龔 豪 王永田 劉永華

（中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇省徐州市，221116）

西曲選煤廠中煤破碎再選試驗研究

龔 豪 王永田 劉永華

（中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇省徐州市，221116）

對山西某選煤廠重介中煤再洗選進(jìn)行研究，考察了將中煤分別破碎至6mm和3mm篩分分級后，粗粒級采用TBS分選機分選，細(xì)粒級采用浮選處理的兩種解離粒度的優(yōu)劣情況，再次論證了中煤再選的可行性，分析了中煤再選的解離效益。

中煤再選 浮沉試驗 解離效益

中煤是煤炭洗選加工過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，是各種選煤工藝富集回收了精煤和排出矸石、尾煤以后的中間產(chǎn)品，其基本特點相對于原煤來說礦物質(zhì)和硫含量均較高，而且熱值較低，因此我國煉焦煤選煤廠的中煤產(chǎn)品基本上作為燃料使用。隨著我國煤炭管理體制的改革和國家對煤炭行業(yè)的規(guī)范，基本杜絕了中煤廢棄的現(xiàn)象，但是煉焦煤選煤廠的中煤仍然主要作為動力煤來使用。由于中煤中還含有一定數(shù)量的低灰組分，可以通過破碎及磨礦過程中解離釋放出部分低灰組分，這一部分低灰組分可以視為原煤使用，增加了選煤廠的總精煤產(chǎn)率，這是優(yōu)質(zhì)稀缺中煤的一個合理使用途徑，減少了因煉焦煤選煤廠的中煤作為動力煤使用和隨意廢棄而產(chǎn)生的浪費。

1 中煤再選現(xiàn)狀

針對中煤再選的研究，國內(nèi)眾多的專家做了大量的試驗，中煤再選研究主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

1.1 基于解離分選的中煤再選工藝試驗研究

中國礦業(yè)大學(xué) （北京）采取疏水絮凝——浮選工藝從主焦中煤中回收低灰精煤，利用Jm系列攪拌磨機對中煤進(jìn)行磨碎。試驗表明，對灰分高達(dá)57.78%的主焦中煤，仍可獲得11.32%的精煤，且其產(chǎn)率高達(dá)38.31%。采用螺旋分選機分選，對桃山選煤廠主洗中煤進(jìn)行再選，可得產(chǎn)率為50.89%、灰分為10.67%的合格精煤產(chǎn)品。

1.2 基于提高分選精度的跳汰中煤再選工藝

太西選煤廠跳汰分選精度低，通過有壓給料三產(chǎn)品重介旋流器分選工藝對中煤再選系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，提高了精煤產(chǎn)率。淮北礦業(yè)集團(tuán)蘆嶺煤礦選煤廠通過實施中煤再選工藝，解決了跳汰機正常分選時二段透篩量大、精煤損失較高的問題。峻德選煤廠通過增設(shè)中煤再選工藝，解決了跳汰精煤和矸石產(chǎn)品指標(biāo)不易兼顧而導(dǎo)致的矸石中跑煤或精煤灰分超標(biāo)的現(xiàn)象，大大減少了洗中塊的損失。雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)公司城山煤礦選煤廠、孫莊選煤廠和車集選煤廠等也利用重介旋流器對跳汰中煤進(jìn)行再選，都取得了很好的效果。

目前，國內(nèi)選煤廠主要側(cè)重于提高分選精度的中煤再選，通過增加分選設(shè)備對中煤進(jìn)一步分選，以期提高精煤產(chǎn)率。這樣雖然具有工藝流程簡單和可行性高的優(yōu)點，但是中煤中未充分解離的部分，仍不能得到有效的回收，同樣致使大量優(yōu)質(zhì)稀缺煤最終進(jìn)入中煤作為動力煤使用。而對于中煤進(jìn)行深度破碎，雖然工藝流程復(fù)雜，增加了成本，但能使中煤得到有效的破碎解離，最大限度地提高精煤產(chǎn)率。

