王凱敏

（山西陵川崇安關(guān)嶺山煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048300）

煤泥浮選是根據(jù)煤泥中各種成分之間表面物理化學(xué)性質(zhì)差異進(jìn)行分選的一種選煤手段。煤泥調(diào)漿是通過一定轉(zhuǎn)速的攪拌使煤泥及藥劑在礦漿中均勻分散、混合、碰擦、有效吸附的過程，分選之前的礦漿調(diào)漿攪拌環(huán)節(jié)可以把分散相的液滴細(xì)化，得到均勻的分散質(zhì)，有效地增加藥劑與煤泥顆粒的有效吸附。煤泥調(diào)漿過程既包括了固-液相的均勻混合，還要使固-液間發(fā)生吸附。適當(dāng)增加攪拌強(qiáng)度有利于提高藥劑油滴與煤泥的碰撞概率，但過大的剪切作用會降低油滴在煤泥顆粒上的有效吸附。

本文試驗煤樣為山西陵川崇安關(guān)嶺山煤業(yè)有限公司提供的煤泥浮選入料，通過一系列的調(diào)漿、浮選試驗可以初步得出：以一定的轉(zhuǎn)速對煤泥進(jìn)行調(diào)漿，在不影響精煤灰分的情況下可以較明顯地提高精煤產(chǎn)率和可燃體回收率。

1 煤樣分析

試驗煤樣來自山西陵川崇安關(guān)嶺山煤業(yè)有限公司選煤廠浮選入料，煤樣小篩分試驗根據(jù)《煤炭篩分試驗方法》（GB/T477-2008）的規(guī)定進(jìn)行，篩孔孔徑分別為0.5 mm、0.25 mm、0.125 mm、0.074 mm 和0.045 mm，根據(jù)需要可增減孔徑。煤樣粒度分析試驗結(jié)果如表1 所示。

從表1數(shù)據(jù)可知，＞0.500 mm粒級含量為0.72%，＜0.045 mm 粒級含量5.95%。這兩個粒級屬于不能進(jìn)行有效分選的粒級，含量較小，對煤泥的浮選效果影響不大。0.500～0.250 mm、0.125～0.074 mm、0.125～0.074 mm 的產(chǎn)率分別為14.95%、54.26%、19.21%，屬于主導(dǎo)粒級。因此本試驗煤樣粒度組成適宜浮選。

2 試驗部分

2.1 藥劑用量試驗

按照《煤粉（泥）實驗室單元浮選試驗方法》（GB/T4757-2013）進(jìn)行捕收劑和起泡劑用量試驗?；诂F(xiàn)場應(yīng)用情況，本試驗中捕收劑選用輕柴油，起泡劑選用異辛醇（純度98%），礦漿濃度定為100 g/L。從試驗數(shù)據(jù)可知，對于本試驗煤樣，精煤產(chǎn)率、煤灰分均隨著捕收劑和起泡劑用量的增加而增加；可燃體回收率、浮選完善指標(biāo)均隨著捕收劑和起泡劑用量的增加呈現(xiàn)出先增加后略下降的趨勢。根據(jù)試驗，確定本煤樣的最佳藥劑條件：捕收劑（輕柴油）1200 g/t、起泡劑（異辛醇）120 g/t。

表1 煤樣粒度組成

2.2 分步釋放試驗

參照《選煤實驗室分步釋放浮選試驗方法》（MT/T144-1997）進(jìn)行分步釋放試驗。試驗條件：礦漿濃度100 g/L，輕柴油1200 g/t、異辛醇120 g/t。從試驗數(shù)據(jù)可知，當(dāng)要求煤灰分為8.70%時，精煤理論產(chǎn)率可達(dá)到86.03%。經(jīng)過兩次浮選后煤灰分可降為5.63%，并且產(chǎn)率可達(dá)到27.64%，說明本試驗煤樣可以在灰分指標(biāo)條件下進(jìn)一步提高精煤產(chǎn)率。

