艾熙昭，阮金生

(1.神東集團(tuán)洗選中心 錦界選煤廠，陜西 神木 719315；2.鄂爾多斯市聯(lián)創(chuàng)煤炭有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

煤炭洗選加工是從源頭上提高商品煤質(zhì)量、提高煤炭利用率、節(jié)約運(yùn)力，增加煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效方法，也是最直接、最重要的潔凈煤技術(shù)，原煤入洗比重已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家煤炭工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。浮選是煤炭洗選加工中的一種分選方法，是細(xì)粒煤以及超細(xì)煤分選應(yīng)用最為廣泛的方法[1-4]。浮選依據(jù)礦物顆粒表面物理化學(xué)性質(zhì)的差異進(jìn)行分選，而粒度很大程度上決定了礦物顆粒的表面性質(zhì)[5]。對(duì)煤泥浮選而言，在既定的工藝條件下，因?yàn)榱６冉M成不同，得到的浮選效果也會(huì)不同。由于小粒級(jí)和大粒級(jí)在浮選的碰撞、附著/脫附的過程中分別占主導(dǎo)地位，粒度對(duì)浮選行為的影響表現(xiàn)為過細(xì)或者過粗的礦粒浮選效果差，特別是對(duì)于細(xì)粒煤，礦物浮選回收率不僅會(huì)明顯降低，浮選精礦品位也會(huì)受到非常顯著的影響。隨著煤炭資源的開采，煤質(zhì)條件越來越差，煤泥越來越細(xì)化，高硫煤所含黃鐵礦通常需要充分解離。所以細(xì)粒煤的浮選問題變得愈發(fā)突出和重要。因此，研究粒度分布特征有利于提高煤泥浮選效率。

1 試 驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)條件

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4757—2001《煤粉(泥)實(shí)驗(yàn)室單元浮選試驗(yàn)方法》的規(guī)定對(duì)2種高硫煤樣進(jìn)行浮選試驗(yàn)，分別使用煤油、乳化煤油、柴油以及乳化柴油作為捕收劑，仲辛醇作起泡劑，礦漿濃度一定的條件下進(jìn)行浮選對(duì)比試驗(yàn)，考察不同捕收劑對(duì)煤泥的浮選效果。

試驗(yàn)采用XFD型單槽浮選機(jī)，槽體容積1.0 L，浮選機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速是1 800 r/min，浮選機(jī)單位充氣量是0.25 m3/(m2·min)。具體操作過程為，礦漿攪拌2 min后，在液面下注入捕收劑，1 min后再注入起泡劑，10 s后打開進(jìn)氣閥門，開始刮泡，保持礦漿液面恒定，刮泡時(shí)間為3 min。

1.2 試驗(yàn)方案

合理的粒度對(duì)浮選效果相當(dāng)重要，在煤泥混合浮選中，粗粒級(jí)的浮選行為與細(xì)粒級(jí)存在很大差異。因此，研究在一定浮選工藝條件下各個(gè)粒度級(jí)的浮選效果，確定浮選的最佳粒度組成，也是改善浮選效果、提高浮選效率的一個(gè)重要途徑。

采用煤油、乳化煤油、柴油以及乳化柴油作為捕收劑，仲辛醇作為起泡劑，根據(jù)捕收劑、起泡劑的用量變化以及礦漿濃度變化試驗(yàn)得出的各個(gè)捕收劑的最佳試驗(yàn)參數(shù)，對(duì)烏海肥煤(以下表中簡寫“WH”)和邢臺(tái)焦煤(以下表中簡寫“XT”)煤樣進(jìn)行各個(gè)粒級(jí)的浮選試驗(yàn)，考察粒度對(duì)浮選效果的影響。試驗(yàn)方案如表1所示。

表1 試驗(yàn)方案

1.3 煤樣分析

采用美國LECO公司出品的MAC-400型工業(yè)分析儀對(duì)烏海肥煤以及邢臺(tái)焦煤這2種煤樣進(jìn)行工業(yè)分析測試，結(jié)果如表2所示。采用德國Eementar公司出品的Vario Macro型元素分析儀對(duì)烏海肥煤和邢臺(tái)焦煤煤樣進(jìn)行元素分析試驗(yàn)，結(jié)果如表3所示?？梢钥闯觯?種煤樣的變質(zhì)程度都較高，其中烏海肥煤煤樣變質(zhì)程度較邢臺(tái)焦煤煤樣高，烏海肥煤煤樣揮發(fā)分較邢臺(tái)焦煤煤樣低，而固定碳含量高，與大量煤質(zhì)特征的統(tǒng)計(jì)規(guī)律是吻合的；2種煤樣空干基水分都比較低，灰分也都不高；2種煤樣干燥基含氧量都比較高，說明它們的含氧官能團(tuán)都比較大；2種煤樣的全硫含量都比較高，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15224.2判斷煤中的硫分等級(jí)，這2種煤樣都為高硫煤。

