泉店選煤廠浮選機單機檢查效果分析

翟 震，房傳信

(河南神火興隆礦業(yè)有限公司，河南 許昌 461000)

泉店選煤廠隸屬于河南神火煤電股份有限公司，屬礦井型煉焦煤選煤廠，2008年建成投入使用，設(shè)計能力為1.8 Mt/a(預留1.8 Mt/a)。泉店礦井主采二1煤層，局部開采二3煤層。二1、二3煤層均為黑色、灰黑色，條痕黑、條痕灰黑色，質(zhì)地松軟，以粉粒狀為主，其次為粉狀、鱗片狀。二1煤視密度平均為1.42 t/m3，真密度平均1.47 t/m3；二3煤視密度平均為1.43 t/m3，真密度平均1.49 t/m3。泉店選煤廠目前采用 4 臺XJX-T12浮選機處理煤泥，浮選工藝如圖1所示。

圖1 浮選工藝流程示意

根據(jù)《MT/T180-88 選煤廠浮選工藝效果評定方法》，并參照《MT/T144—1997選煤實驗室分布釋放浮選試驗方法》和《MT/T259—1991煤炭可浮性評定方法》[1-3]對該廠設(shè)備進行分析評定。選煤廠以保證精煤灰分滿足產(chǎn)品需求為出發(fā)點和立足點，以提高精煤產(chǎn)率和尾煤灰分為目標，對浮選工藝進行浮選機單機檢查，分析煤質(zhì)情況及浮選系統(tǒng)問題所在，提出針對性措施。

1 煤質(zhì)分析

1.1 煤層煤樣的工業(yè)分析及元素分析

取礦井主采二1、二3煤層煤樣進行煤質(zhì)工業(yè)分析[4-5]，結(jié)果見表1。

表1 煤層煤樣工業(yè)分析結(jié)果

對兩種煤層煤樣分別進行元素分析，結(jié)果見表2。

由上述分析結(jié)果可知，入洗原煤屬低中灰、低水分、特低硫～低硫、低揮發(fā)分、特低磷、高熱值、中等～強粘結(jié)性煤。依據(jù)中國煤炭分類國家標準《GB5751—2009》[6]，以浮煤干燥無灰基揮發(fā)分(Vdaf)、粘結(jié)指數(shù)(GR，I)、膠質(zhì)層最大厚度(Y)為主要指標，確定二1煤以瘦煤為主，其次為焦煤；二3煤為焦煤和瘦煤。

表2 煤層煤樣元素分析結(jié)果

1.2 粒度組成和浮沉試驗分析

浮選系統(tǒng)入料、精煤、尾煤的粒度組成見表3。各產(chǎn)物的浮沉試驗結(jié)果見表4。

表3 煤質(zhì)粒度組成分析結(jié)果

表4 煤泥小浮沉分析結(jié)果

從表3可以看出，浮選入料、浮選精煤中小于0.045 mm粒級含量占本級60%以上，且各粒級產(chǎn)物灰分均大于各自的整體灰分，說明入浮煤泥中細粒級含量多，泥化現(xiàn)象較為嚴重；浮選入料的整體灰分為21.51%，而浮選尾煤灰分為30.22%，尾煤灰分過低，說明精煤回收效果較差，難以滿足產(chǎn)品要求。浮選效果較差，將會導致大量精煤進入尾煤系統(tǒng)，增加了后續(xù)作業(yè)壓力的同時，也造成了經(jīng)濟損失和資源浪費。

從表4可以看出，浮選入料中主導密度級為1.30～1.50 kg/L，占52.47%；精煤中高于精煤總體灰分11.41%的部分約占11%，而尾煤中低于尾煤總體灰分56.31%的部分約占60%，兩者數(shù)據(jù)都比較高，說明浮選效果不佳。分析其原因，主要是浮選入料中小于0.045 mm粒級的高灰細泥污染浮選精煤。

1.3 浮選系統(tǒng)入料分步釋放試驗

泉店選煤廠浮選系統(tǒng)采用直接浮選，實測入料質(zhì)量濃度在120 g/L。對浮選入料進行可浮性評定試驗分析，分步釋放試驗[7-8]結(jié)果如表5所示，分步釋放浮選試驗曲線如圖2所示。

表5 分步釋放浮選試驗結(jié)果

通過表5可知，產(chǎn)物1為經(jīng)過4次粗煤泥再選的精煤產(chǎn)物，其灰分為6.22%，比粗選精煤灰分14.31%降低了8.09個百分點，說明粗選精煤中夾帶有部分高灰煤泥；產(chǎn)物1的產(chǎn)率為69.46%，為煤泥中最容易浮選的精煤，說明煤泥中最易浮出的精煤產(chǎn)率大。產(chǎn)物2～5是精煤精選后的尾礦，其灰分隨精選次數(shù)的增加而減少；粗選精煤灰分為14.31%，產(chǎn)率為88.75%，灰分高于產(chǎn)品需求。

圖2 分步釋放試驗浮選曲線

由圖2分布釋放浮選曲線可以看出，當浮精灰分為實測浮選精煤灰分10.73%時，浮選精煤產(chǎn)率為81.00%；又由于計算入料灰分為22.50%，計算得浮選精煤可燃體回收率為93.30%。通過表4可以看出：浮選精煤數(shù)量指數(shù)普遍偏低，不到60%，實際可燃體回收率遠遠達不到前面提到的93.3%，另外實際浮選完善指標在約18%～22%，較為偏低。以上分析均說明泉店選煤廠浮選系統(tǒng)總體效果極差，分選精度低。

2 浮選機單機檢查

對各浮選機與浮選系統(tǒng)工藝指標進行如下試驗分析[9-12]。

(1)浮選精煤可燃體回收率；

式中：rc為浮選精煤產(chǎn)率，%；Ad，c為浮選精煤干基灰分，%；Ad，f為浮選入料干基灰分，%。

(2)浮選完善指標(ηwf，%)：

式中：Ay為計算入料灰分，%；Aj為浮選精煤灰分，%。

(3)浮選精煤數(shù)量指數(shù)(ηif，%)：

表6 各浮選機及浮選系統(tǒng)指標數(shù)據(jù)

3 結(jié)果分析

根據(jù)《MT/T 259—1991 煤炭可浮性評定方法》，判定浮選入料可浮性為極易浮；浮選機單機逐室檢查效果較差，主要原因是入料中主導密度級為1.30～1.50 kg/L，占52.47%，浮選精煤灰分高于精煤總體灰分11.41%的部分占到約11%，同時浮選尾煤中低于尾煤總體灰分56.31%的部分占到60%左右，說明浮選入料中的高灰細泥成分嚴重污染精煤產(chǎn)品。

4 針對性措施

通過對泉店選煤廠進行浮選機單機逐室檢查，根據(jù)目前的浮選工藝，雖然浮選的各產(chǎn)品都能達到市場要求，但仍然具有提升空間。建議如下：

(1)進一步提高浮選工的操作技能水平；

(2)保證煤質(zhì)穩(wěn)定，避免浮選藥劑的變化；

(3)在直接浮選流程中，浮選前后工藝環(huán)節(jié)的變化要保持相對穩(wěn)定，過濾系統(tǒng)要及時處理浮選泡沫和精煤等產(chǎn)品；

(4)將浮選入料濃度降低到合適水平，從而降低洗選系統(tǒng)的煤泥量；可將脫泥篩篩縫由0.75 mm更換為1.0 mm，既可提高脫泥效率，又可降低浮選系統(tǒng)的細泥循環(huán)量。