屯蘭選煤廠煤泥浮選藥劑種類與用量優選試驗

趙曉紅

(1.太原理工大學，山西 太原 030024；2.山西焦煤西山煤電集團有限公司 屯蘭選煤廠，山西 古交 030206)

屯蘭選煤廠煤泥浮選藥劑種類與用量優選試驗

趙曉紅1,2

(1.太原理工大學，山西 太原 030024；2.山西焦煤西山煤電集團有限公司 屯蘭選煤廠，山西 古交 030206)

針對目前屯蘭選煤廠煤泥浮選效率低、成本過高的現狀，以該選煤廠煤泥為研究對象，以煤油和ZFC乳化油作為捕收劑，仲辛醇作為起泡劑，進行浮選藥劑及其用量選擇試驗。試驗結果表明：在試驗條件下，ZFC乳化油作為捕收劑時煤泥浮選效果優于煤油；當ZFC乳化油與仲辛醇的用量分別為1 000、90 g/t時，煤泥浮選效果最好，浮選精煤可燃體回收率為94.35%，浮選完善指標為49.72%。

煤泥；浮選；浮選藥劑；藥劑用量

煤炭分選是國際上公認最經濟有效的潔凈煤技術[1]，其實質是通過物理或化學方法降低煤炭產品灰分、硫含量，提高精煤數質量的過程。目前，國內大部分選煤廠采用跳汰或重介作為塊煤處理工藝，而細煤泥主要通過浮選工藝處理。浮選能夠從煤泥中分選出精煤，分離過程較簡單，精煤產率較高，且能滿足粒度較細物料的處理要求。隨著采煤機械化程度的提高，原煤中粉煤量越來越多，浮選作業的重要性越來越突出[2]。

浮選是一個固、液、氣三相共同決定的理化分選過程[3-4]，浮選設備的結構、浮選藥劑的種類及其用量、浮選工藝流程等均對煤泥浮選效果有一定影響。目前，國內外選煤廠多采用煤油和輕柴油作為捕收劑[5-6]，在實際使用過程中，這些藥劑存在消耗量過大的問題，加之石油資源逐漸減少而其價格有不斷攀升的趨勢，導致選煤成本日益增加。就目前情況來看，選擇適宜的浮選藥劑并提高其利用效率，是提高煤泥浮選效果的一種簡單、有效、實用的方法。為改善屯蘭選煤廠煤泥浮選效果，降低生產成本，在對該選煤廠煤泥性質分析的基礎上，以煤油和ZFC乳化油作為捕收劑，以仲辛醇作為起泡劑，進行煤泥捕收劑的優選試驗，并對三者的最佳用量進行探索。

1 試驗

1.1 設備與試劑

試驗設備為XFD型浮選機，容積為1 L，轉速為1 800 r/min，入料濃度為100 g/L，充氣量為0.25 m3/(m2·min)；輔助設備包括天平、套篩、量筒等。

試驗試劑包括捕收劑煤油和ZFC乳化油，起泡劑仲辛醇。煤油密度為0.78 g/cm3，仲辛醇的密度為0.84 g/cm3，ZFC乳化油是由柴油、表面活性劑、水按27∶3∶70的比例混合而成的新型捕收劑。

1.2 試樣粒度組成

試樣為屯蘭選煤廠浮選入料，其粒度組成如表1所示。由表1可知：隨著粒級的減小，各粒級灰分逐漸升高，>0.5 mm粒級灰分最低，僅為16.35%；0.25～0.075 mm粒級產率為51.06%，灰分高達17.99%，泥化現象較明顯；試樣硫含量為0.87%，屬于中低硫煤。

表1 試樣粒度組成

1.3 評價指標

試驗參照GB/T 4757—2013《煤泥實驗室單元浮選試驗方法》[7]進行，在入浮煤漿濃度為100 g/L的條件下，研究起泡劑、捕收劑種類及其用量對浮選效果的影響。以浮選精煤可燃體回收率[8]和浮選完善指標[9]來評價煤泥的可浮性和浮選完善程度，二者的計算式為：

式中：E為浮選精煤可燃體回收率，%；η為浮選完善指標，%；γj為浮選精煤產率，%；Aj為浮選精煤灰分，%；Ay為計算入料灰分，%。

2 試驗結果與分析

2.1 捕收劑及其用量優選試驗

在仲辛醇用量為60 g/t時，分別以煤油、ZFC乳化油作為捕收劑，探索各捕收劑不同用量時的煤泥浮選效果，結果如表2、表3所示。

表2 以煤油作為捕收劑時的煤泥浮選效果

由表2可知：隨著煤油用量的增大，浮選精煤產率整體上呈增大趨勢，其灰分整體上呈減小趨勢。當煤油用量小于1 000 g/t時，浮選精煤可燃體回收率、浮選完善指標均較小，不能滿足煤泥浮選要求；當煤油用量為1 000 g/t時，浮選精煤可燃體回收率為87.00%，浮選完善指標為39.29%，煤泥浮選效果最好；當煤油用量超過1 000 g/t時，浮選精煤可燃體回收率、浮選完善指標均有所下降。因此，煤油最佳用量以1 000 g/t為宜。

