采用浮沉試驗分析產品數據的方法

曲學新 ，曲雨陽

(1.山東能源淄礦集團 山東博選礦物資源技術開發有限公司，山東 濟寧 272173；2.山東能源肥礦集團 肥城白莊煤礦有限公司，山東 泰安 271613)

浮沉試驗是選煤企業常用的試驗方法，結合選煤廠的生產工藝可以由試驗數據推算出煤炭洗選后的數質量關系，再結合現行的煤炭價格，進而推算出選煤經濟效益。

1 問題的提出

許廠煤礦選煤廠設計能力3.2 Mt/a，配套同樣生產能力煤礦，主導產品為優質煉焦配煤。主要選煤工藝為：大于50 mm塊煤重介斜輪排矸，小于50 mm末煤采用有壓兩產品重介旋流器主再洗分選，粗煤泥采用水力分級旋流器分級+重介旋流器分選(重介旋流器根據煤質能否滿足客戶需求選擇性啟停)，煤泥水濃縮+壓濾+干燥。

隨著資源的枯竭，許廠選煤廠出現選煤資源富裕的局面，為了充分利用許廠選煤廠的洗選能力，公司決定外購煤入洗。對外購礦井的原煤采取先采樣進行浮沉試驗，根據浮沉結果決定是否采購該礦井原煤。由于外購時的煤質與試驗時的煤質往往已有變化，因此，怎樣確定是否繼續外購，成為必須解決的課題。

2 問題的解決

為了適應外購煤隨時的變化，結合許廠選煤廠的工藝特點，借鑒有關文獻資料，編制了一套由浮沉試驗分析生產數據的方法。數據分析方法共分為：灰分校正、繪制可選性曲線、全粒級折算、選煤工藝折算、基準換算5個步驟。

2.1 灰分校正

進行浮沉試驗的煤炭樣品，往往與實際要洗選的入洗原煤在質量上存在差異，主要包括水分、灰分不同，對于水分按水分公式換算即可。對于灰分，則需要進行逐個密度級矯正。

(1)灰分差值小于0.2%時：

灰分校正系數Δ=Ad，試驗原煤-Ad，待入洗原煤

式中：Ad，待入洗原煤——待入洗原煤的去泥灰分，%；

Ad，試驗原煤——試驗原煤試驗后密度級累計灰分，%。

(2) 灰分差值大于0.2%時：

對大于1.8 g/cm3(或者小于1.8 g/cm3)密度級的重量分數Γ進行調整：

按校正值X對小于1.8 g/cm3各密度級重量百分數進行調整：

采樣浮沉試驗后，得到原始數據(見表1)，而準備入洗時化驗原煤灰分卻為27.33%，為了使數據有對比性，進行校灰(見表2)。

表1 原煤浮沉試驗綜合表原始數據

表2 原煤浮沉試驗綜合表校灰后數據

2.2 繪制可選性曲線

依據校灰后的浮沉數據繪制可選性曲線(見圖1)。

圖1 +0.5 mm粒級煤可選性曲線

根據浮物曲線β的拐點兼顧實際要求達到的精煤灰分指標確定精煤灰分為7.50%，得到各產物產率數據(見表3)。

表3 +0.5 mm粒級煤的浮沉產率

2.3 全粒級折算

根據煤泥產率對大于0.5 mm粒級煤產率進行折算，折算公式：

γ50-0mm=γ50-0.5mm×(100-γ煤泥)÷100

得到全粒級煤的浮沉產率(見表4)。

表4 全粒級煤的浮沉產率

2.4 選煤工藝折算

2.4.1 折數量效率

數量效率和主洗采用的選煤工藝有關。根據選煤廠最近數月的月綜合數量效率對全粒級煤的浮沉產率數據進一步校正(見表5)。

表5 全粒級煤的浮沉產率(工藝折算：折數量效率)

精煤向中煤調整產率公式：全粒級精煤×(1-數量效率%)。中煤灰分由于精煤的錯配而變化，采用加權平均法計算。

2.4.2 調整粗煤泥量

0.5～0.25 mm粗煤泥的去向與各廠的粗煤泥分選工藝及產品市場有很大關系，必須根據各廠的實際情況合理調整，也是比較復雜的。但是基本原則必須遵守：數質量理論數據要由小篩分、小浮沉試驗來確定，分級效率和分選效率根據最近工藝檢測結果確定。

許廠選煤廠調整公式：

進入精煤的粗煤泥量=精煤產率×(精煤要達到的灰分-精煤原來的灰分)÷(粗煤泥灰分-精煤要達到的灰分)

粗煤泥進入中煤后的中煤灰分=(中煤原灰分×中煤原產率+小篩分粗煤泥灰分×產率-進入精煤的粗煤泥灰分×進入精煤中的粗精煤泥產率)÷(中煤原產率+小篩分粗煤泥產率-進入精煤中的粗精煤泥產率)

調出粗煤泥后細煤泥灰分=調出粗煤泥前煤泥灰分×原產率-小篩分粗煤泥折全樣產率×灰分)÷(原產率-小篩分產率×煤泥產率)

未分選大于0.2 mm粗煤泥灰分為34.00%，小篩分試驗大于0.2 mm粒度含量，大于0.2 mm粒度煤泥重介分選后灰分9.00%。分選工藝為主洗重介選+粗煤泥(分級旋流器+煤泥重介分選)+細煤泥不分選工藝的計算結果(見表6)，中煤和煤泥的灰分、產率根據變化量相應調整。

應注意的是：粗煤泥的調整方法因各廠工藝不同而異，不可照搬。

表6 調整粗煤泥后產率質量情況

2.5 基準換算

折算公式：γ折水后=γ50-0mm×(100-Mt煤樣)÷(100-Mt產品)

折全水后的結果(見表7)近似實際產率、灰分數值，再引入市場價格、加工費就可以估算出噸煤洗選利潤。

表7 推算洗煤生產產品的數質量

3 運行比較

采購外購煤入洗后，實際測算結果(見表8)。產率為占外購煤的過磅量比例，煤泥因為無法完全計量，煤泥產率采用倒求計算。

表8 外購煤實際選煤生產數據

4 結 語

實踐證明，用這套公式計算的數據和實際生產數據能夠較好地吻合，滿足外購煤生產的精確度需要。可以為有外購煤入洗需求的選煤廠進行由浮沉試驗數據換算為生產數據的方法提供借鑒。