浮选柱工艺优化处理高灰细粒煤泥.pdf

2 0 1 3 年增刊有色金属 选矿部分 1 8 3 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s m l 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．Z 1 ．0 4 6 浮选柱工艺优化处理高灰细粒煤泥 谢广元- ，刘博1 ，倪超1 ，许光前1 ，一，彭耀丽1 ，沙 杰1 1 ．中国矿业大学化工学院，江苏徐州2 2 1 0 0 8 ；2 ．新矿内蒙能源公司中心洗煤厂， 内蒙古鄂尔多斯0 1 6 2 1 7 摘要针对高灰细粒煤泥浮选精煤灰分超标问题，对比了基于浮选柱的一次浮选、脱泥浮选及一粗一精浮选工艺减 少精煤中细泥夹带的效果。结果表明，与一次浮选工艺相比，一粗一精浮选工艺可显著降低精煤中一0 ．0 4 5i n l l l 粒级灰分 3 ．1 5 ％ ，脱泥浮选无此效果；在要求精煤质量等级下，脱泥浮选和一粗一精浮选的精煤产率分别比一次浮选高11 ．2 8 ％、 1 7 ．6 3 ％，浮选完善指标高1 0 ．9 9 ％、1 7 ．6 9 ％。技术经济比较显示，一粗一精浮选工艺在处理高灰细粒煤泥时优势明显。 关键词高灰细泥；机械夹带；浮选柱；脱泥浮选；一粗一精浮选 中图分类号T D 9 4文献标志码h文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 S O 一0 1 8 3 0 5 浮选是目前处理细粒煤泥最成熟、有效的方法 之一。由于煤炭具有良好天然可泽陛，一次混合浮 选工艺以其流程简单、易于管理的优势得到广泛应 用∞] 。然而随着采煤、选煤过程机械化程度提高 及工艺变革，可采煤炭资源性质变差，入浮煤泥呈 现粒度变细，灰分提高、难浮和极难浮煤泥比例增 大的趋势[ ] 。加之市场对精煤质量的要求日益提 高，一次混合浮选工艺不能完全满足煤泥高精度浮 选的要求。最凸显的问题是高灰细泥机械夹带污染 导致的浮选精煤灰分超标[ 2 - 3 , 6 ] 。 浮选工艺优化是减轻高灰细泥对精煤污染的有 效途径。基于粗、细煤泥不同可浮性特点的分级浮 选工艺可实现不同粒级煤泥的高精度分选，减少细 粒精煤中高灰细泥的污染，同时强化较粗粒煤泥的 回收[ ，两] 。脱泥浮选工艺通过脱除部分高灰分黏土 类矿物，避免了细泥恶性循环，以减少其对精煤的 污染，保证产品质量[ 似] 。随着高灰难浮煤泥问题 的日益突出，多段串联浮选工艺受到重视并得到 发展。其中，粗选一扫选工艺在避免浮选“跑粗”、 适应重介工艺变革后高浓度煤泥水浮选及强化回 收难浮低灰精煤颗粒方面均优于传统单段浮选工 艺[ 5 - 9 , 1 0 1 ；粗选一精选工艺通过对精煤的强化分选， 有效减少精煤中高灰细泥的机械夹带，保证最终精 煤质量[ 1 1 。1 2 ] 。同时，根据产品质量要求，在粗 选一精选 或扫选 工艺中增加磨矿环节，增大煤 与矸石的解离程度，是降低精煤灰分 或提高精煤 回收率 的有效手段[ 1 4 | 。 浮选柱独特的结构特点及高效的气泡矿化形式 有利于细粒及微细粒煤泥的分选，并在解决高灰细 泥的机械夹带方面展现出一定的优势[ 2 J5 ‘。旋流微 泡浮选柱在诸多浮选柱中脱颖而出，成为我国煤泥 浮选工业中应用最广的浮选设备之一[ 2 - 3 , 1 6 ] 。然而， 对于高灰细泥的机械夹带污染问题，基于浮选柱的 浮选工艺优化及机理的研究还很不够。 本文基于旋流微泡浮选柱分选细粒煤泥的优 势，研究了一次浮选、脱泥浮选及一粗一精浮选工 艺对分选指标的影响。通过精煤粒度组成分析，探 讨不同工艺减少高灰细泥机械夹带和降低精煤灰分 的原因，并从技术、经济的角度对比分析。 