表3 以ZFC乳化油作為捕收劑時的煤泥浮選效果

由表2、表3可知：以ZFC乳化油作為捕收劑時，浮選精煤產率和灰分變化趨勢與煤油的類似，但其捕收效果優于煤油。當ZFC乳化油用量為1 000 g/t時，浮選精煤產率比同等用量時的煤油高3.10個百分點，浮選精煤灰分低1.18個百分點，浮選精煤可燃體回收率高達91.63%，浮選完善指標為46.83%。這說明在要求浮選指標相同的情況下，ZFC乳化油的用量更少，有利于節約生產成本和提高企業經濟效益。

2.2 仲辛醇最佳用量選擇試驗

以ZFC乳化油作為捕收劑，在用量為1 000 g/t的條件下，探索仲辛醇不同用量(30、60、90、120 g/t)時的煤泥浮選效果[10]，結果如圖1所示。

由圖1可知：

(1)隨著仲辛醇用量的增加，浮選精煤產率總體上呈上升趨勢，而其灰分正好相反。當仲辛醇用量為90 g/t時，浮選精煤產率最大，灰分最??；當仲辛醇用量超過90 g/t時，浮選精煤產率逐漸下降，灰分開始上升。

(2)隨著仲辛醇用量的增加，浮選精煤可燃體回收率和浮選完善指標均呈先上升后下降的趨勢，且二者的變化趨勢大致相同。當仲辛醇用量為90 g/t時，浮選精煤可燃體回收率和浮選完善指標均達到最大值，二者分別為94.35%、49.72%。

綜上所述，在試驗條件下，當ZFC乳化油用量為1 000 g/t、仲辛醇用量為90 g/t時，該廠煤泥浮選效果最好，浮選精煤可燃體回收率為94.35%，浮選完善指標為49.72%。

圖1 仲辛醇不同用量時的煤泥浮選效果

3 結論

對于屯蘭選煤廠煤泥，通過浮選藥劑種類及其用量優選試驗可得到如下結論：

(1)在仲辛醇用量為60 g/t的條件下，以煤油、ZFC乳化油作為捕收劑對煤泥進行浮選時，ZFC乳化油的捕收效果優于煤油，二者的最佳用量均為1 000 g/t。

(2)仲辛醇用量優選試驗結果表明：在ZFC乳化油用量為1 000 g/t的條件下，當仲辛醇用量為90 g/t時，煤泥浮選效果最好，浮選精煤可燃體回收率高達94.35%，浮選完善指標為49.72%。

[1] 李昕帆.煤浮選捕收劑的超聲乳化研究及其自動化設計[D]. 太原：太原理工大學，2010.

[2] 陳貴鋒，唐海香, 王續良，等. 選煤[M]. 北京：化學工業出版社，2011.

[3] 李志紅，武彥林，侯鵬輝，等. 高灰難浮煤泥的藥劑優化試驗研究[J]. 選煤技術，2012(5): 34-36.

[4] 佟順增，夏靈勇，桂夏輝，等. 高灰難選煤泥分級浮選試驗研究[J]. 選煤技術，2011(5): 18-22.

[5] 陳 奎，宋璨奡，曹 曦，等. 廢輪胎熱解制備煤泥浮選捕收劑的試驗研究[J]. 煤炭科學技術，2011, 39(2): 115-118.

[6] 翟 宇，謝維偉，郭美玲，等. 乳化捕收劑在煤泥浮選中的應用研究[J]. 煤炭工程，2009(5): 85-87.

[7] GB/T 4757—2013 煤泥實驗室單元浮選試驗方法[S].

[8] GB/T 30047—2013 煤粉(泥)可浮性評定方法[S].

[9] MT/T 180—1988 選煤廠浮選工藝效果評定方法[S].

[10] 侯鵬輝.煤泥浮選起泡劑的優化試驗[J].潔凈煤技術，2012(4): 13-15.

Analysis of category of coal slime flotation agents and optimal dosage in Tunlan coal preparation plant

ZHAO Xiao-hong1,2

(1.Taiyuan University of Technology, Taiyuan, Shanxi 030024, China; 2.Tunlan Coal Preparation Plant, Xishan Coal Electricity Group Co., Ltd., Gujiao, Shanxi 030206, China)

In order to improve efficiency of coal slime flotation, reduce cost in Tunlan coal preparation plant, reagent test and its optimal dosage are investigated by collecting agent kerosene, ZFC emulsified oil, frothing reagent 2-octanol. The results show that coal slime flotation by ZFC emulsified oil is better than by kerosene; and it can be treated best under condition of 1 000 g/t ZFC emulsified oil, 90 g/t 2-octanol, with 94.35% recovery of combustibles of flotation concentrate and 49.72% perfect index of flotation.

coal slime; flotation; flotation reagents; dosage of reagents

1001-3571(2015)05-0021-03

TD943

A

2015-10-12

10.16447/j.cnki.cpt.2015.05.005

趙曉紅(1972—)，男，山西省興縣人，工程師，碩士研究生，從事煤炭分選管理工作。

E-mail:cpqwy75421@163.com Tel: 18724593241