2 分選試驗研究

2.1 中煤物料組成分析

本實驗采用山西西曲選煤廠的重介中煤作為實驗用煤，原樣篩分資料見表1。

表1 中煤原樣篩分表

如表1所示，中煤煤泥含量很少，僅為0.8%，說明振動篩脫泥效果較好。粗粒級含量大且各粒級灰分隨著粒級的降低呈降低趨勢，50～13mm粒級的灰分高達(dá)36.59%，3～0.5mm粒級的灰分為27.27%，煤泥的灰分僅有24.82%。

根據(jù)篩分資料，對中煤原樣做了大小浮沉試驗，試驗結(jié)果如表2所示。由表2可得50～0.5mm和0.5～0mm浮沉可選性曲線，見圖1和圖2。如圖1所示，在精煤灰分要求為10.50%的情況下，50～0.5mm級的精煤理論產(chǎn)率為9.64%。

表2 中煤原樣浮沉綜合表

如圖2所示，0.5～0mm級的精煤理論產(chǎn)率為66.99%，根據(jù)各粒級篩分產(chǎn)率進(jìn)行計算后，全級精煤理論產(chǎn)率為10.10%，這是正常的中煤夾帶精煤現(xiàn)象，無再分選必要。因此基于分選精度不夠再進(jìn)行分選是不可取的，需要對中煤產(chǎn)品進(jìn)行破碎解離，再進(jìn)行分選。

通過對中煤解離后的可行性探索實驗，隨著破碎解離深度的增加，精煤理論產(chǎn)率呈增加趨勢，為了解中煤破碎后的實際分選情況，分別對破碎上限為6mm和3mm粒級進(jìn)行篩分，本文主要針對于上述兩種破碎級小于1mm的細(xì)顆粒進(jìn)行分選試驗研究。

2.2 分選方法

將大于1mm顆粒采用重介質(zhì)旋流器分選，是目前成熟有效的方法，本次實驗針對破碎后小于1mm的顆粒進(jìn)行分選試驗。其中粗顆粒目前較為成熟的分選手段是TBS干擾床分選方法，細(xì)顆粒可行的是浮選法。根據(jù)實驗室條件，粗粒級利用直徑為100mm的TBS干擾床進(jìn)行初步試驗研究，由于TBS干擾床對粒度上下限比為4的物料的分選效果最好，因此試驗中的煤樣粒度選定為1～0.25mm，細(xì)粒級0.25～0mm利用分步釋放方法進(jìn)行分選。

試驗前需要首先對破碎到6mm和3mm的煤樣進(jìn)行進(jìn)一步的篩分，利用篩孔直徑為0.25mm和1mm的細(xì)篩進(jìn)行進(jìn)一步的篩分試驗，篩分出1～0.25mm粒級的物料，進(jìn)行TBS分選試驗，試驗結(jié)果如表3所示。破碎上限為6mm和破碎上限為3mm的1～0.5mm粒級的產(chǎn)率分別為23.94%和28.22%，此部分需要進(jìn)行粗粒級的TBS干擾床分選；0.25～0mm粒級的產(chǎn)率分別為10.90%和26.35%，此粒級需要分步釋放浮選試驗進(jìn)行初步浮選試驗。

2.2.1 TBS干擾床分選試驗

TBS干擾床分選機是近年來受到普遍關(guān)注并且獲得了廣泛應(yīng)用的粗煤泥分選設(shè)備。目前已經(jīng)用于國內(nèi)不同的動力煤和煉焦煤選煤廠中。在回收粗煤泥的工藝中，TBS干擾床分選機表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢，以低成本高效率成為目前分選粗煤泥的最佳解決方案。本實驗分別對破碎上限為6mm和3mm的1～0.25mm粗粒級進(jìn)行TBS分選試驗，試驗結(jié)果如表4所示。通過對二者不同上升水流流速和底流壓力的試驗，確定了二者的上升水流流速和底流壓力。且二者的灰分、產(chǎn)率分別為9.92%、25.88%和10.86%、28.76%。

