盧智強(qiáng)

(1.中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司；2.唐山國(guó)選精煤有限責(zé)任公司，河北 唐山 063012)

1 概 述

我國(guó)煤炭資源豐富，煤炭種類較多，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)煤炭的需求量較大。然而，我國(guó)現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新時(shí)期，建設(shè)資源節(jié)約型、科學(xué)發(fā)展型社會(huì)的目標(biāo)日趨強(qiáng)烈，對(duì)煤炭綜合利用的改革也提出了新要求[1-4]。因此，提高原煤洗選加工的相關(guān)技術(shù)成為了重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容[5-6]，煤泥的浮選也成為熱點(diǎn)話題[7-11]。

筆者以億成選煤廠浮選尾礦作為試驗(yàn)樣品，通過(guò)對(duì)浮選尾煤的特性分析，并對(duì)其粒度組成、密度組成進(jìn)行深入分析，探討了該廠浮選尾煤的可浮性，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。

2 煤樣來(lái)源與性質(zhì)分析

選取3組主焦煤的浮選尾煤，此3組浮選尾煤均來(lái)自億成選煤廠，對(duì)3組浮選尾煤進(jìn)行礦物分析、化學(xué)分析。

2.1 礦物分析

實(shí)驗(yàn)采用AXS公司的D8型X射線衍射儀，設(shè)置條件為靶型Cu靶、電壓40 kV、電流40 mA、起始角4°、終止角65°、掃描速度0.5 s/步、步長(zhǎng)0.02°。確定了3組浮選尾煤中的非煤礦物主要有石英、高嶺石、方解石等，而高嶺石屬于黏土類礦物，在浮選過(guò)程中極易泥化，影響浮選效果。

2.2 化學(xué)成分分析

選取3組浮選尾煤，進(jìn)行化學(xué)成分分析，將煤樣在120 ℃條件下烘干1 h，烘干后制成煤樣，在800 ℃條件下進(jìn)行煅燒，對(duì)煅燒后產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果可知，浮選尾煤泥的主要成分為SiO2和Al2O3，結(jié)合礦物組成分析可知，脈石礦物含量比較高，浮選過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生泥化現(xiàn)象，影響煤泥浮選效果。

3 煤泥可浮性分析

3.1 粒度組成分析

將3組浮選尾煤通過(guò)濕篩的方法進(jìn)行篩分試驗(yàn)，分別取樣500 g，并命名為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)浮選尾煤，試驗(yàn)按照GB/T 477-2008《煤炭篩分試驗(yàn)方法》采用 0.50 mm、0.25 mm、0.125 mm、0.074 mm及0.045 mm標(biāo)準(zhǔn)套篩進(jìn)行粒度分析，篩分結(jié)果見表1、表2、表3。

表1 1號(hào)浮選尾煤篩分試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)表1分析可知，粒級(jí)小于0.045 mm為1號(hào)浮選尾煤的主導(dǎo)粒級(jí)，產(chǎn)率為59.59%，灰分為54.14%，灰分相比較上一個(gè)粒級(jí)高出15.01個(gè)百分點(diǎn)，相比較平均灰分高出5.18個(gè)百分點(diǎn)，泥化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，將會(huì)嚴(yán)重影響浮選效果，降低精煤質(zhì)量，不宜再次浮選，若想提高浮選效果，后續(xù)應(yīng)考慮浮選尾煤預(yù)先脫泥；大于0.50 mm和0.50～0.25 mm 2個(gè)粒級(jí)產(chǎn)率分別為2.03%、12.89%，共計(jì)14.92%，綜合灰分41.27%，可見該粒級(jí)煤泥沒有得到充分解離，使得灰分較高，該粒級(jí)也不宜再次浮選，若想提高浮選效果，應(yīng)考慮先磨再浮；0.045～0.074 mm粒級(jí)灰分較低，為39.13%，但產(chǎn)率僅為7.02%，0.25～0.074 mm粒級(jí)綜合灰分較高，為42.18%，產(chǎn)率為18.47%，這幾部分粒級(jí)再次浮選出合格的精煤有一定難度。

表2 2號(hào)浮選尾煤篩分試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)表2分析可知，2號(hào)浮選尾煤主導(dǎo)粒級(jí)仍為小于0.045 mm，產(chǎn)率為53.39%，灰分為54.56%，灰分相比較上一個(gè)粒級(jí)高出16.51個(gè)百分點(diǎn)，相比較平均灰分高出5.01個(gè)百分點(diǎn)，可見2號(hào)浮選尾煤泥化現(xiàn)象也比較嚴(yán)重，不宜再次浮選，若想提高浮選效果，應(yīng)考慮后續(xù)浮選尾煤預(yù)先脫泥；大于0.50 mm和0.50～0.25 mm 2個(gè)粒級(jí)產(chǎn)率分別為3.12%、14.33%，共計(jì)17.45%，綜合灰分47.80%，灰分較高，不宜再次浮選，若想提高浮選效果，應(yīng)考慮先磨再??；0.125～0.25 mm粒級(jí)灰分為45.77，灰分比較高；0.074～0.125 mm和0.045～0.074 mm 2個(gè)粒級(jí)灰分較低，分別為39.99%和38.05，但產(chǎn)率和僅為18.85%，再次浮選出合格的精煤有一定的難度。