1试验 1 ．1 煤样分析 试验煤样为新矿内蒙能源公司中心洗煤厂 以 下简称中心洗煤厂 三层人浮煤泥，其粒度组成见 表1 。可见，各粒级的灰分与产率随粒度减小而增大， - 0 ．0 4 5m m 粒级产率高达7 6 ．9 7 ％，灰分为4 3 ．9 2 ％， 煤样中高灰分细泥杂质含量大，易于出现高灰细泥 夹带污染问题。 选取煤油、仲辛醇分别作为捕收剂和起泡剂， 采用实验室X F D l ．5 L 充气搅拌式浮选机进行浮选 工艺参数探索试验，确定煤样分选的最佳工艺参 数，见表2 ，并在该参数下进行分步释放试验，结 果见图1 。从图1 可以看出，经过粗选可排除约 4 0 ％高灰尾煤，但精煤中高灰细泥的污染严重，灰 收稿日期2 0 1 3 1 0 - 2 l 作者简介谢广元 1 9 6 2 一 ，男，江苏泰兴人，教授，博士生导师，博士，从事细粒煤分选及脱水技术方面的研究。 万方数据 1 8 4 有色金属 选矿部分 2 0 1 3 年增刊 表1捕收剂种类试验结果 分超过1 6 ％。一次精选后，进一步排除约8 ％的高 灰细泥杂质，精煤灰分降至1 2 ％以下，产品质量满 足精煤灰分 4 0 ％ ，产率较小 脱泥浮选工艺 一次浮 选工艺。 表4不同工艺经济指标对比／万元 罴黧茎篡 38 4 0 ．0 0 7 8 6 ．2 4 10 0 8 ．6 9 6 0 ．o o 2 8 ．0 0 1 4 4 ．0 0 2 8 8 ．0 0 2 8 ．8 0 小计 58 4 2 ．4 654 9 9 ．8 761 8 3 ．7 3 3结论 1 一次柱浮选工艺处理高灰细泥含量大煤泥 时，高灰细泥的机械夹带污染严重，精煤降灰困 难。减小循环压力和药剂用量有一定效果，但不能 明显降低- 4 3 ．0 4 5m m 粒级灰分，而且精煤损失严重。 2 脱泥浮选工艺降低精煤灰分的实质在于减 少精煤中高灰分一0 ．0 4 5m m 粒级的比例，不能从根 本上减轻精煤中高灰细泥的机械夹带污染。同时， 脱除的煤泥不经分选，必然导致部分精煤损失，应 综合考虑其经济效益。 3 精选能有效减少精煤中高灰细泥的机械夹 带，精煤中一0 ．0 4 5m i l l 粒级的灰分比一次浮选和脱 泥浮选工艺降低3 ％左右，同时保证 0 ．0 4 5m i l l 粒 级的高效回收。精选段浓度可调性大，适宜浓度为 7 2 ～1 4 4g ／L ，循环压力为0 ．1 6M P a 。 4 针对中心选煤厂高灰煤泥，不同工艺的技 术及经济指标对比表明，一粗一精浮选工艺年利润 最高，脱泥浮选工艺其次，一次浮选工艺最低。与 一次浮选工艺相比，一粗一精浮选工艺处理高灰细 泥含量高煤泥的优势明显，对其他煤泥性质相近的 洗煤厂具有一定的借鉴意义。 参考文献 [ 1 ] DT a o ，GHL u t t r e l l ，R HY o o n ．A ne x p e r i m e n t a l i n v e s t i g a t i o n o nc o l u m nf l o t m i o nc i r c u i tc o n f i g u r a t i o n [ JJ ． I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，2 0 0 0 ，5 9 3 7 5 6 ． [ 2 ] 谢广元，吴玲，欧泽深，等．从细粒煤泥中回收精煤的分 选与脱水技术研究[ J ] ．煤炭学报，2 0 0 4 ，2 9 5 6 0 2 - - 6 0 5 ． [ 3 ] 谢广元，吴玲，欧泽深，等．煤泥分级浮选工艺的研究 [ J ] ．中国矿业大学学报，2 0 0 5 ，3 4 6 7 5 6 7 6 0 ． [ 4 ] 桂夏辉，刘炯天，程敢，等．