表3所示。

表3 浮選中煤粒度組成

由表3可見，該浮選中煤粒度相對較粗，-0.074 mm粒級細(xì)泥僅占13.08%，+0.5 mm粒級產(chǎn)率高達(dá)32.12%。由于浮選的適宜分選粒度上限為0.5 mm，因此這部分浮選中煤產(chǎn)物顯然未能得到有效分選。各粒級灰分較高，累計灰分高達(dá)49.41%。同時，隨著粒度的較小，灰分呈逐漸增加趨勢。這一方面說明在該樣品的粒度范圍內(nèi)，矸石比煤巖組分易碎，樣品中存在較多高灰細(xì)泥；另一方面也說明在粗粒級產(chǎn)物中存在較多的礦物連生體，正是這些礦物連生體的存在阻礙了精煤組份的有效分選[2]。

2 研磨預(yù)處理對浮選效果的影響

由之前的試驗分析可知，該樣品粗粒級中存在較多的礦物連生體，導(dǎo)致顆?；曳州^高，無法有效回收精煤。本文采用研磨方式對樣品進(jìn)行預(yù)處理，并對經(jīng)不同時間研磨后的樣品進(jìn)行浮選分步釋放試驗，考察其精煤產(chǎn)物灰分與產(chǎn)率的變化情況并繪制趨勢曲線。為了將試驗內(nèi)容與實際生產(chǎn)相結(jié)合，浮選試驗中的藥劑用量與現(xiàn)場生產(chǎn)過程中的一般用藥量保持基本一致，即捕收劑(柴油)520 g/t，起泡劑(仲辛醇)200 g/t，入浮濃度80 g/L。浮選充氣量0.20 L/min，主軸轉(zhuǎn)速2 000 r/min[3]。

圖1 不同研磨時間下浮物灰分與產(chǎn)率關(guān)系變化圖

如圖1所示，在不同研磨時間處理后，浮物的累計灰分與累計產(chǎn)率的對應(yīng)規(guī)律表現(xiàn)出很大的差異性。以本廠浮選精煤12%的灰分要求來看，研磨4 min后進(jìn)行浮選，即可得到最大的精煤產(chǎn)率。研磨時間6 min時，精煤產(chǎn)率與研磨4 min時基本一致，均大于研磨時間2 min時的精煤產(chǎn)率，也即研磨時間在4 min～6 min時，均可達(dá)到較好的精煤回收效果。這說明，研磨預(yù)處理時間為2 min時，由于研磨時間不足，精煤組份與矸石解離不完全，導(dǎo)致精煤產(chǎn)率偏低。而研磨時間達(dá)到8 min后，浮選精煤產(chǎn)率又急劇減小，如果仍要達(dá)到研磨4 min時的精煤產(chǎn)率，則浮精灰分將大幅增加至30%以上，完全達(dá)不到精選效果。說明在研磨預(yù)處理8 min后，樣品已經(jīng)發(fā)生了過磨現(xiàn)象，樣品中的細(xì)泥含量大幅增加，藥劑的選擇性變差，導(dǎo)致浮選效果急劇惡化。也就是說，采用研磨作為浮選預(yù)處理手段時，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制研磨時間，防止過磨現(xiàn)象的出現(xiàn)。最終確定，當(dāng)要求浮精灰分為12%，研磨預(yù)處理時間為4 min時，可以獲得最大的浮精產(chǎn)率[4]。

3 入料質(zhì)量濃度對浮選效果的影響

入料礦漿濃度是浮選操作中的一個重要控制參數(shù)，對浮選精煤的產(chǎn)率及灰分具有重要影響。在保持浮選藥劑用量不變的情況下，將研磨4min后的浮選中煤樣品以不同濃度進(jìn)行單元浮選試驗，考察其浮精產(chǎn)率及灰分的變化趨勢，如圖2所示。

圖2 不同入料濃度時浮精產(chǎn)率與灰分變化

由圖2可知，當(dāng)入料濃度不同時，浮精的產(chǎn)率呈逐漸上升趨勢，但上升幅度較小，最低產(chǎn)率與最高產(chǎn)率之差僅為6.9%。浮精灰分變化較大。一方面，隨入料濃度增加，浮精灰分一直呈上升趨勢；另一方面，當(dāng)入料質(zhì)量濃度超過80 g/L后，浮精灰分急劇升高，當(dāng)入料質(zhì)量濃度大于140 g/L后，浮精灰分的上升趨勢減緩?？紤]到入料濃度增加后浮選效果惡化的原因可能是藥劑不足引起的，因此，選擇入料質(zhì)量濃度為120 g/L時進(jìn)行不同藥劑用量下的浮選單元實驗，其中捕收劑與起泡劑之間的藥劑比保持不變，在原有藥劑用量的基礎(chǔ)上加倍用藥，藥劑量分別為原有藥劑量的1.5倍、2.0倍和2.5倍，對其浮精產(chǎn)率及灰分變化情況繪制折線圖，如圖3所示。

圖3 增加藥劑量后浮精產(chǎn)率與灰分變化趨勢

由圖3可知，在其他條件不變的情況下提高浮選藥劑用量后，浮精產(chǎn)率和灰分同時顯著提高。其中，浮精產(chǎn)率在藥劑用量變?yōu)樵巹┝康?倍后趨于平穩(wěn)，說明在一定的礦漿量下，捕收劑的捕收能力并不能始終隨捕收劑用量的增加而增大，捕收劑選擇性惡化的程度有一定的下限[5]。浮精的灰分隨藥劑量的增多而持續(xù)升高，當(dāng)藥劑用量變?yōu)樵巹┝康?倍后，這一上升趨勢有所減緩，這同樣說明捕收劑的選擇性惡化有一定的下限，但過量的浮選藥劑使得精煤灰分升高的趨勢過大，浮選過程已經(jīng)基本失去了富集精煤，去除矸石的作用。

綜合以上分析表明，隨著入料濃度的升高，單位時間內(nèi)通過浮選槽的物料增多，浮選藥劑的選擇性會變差，部分高灰細(xì)泥進(jìn)入浮精，造成浮精灰分升高。同時，由于浮選藥劑用量一定時，其對顆粒的捕收及攜帶能力有限，入料濃度的增加并不能顯著提高其浮精產(chǎn)率，只會讓更多的細(xì)泥有機(jī)會進(jìn)入浮精，導(dǎo)致浮精灰分急劇上升。此時盲目增加浮選藥劑用量，只會繼續(xù)惡化浮選效果，并不能改善浮精品質(zhì)。因此，綜合考慮浮精產(chǎn)率與灰分兩個指標(biāo)，本文認(rèn)為當(dāng)入料質(zhì)量濃度為80 g/L時，浮選效果最佳，此時浮精產(chǎn)率60.2%，浮精灰分17.8%。

4 結(jié)語

本文以某煉焦煤選煤廠浮選中煤為試驗樣品，采用研磨手段進(jìn)行預(yù)處理以改善中煤再選效果，并得到以下結(jié)論。

1)在浮精灰分要求不超過12%時，研磨時間4 min時可獲得最大浮精產(chǎn)率，研磨時間過長會造成浮精產(chǎn)率急劇降低。

2)入料濃度過大會造成浮精灰分急劇升高，浮選藥劑過量也會惡化浮精品質(zhì)，最佳入料質(zhì)量濃度為80 g/L，最佳浮精產(chǎn)率60.2%，浮精灰分17.8%。

3)通過研磨手段可進(jìn)一步實現(xiàn)煤巖組分與矸石的解離，對于改善中煤再選效果具有重要意義。