分級小浮沉試驗方法探究

摘要：我國的煤泥分選過程中經常會出現小浮沉的現象，因此催生了煤泥分級浮沉方法的產生。為了判別各個煤泥浮沉的選擇性，按照GB/T19092-2003有關煤泥浮沉處理試驗的方法對其進行了分級處理，試驗中發現了粒級為0.25～0.5mm的浮塵在使用離心處理分離時容易產生污染。文章通過對煤泥分級浮塵的產生原因進行分析，并提出了一些改進的方法。

關鍵詞：分級小浮沉；試驗方法；煤泥分選；離心處理分離

中圖分類號：TD942 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0022-02

1 分級小浮沉試驗方法簡介

1.1 分級小浮沉試驗的重要性

分級小浮沉試驗是指對于粒級為0.5mm以下的煤泥小顆粒進行浮沉分級處理的方法，分級處理浮沉試驗方法與其他煤塊的處理方法基本類似，它是選擇煤層的一項作為基本的工作。隨著現在采煤以及煤炭分層精選處理技術的發展，處理好小浮沉顯得尤為重要。企業可以利用煤泥小浮沉的基本特性來對于煤層的選擇性進行評定，也可以根據小浮沉分級處理結果來改進煤泥精選工藝流程。目前，我國采煤、選煤過程中對于分級精選工藝流程廣泛使用，而不進行分級的煤粉顆粒遠遠達不到工業生產的基本要求，也只有改進分級處理工藝以及細化煤泥小浮沉的基本流程，才能促進我國煤炭相關行業的發展與進步。

1.2 分級小浮沉試驗中存在的問題及其形成原因

我國GB/T19092-2003有關煤泥浮沉處理試驗的方法規定中指出，精選工作人員需要分別對于粒級為0.125～0.25mm以及0.25～0.5mm等的煤粉顆粒進行分級處理，但經過實驗人員的重復多次試驗發現，粒級為0.25～0.5mm的煤粉浮沉分級處理中存在嚴重的污染問題。試驗人員在試驗結束分離時，進行分離懸浮液以及底部沉淀物質時，會出現一些0.25～0.5mm粒級的煤粉浮沉隨之進入分離產物中。但是對于其他粒級的煤粉顆粒來說，不僅重產物與上層懸浮液體明顯分離，而且在倒出分離液體時，煤粉并沒有對產物產生污染。

為了改進分級小浮沉試驗方法，盡量減少由于試驗人員的操作對于結果的影響，我們翻閱國內外有關小浮沉處理方法的文獻，并對分級處理試驗過程提出一些改進意見，比如試驗人員在進行導出上層懸浮液時，要盡量高速穩定地轉動離心管，以防備下層沉淀物中的重液對于上層懸浮液的污染。

2 重力力場下的分級小浮沉試驗方法

2.1 重力小浮沉分級處理的試驗準備工作

首先，這種方法主要適用于粒級在0.25～0.5mm之間的煤泥小浮沉進行分級處理。其次，我們在分級處理時，主要采用的四氯化碳、苯等有機化學試劑進行煤泥顆粒分離。但是又考慮到小浮沉顆粒的粒級大小對于分離試驗結果的影響，我們又分別對于有機試劑的濃度進行了分級，以便針對于不同粒級的小浮沉進行更好的處理，以防由于濃度過大，造成的下層沉淀物黏粘而污染懸浮產物。再次，我們需要選擇合適的化學試驗器材，通過對于重力分級方法的研究，我們發現此實驗主要借助于燒杯進行。我們在試驗時可以使用口徑直達7cm以及高度9.5cm的燒杯進行。同時需要自制一些撈勺、篩網等過濾性器械。主要是由于實驗會產生一些浮沉物以及沉淀物，需要我們借助這些器材及時進行過濾處理。除此之外，我們還要配備分液漏斗、托盤天平以及溫度計等常用的輔助器材。最后，我們需要保證煤樣的質量，并且注意將煤樣保存在干燥的環境中貯存，并且保證質量不要低于250克。在采集選取煤樣時，需要將煤粉進行多次篩選處理。出于試驗的目的以及保證煤樣的代表性，以及考慮試驗過程的可操作性，我們在試驗時可以選取煤樣總量為100克。

2.2 重力小浮沉分級處理的試驗操作說明

由于試驗處于重力力場條件下進行，我們可以參照大浮沉的基本處理方法進行，但與此相比，小浮沉的分級處理還存在以下不同：（1）為了保證重力力場下的小浮沉分級處理結果，我們可以將煤樣分成四份進行單獨處理，煤粉約重25克。（2）在進行重液與煤樣混合時，首先需要將煤樣放置到燒杯底部，然后傾倒入少許重液，使用玻璃棒穩定均勻的攪拌，盡量使得煤樣與重液充分接觸濕潤。最后，再將剩余的重液導入燒杯內部，并且一邊傾倒重液一邊均勻攪拌，直至混合液體的容量達到燒杯容積的2/3。（3）在攪拌結束后，試驗人員需要將混合液靜放6分鐘以上，并且在充分靜置之后，再用自制的撈勺撈起表面上浮的物質。（4）待上浮物打撈完全之后，需要將懸浮液體傾倒出來，并再次加入低密度的重液。（5）需要使用分液漏斗等器械分離懸浮液體，可以將自制撈勺中的比較純凈的煤樣作為輕產物處理，但是如果沉淀物污染了懸浮液時，這些煤樣可以作為重產物進行下一步重力分級處理。

2.3 重力小浮沉分級處理的試驗結果

為了比較離心力場以及重心力場下的試驗效果，我們做了多次對比試驗。我們發現對于粒級在0.25～0.5mm的小浮沉顆粒在離心力場的作用下，會使得沉淀物中的重物混入到上層懸浮液中，污染輕產物；但是在重心力場分級處理下，這種污染效果明顯減弱。

我們以0.5mm粒級的煤粉小浮沉分級處理作為分析參照基準，將在離心以及重心下的0.25～0.5mm的粒級小浮沉分級處理結果作為比對。在粒級為0.125～0.25等粒級的小浮沉處理結果中并沒有出現污染現象，而在粒級為0.25～0.5mm之間的小浮沉中卻存在一定的差異。

通過相關數據分析指出試驗加過的差異主要出現在產率上。而各個密度的灰分的差異也是由于產率差距造成的。所以，我們可以選取產率之間的差異來對比實驗結果。離心分級處理小浮沉方法的結果差距較大。而在重心力場的作用下，這種差距明顯縮短了。離心試驗方法的差距主要是由于密度低的產物所占比重較大，這也與之前的假設相一致。而重力試驗的結果是由于高密度的產物影響造成了產率的差異，所以對于粒級為0.25～0.5mm的小浮沉分級處理適合使用重力分級處理方法。

3 結語

綜上所述，我們按照GB/T19092-2003有關煤泥浮沉處理試驗的方法對其進行了分級處理。我們在試驗中發現了粒級為0.25～0.5mm的浮塵在使用離心處理分離時，容易產生污染。針對這些問題，我們按照大浮沉顆粒處理的方法設計并改進了小浮沉分級處理方法，尤其是對于粒級在0.25～0.5mm之間的顆粒使用重心力場分級處理。通過實驗結果的對比研究，我們分析了離心以及重心作用的分級方法，為以后的小浮沉分級處理方法的改進提出一些建設性的意見。

參考文獻

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作者簡介：王麗紅（1984-），女，山西呂梁人，山西省地質礦產研究院工程師。