2.3 浮選速度試驗

對本試驗煤樣進(jìn)行15 s、15 s、30 s、30 s、60 s五個時間段的浮選速度試驗。試驗條件為：礦漿濃度100 g/L，輕柴油1200 g/t、異辛醇120 g/t。從浮選速度試驗數(shù)據(jù)可知，浮選精煤的灰分隨著浮選時間的增加而呈上升趨勢，浮選精煤產(chǎn)率隨著浮選時間的增加而呈下降趨勢。這說明本試驗煤樣浮選速度較快，可浮性好，浮選精煤在3 min 可全部浮出。

2.4 調(diào)漿轉(zhuǎn)速試驗

按照《煤粉（泥）實驗室單元浮選試驗方法》（GB/T4757-2013）進(jìn)行調(diào)漿轉(zhuǎn)速試驗。試驗條件：礦漿濃度100 g/L，輕柴油1200 g/t，異辛醇120 g/t。試驗數(shù)據(jù)如表2 所示。

從表2 數(shù)據(jù)可知，在515～2580 r/min 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)精煤產(chǎn)率、精煤灰分、可燃體回收率均呈先下降再上升后又略微下降趨勢。當(dāng)調(diào)漿轉(zhuǎn)速為1950 r/min時，精煤產(chǎn)率高達(dá)87.12%，增加了14.25%；精煤灰分為8.38%，僅增加0.41%；此時可燃體回收率高達(dá)91.72%，增加了11.91%。綜合以上參數(shù)，確定最佳調(diào)漿轉(zhuǎn)速為1950 r/min。

2.5 調(diào)漿后分步釋放試驗

參照《選煤實驗室分步釋放浮選試驗方法》（MT/T144-1997）進(jìn)行調(diào)漿再分步釋放試驗。試驗條件為：調(diào)漿轉(zhuǎn)速1950 r/min，礦漿濃度100 g/L，輕柴油1200 g/t、異辛醇120 g/t。試驗數(shù)據(jù)如表3 所示。

表3 調(diào)漿后分步釋放試驗數(shù)據(jù)

從試驗數(shù)據(jù)可以看出，本煤樣經(jīng)過1950 r/min調(diào)漿后只需進(jìn)行一次精選，精煤灰分即可降到5.35%。這驗證了針對本煤樣，以適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速調(diào)漿可以提高煤泥的浮選速率，增加浮選精煤產(chǎn)率，提高煤泥可浮性設(shè)想。

2.6 調(diào)漿后浮選速度試驗

確定對煤樣進(jìn)行1950 r/min 調(diào)漿，再進(jìn)行浮選速度試驗。試驗條件：浮選速度時間為15 s、15 s、30 s、30 s、60 s 五段，礦漿濃度100 g/L，輕柴油1200 g/t、異辛醇120 g/t。調(diào)漿后浮選速度試驗結(jié)果如表4 所示。

表4 調(diào)漿后浮選速度試驗結(jié)果

經(jīng)1950 r/min 調(diào)漿前后浮選完善指標(biāo)對比數(shù)據(jù)如表5 所示。

表5 調(diào)漿前后浮選完善指標(biāo)對比數(shù)據(jù)

通過表5 數(shù)據(jù)可知，在幾乎整個浮選過程中，經(jīng)1950 r/min 調(diào)漿后再進(jìn)行浮選速度試驗的浮選完善指標(biāo)高于未經(jīng)調(diào)漿的浮選速度試驗的浮選完善指標(biāo)。說明對于本試驗煤樣，以適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速進(jìn)行高剪切調(diào)漿可以顯著提高煤泥的浮選速率，有效縮短浮選時間，從而實現(xiàn)節(jié)省功耗、提高效率的目的。經(jīng)適當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)漿后的煤泥不適宜長時間浮選，長時間浮選反而會降低可燃體回收率。

3 結(jié)語

通過對關(guān)嶺山煤業(yè)公司提供的浮選入料煤樣的試驗，以適宜的轉(zhuǎn)速對煤泥進(jìn)行高剪切調(diào)漿可以顯著提高浮選速率，有效縮短浮選時間，增加了精煤產(chǎn)率。高剪切調(diào)漿技術(shù)不僅可以節(jié)省功耗，提高效率，還為企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益，該高剪切調(diào)漿技術(shù)可為其它煤礦煤泥浮選提供技術(shù)參考效果。