表3 破碎上限分別為6mm和3mm粒度分析表

表4 TBS分選試驗結(jié)果數(shù)據(jù)表

表5 細(xì)粒煤分步釋放浮選試驗數(shù)據(jù)表

2.2.2 分步釋放浮選試驗

分步釋放浮選試驗是一次粗選多次精選的試驗，經(jīng)多次分選得到不同灰分的產(chǎn)品，試驗結(jié)果如表5所示。經(jīng)過多次分選后，當(dāng)破碎上限為6mm時小于0.25mm組分的浮選精煤灰分為8.53%時，精煤累計產(chǎn)率達(dá)到26.92%；當(dāng)破碎上限為3mm時小于0.25mm組分的浮選精煤灰分為8.99%時，精煤累計產(chǎn)率達(dá)到19.55%；從圖3中可以看出，當(dāng)精煤灰分為10.50%時，其精煤產(chǎn)率約為32%。從圖4可以看出，當(dāng)精煤灰分為10.50%時，其精煤產(chǎn)率約為27%。

3 解離效果分析

3.1 破碎級6mm的解離分析

通過初步的TBS分選試驗和分步釋放浮選試驗，在精煤灰分要求為10.50%的條件下，精煤累計產(chǎn)率可達(dá)到9.68%。西曲選煤廠中煤產(chǎn)率約為25%，可提高全廠精煤產(chǎn)率2.42%。

3.2 破碎級3mm的解離分析

通過初步的TBS分選試驗和分步釋放浮選試驗，在精煤灰分要求為10.50%的條件下，精煤累計產(chǎn)率可達(dá)到15.23%。西曲選煤廠中煤產(chǎn)率約為25.00%，可提高全廠精煤產(chǎn)率3.81%。相對破碎上限6mm有明顯的提高，約提高1.39%。

4 結(jié)論

通過對西曲選煤廠中煤產(chǎn)品進(jìn)行篩分浮沉試驗后發(fā)現(xiàn)，中煤煤泥含量極小，且當(dāng)要求精煤灰分為10.50%時全級精煤理論產(chǎn)率為10.10%，不能直接進(jìn)行中煤再選，需要進(jìn)行破磨解離后才能進(jìn)行中煤再選。

中煤再選是強化分選過程，是提高精煤產(chǎn)率的途徑之一。采用破碎后產(chǎn)品的粗粒級入TBS分選，細(xì)粒級采用浮選處理，且破碎至3mm比破碎至6mm的精煤產(chǎn)率上提高了約1.39%。從理論上來說，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，為資源的合理有效利用以及對環(huán)境的保護(hù)都起到了積極有效的作用。

［1］ 張相國，沈笑君，史春華 .中煤再選的必要性和可行性 ［J］.中國煤炭，2007（3）

［2］ 傅曉恒，王祖訥 .疏水絮凝－浮選法分選主焦中煤的研究 ［J］.中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報，1996（3）

［3］ 吳金保，李成剛，張遷 .太西選煤廠再選系統(tǒng)的探討 ［J］.選煤技術(shù)，2001 （6）

［4］ 曾德東，張喜紅，齊劍秋 .增設(shè)中煤再洗工藝的實踐與效果 ［J］.煤炭技術(shù)，2003（8）

［5］ 呂玉庭，王井泉，孟令文 .峻德選煤廠增設(shè)中煤再選系統(tǒng)淺析 ［J］.選煤技術(shù)，2003（8）

［6］ 董陳剛，付學(xué)軍 .實施中煤再洗工藝增加精煤產(chǎn)率［J］.煤質(zhì)技術(shù)，2006 （9）

The research on re-preparation ofmiddlings in Xiqu coal preparation plant

Gong Hao,Wang Yongtian,Liu Yonghua
(School of Chemical Engineering and Technology,China University ofminingand Technology,XuZhou,Jiangsu 221116,China)

To use scarce coal resources effectively,a study was conducted of the rewash ofthe heavymedium coal from a coal preparation plant in Shanxi province.Themiddlings werecrushed to classification of 6mm and 3mm,and then the coarsemiddlings were processed by TBS,fine particle uses the staged release flotation.The paper proves the feasibility of the re-preparationof themiddlings and analyzes the dissociation.

re-preparation of themiddlings,float and sink test,dissociation

T D 941.2

A

龔豪 （1988－），男，安徽六安人，碩士研究生，主要從事選礦工程研究。

（責(zé)任編輯 王雅琴）