中煤破碎再選試驗(yàn)研究

杜高仕

（長(zhǎng)治職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長(zhǎng)治 046000）

中煤破碎再選試驗(yàn)研究

杜高仕

（長(zhǎng)治職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長(zhǎng)治 046000）

摘要：以重介中煤為研究對(duì)象，通過(guò)煤質(zhì)分析、破碎解離、浮沉、浮選試驗(yàn)，探討了中煤破碎再選的規(guī)律與意義。試驗(yàn)表明，中煤13mm～6mm粒級(jí)的產(chǎn)率最高，為31.23%，中煤浮沉，低密度級(jí)物料含量為9.25%，灰分為7.30%；將密度級(jí)1.40 kg/L～1.80 kg/L產(chǎn)物破碎到3mm以下做浮沉試驗(yàn)，低密度物料產(chǎn)量為8.13%，灰分為7.66%；多次破碎后的煤泥浮選產(chǎn)率升高，灰分升高，破碎程度過(guò)大不利于回收合格精煤。

關(guān)鍵詞：中煤；破碎；浮選

1　中煤再選技術(shù)的研究現(xiàn)狀

關(guān)于從洗選中煤中回收優(yōu)質(zhì)精煤的技術(shù)研究，國(guó)內(nèi)外研究的不多。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，有將中煤直接再選，也有將中煤破碎后再選。由于無(wú)機(jī)礦物質(zhì)與有機(jī)可燃體連結(jié)在一起，直接返回洗選很難將有機(jī)可燃體從中分離，回收精煤效果很差。目前，一般將中煤通過(guò)破碎解離，再利用重選和浮選分選設(shè)備回收精煤［1］。

曾凡桂等［2］對(duì)淮南潘集礦中煤的煤巖組成及特征進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)中煤的煤巖顯微組分中，鏡質(zhì)組及殼質(zhì)組較原煤少，惰質(zhì)組較原煤高，礦物質(zhì)則大幅度上升。楊毛生等［3］以新峪礦有代表性的中煤為研究對(duì)象，將中煤破碎至3 mm以下，對(duì)分級(jí)出的3mm～0.5 mm粒級(jí)物料進(jìn)行浮沉試驗(yàn)。分選效果預(yù)測(cè)結(jié)果表明，對(duì)破碎后3 mm～0.5mm粒級(jí)物料再選，可回收灰分小于12.00%產(chǎn)率為6.70%的精煤。黃文峰等［4］對(duì)梁北選煤廠中煤深度解離，再進(jìn)行分選。結(jié)果表明，解離后精煤產(chǎn)率提高了2.88個(gè)百分點(diǎn)，增加了梁北選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。張相國(guó)等［5］對(duì)七臺(tái)河桃山選煤廠的中煤破碎解離至3 mm以下，在實(shí)驗(yàn)室采用螺旋分選機(jī)進(jìn)行分選，可以得到灰分小于12%、產(chǎn)率40%左右的精煤。

開灤礦區(qū)煉焦煤選煤廠的重介選中煤再選研究表明，將中煤磨碎至0.5 mm以下，在質(zhì)量符合要求的條件下，中煤再選后精煤產(chǎn)率提高約10%，每年可為整個(gè)開灤礦區(qū)增加銷售收入1.75億元。孟麗城等［6］對(duì)汾西礦業(yè)柳灣選煤廠中煤破碎解離，研究發(fā)現(xiàn)中煤不經(jīng)破碎直接再選時(shí)，按精煤灰分要求10.50%，理論精煤產(chǎn)率只有4.25%，將中煤破碎后分選，預(yù)測(cè)精煤實(shí)際產(chǎn)率增加5.07%，每年凈收益增加263萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益提高顯著。李萍等［7］將范各莊選煤廠中煤分為10個(gè)密度級(jí)，并以部分密度級(jí)煤樣為實(shí)驗(yàn)煤樣，分別作磨礦實(shí)驗(yàn)及分選實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)這一工藝處理后，精煤產(chǎn)率可以達(dá)到60%左右，總精煤灰分可降到8.14%以下。

2　實(shí)驗(yàn)部分

2.1煤樣性質(zhì)分析

2.1.1煤樣粒度組成分析

試驗(yàn)所用中煤煤樣均勻，采自雙柳選煤廠中煤脫介篩，煤樣粒度在50mm～0 mm之間，分別采用篩孔為25 mm、13 mm、6 mm、3 mm、1 mm和0.5 mm的標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)煤樣進(jìn)行篩分，煤樣粒度分析如表1所示。

