不同浮選條件下高灰細泥煤浮選洗煤效果分析

李莉莉

（山西潞安郭莊煤業有限責任公司，山西 長治 046100）

為了獲得高品質的煤炭資源，加強對煤炭洗選工藝的管理，提高選煤的質量成為重要的方式[1]。在煤炭洗選過程中，隨著重介質旋流器的發展，粗粒煤的浮選技術逐漸成熟，而細粒煤由于煤泥含量較高，含有的礦物量、灰分加大，使得分選的難度增加，造成了浮選的成本增加[2]，并且對于煤炭資源也造成一定的浪費。針對廣泛使用的高灰細泥煤的浮選過程，采用實驗分析的方式，在不同的浮選條件下對泥煤的浮選效果進行分析，以此改善細泥煤浮選的條件，提高浮選煤的品質。

1浮選試驗的準備

針對高灰細煤泥的浮選進行試驗分析，主要對浮選過程中的攪拌速度和充氣量進行分析，依據不同的攪拌速度和充氣量進行浮選試驗。試驗所用煤樣為焦煤產品，經過0.5 mm的篩網篩分后進行混勻縮分制成所用的煤樣，試驗過程采用XFD1.5型浮選機，額定功率為0.075 kW，額定轉速為2 800 r/min。

試驗過程中設定浮選礦漿的質量濃度為100 g/L，礦漿溫度為15℃，在浮選過程中使用捕收劑時間為120 s，起泡劑的時間為10 s。在進行浮選試驗的過程中，設定不同的攪拌速度及充氣量對煤樣做浮選試驗，從得到的試樣中分離高灰細泥進行質量和灰分的測量，從而對浮選的效果進行評價[3]。

2 不同條件的浮選效果分析

2.1 不同攪拌速度的浮選效果分析

在浮選過程中，葉輪攪拌速度的不同，影響礦漿的流動強度，從而使得礦粒與氣泡接觸碰撞的時間不同，從而影響浮選的速度，并對浮選效果產生影響。適當的攪拌速度，可以增加礦粒的懸浮時間，使得礦粒與空氣的分布更加均勻，增加礦粒與氣泡的接觸；同時還可以增加空氣的溶解性，有利于低壓區活性氣泡的析出[4]。設定葉輪的攪拌速度為1 400~2 200 r/min，進行五組不同攪拌速度下的浮選試驗，對得到的精煤產品進行分析，其精煤產率、精煤含泥量、精煤灰分的變化如圖1、圖2所示。

圖1 精煤產率、精煤含泥量隨攪拌速度的變化曲線

圖2 精煤灰分、精煤含泥量隨攪拌速度的變化曲線

從圖1、圖2中可以看出，在攪拌速度變化的過程中，隨著速度的增加，精煤的含泥量首先有所降低，然后迅速升高到較高位置，轉速為1 800 r/min時的含泥量最少。此后的含泥量不斷上升，精煤產率的增加速度逐漸減小，精煤灰分也逐漸升高，此時精煤的含泥量對灰分含量起到了主導作用。這說明在進行浮選的過程中，攪拌速度較高或者較低時不利于浮選過程的進行，這是由于在攪拌速度過低時，礦粒不能進行有效的懸浮造成沉淀，降低浮選的回收率，浮選過程中的氣泡數量少，精煤產率降低；在攪拌速度過高時，礦漿受到劇烈的攪拌作用，所形成的泡沫層受到較大沖擊，不能保持穩定性，且氣泡在礦漿中的分布不均勻，容易造成物料顆粒的二次破碎，不利于浮選過程[5]。同時，過高的攪拌速度對于電能的消耗較大，不利于生產過程的成本控制。對高灰細泥煤的浮選，攪拌速度的不同不會降低高灰細泥的影響，對不同的煤泥應選擇合適的攪拌速度，盡可能地降低高灰細泥的影響。

2.2 不同充氣量的浮選效果分析

在進行煤炭的浮選過程中，充氣量的不同，直接影響礦漿內的空氣數量，對氣泡的產生過程、泥煤的浮選速度及藥劑的使用具有直接的關系。設定高灰細泥煤浮選過程中的充氣量為0.10~0.45 m3/h，在不同的充氣量下進行煤樣浮選試驗，對試驗后所得的精煤產品進行分析，得到其精煤產率、精煤含泥量、精煤灰分的變化如圖3、圖4所示。

圖3 精煤產率、精煤含泥量隨充氣量的變化曲線

圖4 精煤灰分、精煤含泥量隨充氣量的變化曲線

從圖3、圖4中可以看出，在充氣量變化的過程中，隨著充氣量的增加，精煤的含泥量隨之增加，在充氣量較大時，精煤含泥量有所降低，但降低的幅度不大；在充氣量增加的過程中，精煤灰分有所下降，然后呈現上升趨勢，充氣量的大小對浮選過程中精煤灰分的影響較大。在精煤灰分的含量較低時，其精煤含泥量并不是最低，且此時的精煤產率也不是最高值，這是由于在充氣量變化的過程中，造成礦漿內能夠有效捕收的精煤的成分是不同的。在充氣量較大時，精煤的細泥含量減小，但隨之精煤的灰分同樣快速上升，而精煤產率卻有所降低，這是由于在充氣量較大時產生的氣泡不穩定造成的，煤樣顆粒之間的碰撞過程相對劇烈造成煤樣顆粒的脫落，使得精煤的損失嚴重[6]。因此，在進行浮選的過程中，充氣量的選擇必須依據煤炭的性質進行合理選擇。

3 結語

煤炭在使用燃燒的過程中，會產生一定的污染，不利于生態環境的保護及可持續發展。為了提高煤炭的品質，減少污染物的排放，利用浮選過程改善原煤品質成為重要手段。細粒煤泥由于含有的礦物量、灰分較大，造成浮選困難，難以得到高品質的精煤。針對高灰細泥煤的浮選過程，通過對不同的攪拌速度及充氣量進行浮選試驗，以此選擇適當的浮選條件，改善高灰細泥煤的浮選效果。試驗結果表明，在攪拌速度增加時，精煤中的細泥含量先降低后增加，充氣量的影響則與之相反，含泥量先增加后下降。由于煤炭的浮選效果受到諸多因素的共同作用，在進行分選煤時，應依據煤炭的性質，選擇合適的工藝參數，從而得到高品質的精煤產品，提高煤炭的利用率。