能量输入对煤泥浮选过程 的影响[ J ] ．中南大学学报 自然科学版 ，2 0 1 2 ，4 3 6 2 0 7 5 2 0 8 3 ． [ 5 ] 彭耀丽，谢广元，蒋兆桂，等．基于高浓度煤泥水的柱式主 再浮试验研究[ J ] ．煤炭学报，2 0 1 3 ，3 8 增刊1 1 9 5 - 2 0 0 ． [ 6 ] 张秀捧．煤泥分级浮选工艺的研究与实践[ D ] ．徐州中 国矿业大学，2 0 0 3 ． [ 7 ] 郭德，张秀梅，吴大为，等．脱泥浮选工艺的实践与认识 [ J ] _ 煤炭学报，2 0 0 0 ，2 5 2 2 0 8 2 11 ． [ 8 ] W i l l i a mJO ，O r h a nO ，A n hVN ．E f f e c to fm e c h a n i c a l a n dc h e m i c a l c l a y r e m o v a l s b yh y d r o c y c l o n e a n d d i s p e r s a n t s o nc o a lf l o t a t i o nlJj ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ， 2 0 1 0 ，2 3 4 1 3 - - 4 1 9 ． [ 9 ] 谢领辉．浮选柱串联处理高浓度煤泥水效果初探[ J ] ． 煤炭工程，2 0 0 9 3 9 2 9 4 ． [ 1 0 ] 桂夏辉．煤泥分选过程强化及两段式分选研究[ D ] ．徐 州中国矿业大学，2 0 1 2 ． [ 1 1 ] 邢宇峰．难浮煤泥浮选工艺探讨E J3 ．选煤技术，2 0 0 9 5 5 3 5 6 ． [ 1 2 jDT a o ，GHL u t t r e H ，RH ．Y o o n ．Ap a r a m e t r i c s t u d y o ff r o t h s t a b i l i t y a n di t se f f e c ti nc o l u m nf l o t a t i o no f f i n e p a r t i c l e sl JJ ．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fM i n e r a l P r o c e s s i n g ，1 9 9 9 ，5 8 2 5 4 3 ． [ 1 3 ] 刘莉君，刘炯天．难选煤泥浮选新工艺探讨[ J ] ．选煤技 术，2 0 1 0 2 4 8 5 1 ． [ 1 4 ] 付晓恒，单晓云，蒋和金，等．煤泥深度浮选技术的研究 [ J ] ．煤炭学报，2 0 0 6 ，3 1 1 9 0 9 3 ． 1l5JJ u n g E u nL e e ，J a e K e u nL e e ．E f f e c to fM i c r o b u b b l e s a n dP a r t i c l e S i z eo nt h eP a r t i c l eC o l l e c t i o ni nt h e C o l u m nF l o t a t i o n [ J j ．K o r e a n C h e m ．E n g ．，2 0 0 2 ，1 9 4 7 0 3 7 1 0 [ 1 6 ] 谢广元欧泽深高敏，等．F C M C 一1 5 0 0 型旋流微泡 浮选柱在煤泥浮选中的应用研究[ JJ ．煤炭科学技术， 2 0 0 5 ．2 5 1 1 2 6 2 8 ． 吣舯船∞加∞m∞ 4 8 2 L L { 8 L洲嘲霉}与|拽仡猫孤 万方数据