由表1原煤樣粒度分析得出13 mm～6 mm粒級(jí)的產(chǎn)率最高，為31.23%，大于3mm粒級(jí)的中煤產(chǎn)率為78.12%，灰分為38.74%。樣品中粗粒級(jí)含量較多，通過(guò)破碎或磨礦，理論上可使其中的有機(jī)可燃體與無(wú)機(jī)礦物質(zhì)解離，從而釋放出較多的精煤。

表1　煤樣粒度組成分析

2.1.2中煤原樣浮沉試驗(yàn)

取30 kg原煤樣，樣品粒度為50 mm～0.5mm，將浮沉試驗(yàn)所用ZnCl2配制密度為1.30 kg/L，1.40 kg/L，1.50 kg/L，1.60 kg/L，1.80 kg/L的重液。浮沉試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

由表2原煤樣浮沉試驗(yàn)結(jié)果可以看出，原煤含有一定量的低密度物，直接燃燒會(huì)造成一定的浪費(fèi)。中間密度級(jí)含量高，產(chǎn)率為62.49%，灰分為29.36%。如果直接對(duì)原中煤進(jìn)行再選，能耗較大，精煤產(chǎn)率很低，并不能達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的要求，且不能夠最大限度回收精煤，造成精煤的浪費(fèi)。所以采用破碎解離的方法，將中間密度破碎解離，使與無(wú)機(jī)礦物質(zhì)連結(jié)的有機(jī)可燃體回收，釋放更多的精煤。

表2 中煤50mm～0.5mm浮沉試驗(yàn)結(jié)果

2.2中煤破碎解離浮沉試驗(yàn)

高密度級(jí)粒度大，灰分高，有機(jī)可燃體含量少，如果直接破碎，不但增加破碎量，而且破碎后的高密度級(jí)物料會(huì)影響分選效果，細(xì)粒高密度物料甚至?xí)廴揪骸Ｋ詫⒚芏燃?jí)1.40 kg/L～1.80 kg/L產(chǎn)物破碎到3 mm以下做浮沉試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3　密度級(jí)1.40 kg/L～1.80 kg/L產(chǎn)物破碎至3mm以下浮沉試驗(yàn)結(jié)果

由表3可看出，將密度級(jí)1.40 kg/L～1.80 kg/L產(chǎn)物破碎至3 mm以下后做浮沉試驗(yàn)，破碎后的物料含有一定量的低密度級(jí)產(chǎn)物，灰分在12%以下的低密度物料可以達(dá)到20%左右。中間密度級(jí)物料通過(guò)破碎解離出一部分低密度物料，且低密度物料灰分很低，說(shuō)明破碎有助于從中間密度級(jí)物料中解離出低密度精煤。破碎后大于0.5mm的物料通過(guò)重選再回收一部分精煤，小于0.5mm物料可使用浮選方法回收精煤。

2.3分步釋放試驗(yàn)

浮選是細(xì)粒煤分選回收的有效方法。本研究對(duì)中煤破碎產(chǎn)生的小于0.5 mm煤泥，進(jìn)行分步釋放浮選試驗(yàn)。分步釋放浮選試驗(yàn)是一次粗選多次精選的浮選試驗(yàn)，經(jīng)多次分選得到不同灰分、不同可浮性的產(chǎn)品。

以煤油（主要成分正十二烷）為捕收劑，仲辛醇為起泡劑，通過(guò)中煤不同程度破碎產(chǎn)生的煤泥分步釋放試驗(yàn)，考查在不同中煤破碎解離程度下，小于0.5mm粒級(jí)中煤的浮選回收效果。中煤經(jīng)過(guò)一次破碎產(chǎn)生煤泥的分步釋放試驗(yàn)結(jié)果見表4，中煤經(jīng)過(guò)多次破碎產(chǎn)生的煤泥分步釋放試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表4　中煤一次破碎產(chǎn)生煤泥的分步釋放結(jié)果