表3 3號(hào)浮選尾煤篩分試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)表3分析可知，3號(hào)浮選尾煤綜合灰分為34.11%，相比較其他兩種尾煤灰分比較低，且3號(hào)浮選尾煤的產(chǎn)率與灰分有一定的特點(diǎn)。0.50～0.045 mm粒度級(jí)的產(chǎn)率共計(jì)17.48%，綜合灰分為19.90%，灰分比較低，但小于0.045 mm粒級(jí)的產(chǎn)率較高，為82.52%，灰分為37.12%。結(jié)合數(shù)據(jù)，可見細(xì)粒級(jí)的煤泥較多，且灰分也比較低，與上述的2種浮選尾煤有一定的不同。

3.2 密度分析

以《中華人民共和國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)煤浮沉試驗(yàn)方法》(GB/T478-2008)作為依據(jù)，對(duì)億成3種浮選尾煤進(jìn)行浮沉試驗(yàn)，分別取煤樣500 g，選用CCl4、C6H6、CHBr3配置重液，設(shè)定高速離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3 000 r/min，試驗(yàn)結(jié)果見表4、表5、表6。

表4 1號(hào)浮尾浮沉試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)表4分析可知，1號(hào)浮選尾煤的主導(dǎo)密度級(jí)為大于1.8 g/cm3，該密度級(jí)產(chǎn)率為45.47%，灰分為62.95%，相比較平均灰分高出13.98個(gè)百分點(diǎn)，這部分主要是高灰細(xì)泥，且煤泥夾雜了粗粒煤矸石；小于1.6 g/cm3密度級(jí)累計(jì)產(chǎn)率為9.46%，綜合灰分為18.16%，該密度級(jí)煤泥產(chǎn)率較低，綜合灰分較高，灰分低于11.5%的煤泥產(chǎn)率僅有0.96%，可見僅靠單獨(dú)浮選工藝很難選出合格的低灰精煤；當(dāng)密度級(jí)逐漸升高時(shí)，煤泥產(chǎn)率及灰分也隨之升高，且當(dāng)密度級(jí)增至1.6 g/cm3時(shí)，累計(jì)產(chǎn)率及灰分增速達(dá)到最大值，說(shuō)明該部分煤泥需要進(jìn)一步解離，才能達(dá)到浮選目標(biāo)。

表5 2號(hào)浮尾浮沉試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)表5分析可知，2號(hào)浮選尾煤密度組成與1號(hào)浮選尾煤的密度組成較為相似，該浮選尾煤的主導(dǎo)密度級(jí)也為大于1.8 g/cm3，該密度級(jí)產(chǎn)率為42.79%，灰分為61.42%，相比較平均灰分高出11.84個(gè)百分點(diǎn)；小于1.6 g/cm3密度級(jí)累計(jì)產(chǎn)率為9.89%，綜合灰分為18.96%，該密度級(jí)煤泥產(chǎn)率較少，綜合灰分較高，灰分低于11.5%的煤泥產(chǎn)率僅有1.21%，且當(dāng)密度級(jí)增至1.6 g/cm3時(shí)，產(chǎn)率和灰分達(dá)到最高增速級(jí)。

表6 3號(hào)浮尾浮沉試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)表6分析可知，3號(hào)浮選尾煤與前2種尾煤密度組成有些差異，雖然3號(hào)煤主導(dǎo)密度級(jí)仍為大于1.8 g/cm3，但產(chǎn)率僅為25.83%，灰分為55.14%，相比較平均灰分高出21.04個(gè)百分點(diǎn)，小于1.6 g/cm3密度級(jí)產(chǎn)率相比其他2種浮選尾煤較高，產(chǎn)率為32.89%，綜合灰分為17.59%，灰分小于11.5%的煤泥產(chǎn)率較高，達(dá)到9.58%左右，且當(dāng)密度級(jí)增至1.6 g/cm3時(shí)，產(chǎn)率和灰分達(dá)到最高增速級(jí)。

顯而易見，3號(hào)浮選尾煤中的煤與矸石解離情況優(yōu)于1號(hào)、2號(hào)浮選尾煤，這使得3號(hào)浮選尾煤直接通過(guò)浮選出合格的精煤增加了可能性，但結(jié)合前文的粒度分析可知，3號(hào)浮選尾煤粒度較細(xì)，需要其他分選設(shè)備輔助分選。

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)針對(duì)3種浮選尾煤篩分結(jié)果分析，確定了3種浮選尾煤主導(dǎo)粒級(jí)皆為小于0.045 mm，且產(chǎn)率均超過(guò)了50%，1號(hào)、2號(hào)浮選尾煤粒度灰分組成相似，而3號(hào)浮選尾煤灰分較低，但粒度更細(xì)，證明了浮選尾煤泥化現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

(2)針對(duì)3種浮選尾煤浮沉結(jié)果分析，確定了3種浮選尾煤主導(dǎo)密度級(jí)均為大于1.8 g/cm3，且當(dāng)密度級(jí)增至1.6 g/cm3時(shí)，產(chǎn)率和灰分達(dá)到最高增速級(jí)，證明了該密度級(jí)煤與黏土類礦物未能充分解離，直接通過(guò)浮選，難以回收合格精煤。