表2 煤樣工業(yè)分析結(jié)果 %

表3 煤樣元素分析結(jié)果 %

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 烏海煤樣浮選效果

烏海煤樣不同粒級(jí)浮選試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，對(duì)于烏海煤樣，無論使用哪一種捕收劑，隨著粒度的減少，精煤產(chǎn)率呈先上升后下降的趨勢，精煤灰分則大體呈增高的趨勢。與其它粒級(jí)相比，在0.5～0.25 mm粒級(jí)時(shí)，精煤產(chǎn)率較低，精煤灰分也比較低，說明這部分煤的回收率較低，但選擇性好；在小于0.074 mm粒級(jí)時(shí)，精煤產(chǎn)率最低而精煤灰分又最高，具有最差的捕收性和選擇性；只有在0.25～0.104 mm粒級(jí)之間的煤兼有較好的捕收性和選擇性，說明這部分煤適宜去浮選。

圖1 粒度對(duì)WH煤樣浮選效果的影響

總的來說，在各個(gè)粒級(jí)上，乳化煤油、乳化柴油與煤油、柴油相比，在精煤產(chǎn)率相差不大的情況下，使用乳化油作為捕收劑都能使灰分有不同程度的下降，但對(duì)于小于0.074 mm這部分細(xì)粒級(jí)煤樣，降灰效果不明顯；在各個(gè)粒級(jí)，使用乳化柴油作為捕收劑時(shí)浮選效果最好。

2.2 邢臺(tái)煤樣浮選效果

邢臺(tái)煤樣不同粒級(jí)浮選試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 粒度對(duì)XT煤樣浮選效果的影響

由圖2可知，對(duì)于邢臺(tái)煤樣，使用煤油作為捕收劑時(shí)，隨著粒度的減少，精煤產(chǎn)率呈先上升后下降的趨勢，精煤灰分則大體呈上升的趨勢。與其它粒級(jí)相比，小于0.074 mm的這部分細(xì)粒級(jí)煤，精煤產(chǎn)率最低而精煤灰分又最高，具有最差的捕收性和選擇性；而大于0.125 mm粒級(jí)的這部分煤，精煤產(chǎn)率較高，精煤灰分也較低，浮選效果最好。

使用乳化煤油作為捕收劑時(shí)，隨著粒度的減少，精煤產(chǎn)率呈先上升后下降的趨勢，精煤灰分則先大體不變，在小于0.074 mm時(shí)迅速增高。與煤油相比，乳化煤油作為捕收劑時(shí)，能大大改善大于0.074 mm這部分細(xì)粒級(jí)煤的浮選效果；特別是對(duì)0.175～0.074 mm粒級(jí)的煤，乳化煤油的浮選效果更好。

使用柴油和乳化柴油作為捕收劑時(shí)，隨著粒度的減少，精煤產(chǎn)率也都先上升后下降，精煤灰分則先有小幅的下降然后再明顯上升。與其它粒級(jí)相比，在0.5～0.25 mm粒級(jí)時(shí)，精煤產(chǎn)率較低，精煤灰分也比較低，說明這部分煤的回收率較低，但選擇性好；小于0.074 mm的細(xì)粒級(jí)煤，精煤產(chǎn)率最低而精煤灰分又最高，具有最差的捕收性和選擇性；在0.25～0.125 mm粒級(jí)之間的煤兼有較好的捕收性和選擇性，說明這部分煤適宜去浮選。

總的來說，采用煤油、乳化煤油、柴油以及乳化柴油作為捕收劑，仲辛醇作為起泡劑，根據(jù)捕收劑用量變化、起泡劑用量變化以及礦漿濃度變化試驗(yàn)得出的各個(gè)捕收劑的最佳試驗(yàn)參數(shù)，對(duì)烏海和邢臺(tái)煤樣進(jìn)行各個(gè)粒級(jí)的浮選試驗(yàn)。各粒級(jí)浮選試驗(yàn)結(jié)果表明，0.5～0.25 mm粗粒級(jí)選擇性較好，但捕收性能不高；小于0.074 mm細(xì)粒級(jí)具有最差的捕收性和選擇性；中間粒度適宜去浮選。在各個(gè)粒級(jí)上，與煤油、柴油相比，乳化煤油、乳化柴油作為捕收劑時(shí)有更好的浮選效果，其中對(duì)于0.25～0.074 mm這部分煤的改善效果最好，但對(duì)小于0.074 mm的改善效果并不明顯。

3 結(jié) 語

通過對(duì)烏海和邢臺(tái)煤樣使用不同捕收劑進(jìn)行浮選試驗(yàn)，確定了4種捕收劑與仲辛醇組合后對(duì)浮選效果的影響。

(1)烏海煤在各個(gè)粒級(jí)上，采用乳化煤油、乳化柴油與煤油、柴油相比，在精煤產(chǎn)率相差不大的情況下，使用乳化油作為捕收劑都能使灰分有不同程度的下降，但對(duì)于小于0.074 mm這部分細(xì)粒級(jí)煤樣，降灰效果不明顯；在各個(gè)粒級(jí)，使用乳化柴油作為捕收劑時(shí)浮選效果最好。

(2)邢臺(tái)煤在各個(gè)粒級(jí)上，采用乳化煤油、乳化柴油與煤油、柴油相比，在精煤產(chǎn)率相差不大的情況下，使用乳化油作為捕收劑都能使灰分有不同程度的下降，但對(duì)于小于0.074 mm這部分細(xì)粒級(jí)煤樣，降灰效果不明顯；在0.5～0.074 mm粒級(jí)，使用乳化煤油作為捕收劑效果最好，小于0.074 mm粒級(jí)，乳化柴油的使用效果最好。