表4的分步釋放試驗(yàn)結(jié)果表明，中煤經(jīng)過(guò)破碎解離出一部分可燃體，灰分達(dá)到10%以下的精煤產(chǎn)率可達(dá)到8.88%，相對(duì)于中煤直接再選和直接燃燒的處理方式，破碎解離后再選可回收更多合格的精煤，提高了經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)表5的分步釋放試驗(yàn)結(jié)果可以看出，中煤經(jīng)過(guò)多次破碎后的浮選精煤相比一次破碎后煤泥浮選精煤，產(chǎn)率升高，灰分也隨之升高。多次破碎的中煤粒度更細(xì)，在浮選中，過(guò)細(xì)的微細(xì)粒無(wú)機(jī)礦物質(zhì)會(huì)混入精煤，使精煤灰分升高。

表5　中煤多次破碎產(chǎn)生煤泥的分步釋放結(jié)果

3　結(jié)論

1）中煤的中間粒度級(jí)物料含量較高，通過(guò)煤樣粒度分析，中間粒度級(jí)物料含有部分有機(jī)可燃體，通過(guò)破碎解離可回收部分精煤；過(guò)大粒級(jí)的中煤破碎需要過(guò)多的能耗，且灰分過(guò)高，無(wú)機(jī)礦物質(zhì)含量高，有機(jī)可燃體含量少，針對(duì)過(guò)大粒級(jí)的中煤物料破碎解離并不能回收更多合格的精煤，不能明顯提高經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)造成能耗的浪費(fèi)。

2）中煤的中間密度級(jí)物料含量高，可燃體夾雜在無(wú)機(jī)礦物中，通過(guò)破碎解離可以釋放一部分有機(jī)可燃體；高密度級(jí)物料含有的有機(jī)可燃體微乎其微，沒有必要浪費(fèi)能耗對(duì)其再選。

3）中煤破碎解離后的煤泥可通過(guò)浮選回收。試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)浮選試驗(yàn)可回收一部分合格精煤；多次破碎會(huì)增加物料的細(xì)粒含量，過(guò)多的細(xì)粒會(huì)夾帶在浮精中，影響浮選分選效果，使灰分升高。所以破碎程度過(guò)大，并不利于中煤中合格精煤的回收。

中煤直接再選和中煤直接燃燒都會(huì)造成一定的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染，這一現(xiàn)象在我國(guó)中小型選煤廠尤為嚴(yán)重。中煤通過(guò)破碎，將有機(jī)可燃體從無(wú)機(jī)礦物質(zhì)中盡可能解離出來(lái)，再通過(guò)重選和浮選分選設(shè)備，可充分回收原中煤中的精煤，充分利用稀缺的主焦煤資源，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，不僅可以避免能源的浪費(fèi)，改善選煤廠的環(huán)境，還可以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有十分重要的意義［8］。

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［2］曾凡桂，王祖訥.中煤的煤巖學(xué)特征［J］.燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，1998（2）：166-169.

［3］楊毛生，郭德.中煤破碎再選的研究［J］.煤炭工程，2010（12）：95-97.

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［8］趙林盛，彭垠，邢春芳，等.優(yōu)質(zhì)稀缺煉焦中煤再選技術(shù)的試驗(yàn)研究［J］.中國(guó)煤炭，2013（9）：77-81.

（編輯：劉新光）

中圖分類號(hào)：TD94

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-5050（2016）03-034-04

DO I：10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.06.010

收稿日期：2016-01-23

作者簡(jiǎn)介：杜高仕（1978-），男，山西沁縣人，碩士，助教，從事洗選煤工藝研究。

Experimental Study on Crushing and Recleaning M idd lings

DU Gaozhuang
（Changzhi Vocational and Technical Institute，Changzhi046000，China）

Abstract：Taking dense-medium middlings as research object，the study explores the rules and meaning of crushing and recleaning themiddlings by coal quality analysis，broken dissociation，floating and sinking，and floatation test.The test shows that the highest production rate is 31.23%when the size fraction of themiddlings ranges from 13 to6mm.The contentof low densitymaterial is9.25%，ash content is 7.30%.Thematerialat the density in between 1.40 and 1.80 kg/L arebroken into particlesunder 3mm to do floatingand sinking test.The production of low-densitymaterial is8.13%and ash content is7.66%. Aftermultiple crushing，the floatation rateof coalslurry increasesand ash content increases too.However，excessive fragmentation degree isbad for the recovery of thequalified clean coal.

Keywords：middlings；crushing；floatation