降低云南富源烟煤盐分浮选工艺研究

降低云南富源烟煤盐分浮选工艺研究

中国是一个重要的煤炭生产和消费大国。煤炭在一次能源生产结构中所占比例较大。此外，在煤炭使用过程中，经常存在使用效率低、污染严重的问题，这与煤炭中含有大量钾资源的担忧密切相关。选煤厂是对煤炭进行分选,除去原煤中的矿物杂质,把原煤分成不同规格产品的加工厂。选煤厂能提高煤炭质量,增加煤炭附加值,实现煤炭生产的经济效益最大化,在优化煤炭产业结构中起到重要的作用浮选是细粒煤分选中应用最为广泛、效果最好的一种选煤方法,只需要在粒度合适的范围内通过合理调整浮选药剂制度便可获得良好的分选效果1测试1.1叶轮直径、转速及设置(1)试验仪器。试验采用的浮选设备为XFD系列单槽式浮选机,容积为1.5L,叶轮直径为60mm,叶轮转速为1920r/min。其他试验仪器有筒形球磨机、真空过滤器、烘箱、电子天平、标准筛、秒表、瓷盆等。(2)试验药品有松醇油、柴油、水玻璃(模数为2～3)。1.2煤泥的粒度-灰质分析试验煤样已经由厂家进行过处理,颗粒较细,其煤质分析结果见表1。从表1可知,煤样固定碳含量为53.99%,挥发分>30%,发热量为27.86MJ/kg。因此,该煤样是典型的烟煤。由于煤样已经经过洗选,其灰分在13%以下,可通过浮选工艺分选使固定碳含量升高,同时将灰分降至3.5%左右。为有效地探索试验所用煤泥的粒度-灰分性质从表2可知,该煤样主导粒级为0.075～0.045mm,占31.43%。各粒级灰分随粒级的减小基本上呈现降低趋势。由于粒度较小的煤所占的比例较大,为提高精煤的产率,并降低灰分含量,因此所选药剂需要具有良好的选择性和捕收能力。1.3试验工艺浮选试验工艺原则流程如图1所示。浮选试验采用一粗一精流程,以减少试验操作步骤,在找到最佳条件后再对浮选工艺进行调整。2药剂分散、均压封闭刮板刮泡试验前先将煤样与一定量的水混合,装入球磨机湿磨至一定粒度后将磨好的煤浆装入浮选槽,并使煤浆液面调至第二标线。试验开始时,先关闭充气阀,搅拌2min,用注射器点滴法添加一定量配比的捕收剂和起泡剂,再搅拌1min,转速为1920r/min。待药剂充分分散后,开启充气阀和刮板,刮泡时始终保持刮板浸入液面下一定距离,即液面应保持在浮选槽第二道标线,以便在刮泡时不将尾矿刮出,刮泡至浮选槽液面气泡零散,且颜色由黑变为浅棕黄时为止。此时,关闭气阀,取样、过滤、烘干、检测。2.1煤浆浓度的影响煤中的成灰物质主要是由以微细粒形态镶嵌于有机体中的黏土矿物组成的为提高浮选效果,在获得低灰分煤的同时提高精煤产率,试验前先将煤样磨至<0.075mm,以便使煤样内部的有机体和无机矿物充分解离试验条件为:煤浆浓度为90g/L;充气量为0.25m由表3可知,随着<0.075mm粒级含量的增加,精煤产率增大,灰分逐渐降低。但当<0.075mm粒级含量达100%时,精煤产率增幅不大,灰分反而增加。可能原因是煤的粒度较大时,煤粒中的有机体未能与无机矿物充分解离,在分选过程中,其内部夹杂的矿物质会增加精煤灰分2.2粒级烟煤含量煤浆浓度即单位体积的水溶液中所含煤干基的质量,煤浆浓度对充气量、浮选时间、药剂的容积浓度、煤颗粒粒度及浮游性等都有影响试验条件为:<0.075mm粒级烟煤含量为80%;充气量为0.25m由表4可知,随着煤浆浓度的增加,精煤的产率和灰分均在增加。当煤浆浓度达到120g/L后,精煤产率增加幅度较小,而精煤灰分增加幅度较大;而当煤浆浓度达到140g/L后,精煤的产率不增反减。煤浆浓度高,煤泥的处理能力大,可使能耗降低;但是煤浆浓度太高,会降低分选效果,对提高精煤质量不利。若煤浆浓度过低,煤泥处理能力低,会使分选过程中的药耗、水耗及电耗增加2.3给药药物的用量对精煤的质量的影响为改善煤泥浮选效果,需通过添加药剂来改变煤颗粒与煤矸石颗粒表面的性质,增大两者之间的亲疏水性差异2.3.1捕收剂用量对精煤产率的影响在浮选过程中,捕收剂的主要作用是提高煤粒表面的疏水性和煤粒与气泡的固着强度由表5可知,随着捕收剂用量的增加,精煤产率随之增高,当捕收剂用量超过300g/t后,精煤产率增加幅度较小。过多的捕收剂会作用于无机粘土矿物表面,将其带入分选泡沫之中,使精煤灰分增高;另外,过多的捕收剂还会在气液界面抢占起泡剂的空间,使起泡剂在气液界面的作用力减弱,导致气泡稳定性降低,减少煤粒与气泡接触的机会,降低精煤产率2.3.2起泡剂的筛选起泡剂的主要作用是促使空气在煤浆中分散成大量的气泡,减弱气泡的兼并,增加气泡的稳定性由表6可知,太多的起泡剂不仅会增加药耗,使泡沫黏度变大,且多余的起泡剂会包裹在已被捕收剂作用的煤粒上,将自身亲水端朝向水端,使原本疏水的煤粒变得亲水,降低捕收剂的捕收能力2.4流程2:提高精煤产率流程前述试验中浮选采用一粗一精流程,由试验结果可知,所得精煤产率不高,灰分也未达要求。为此可通过改变粗选及精选次数来改进浮选流程,来提高产率降低灰分,试验流程如图2所示。流程1主要是为了提高精煤产率,但灰分也会相应增加;流程2主要为了降低精煤灰分;流程3在降低精煤灰分的同时,也能提高精煤产率,但流程较为复杂。三种流程的试验结果见表7。由表7可知:精煤产率最高的是增加2次扫选的流程1,但精煤灰分较高;精煤灰分最低的是增加精选的流程2,但精煤产率低;流程3的精煤产率和灰分都较适中,但流程较复杂。综合考虑,选用第二种流程,即增加精选次数进行分选。以上试验中,通过考察烟煤粒度、煤浆浓度、药剂用量及试验流程与精煤质量的关系,找到了对应参数的最佳值。但精煤灰分仍未达到3.5%的要求。为此,需考虑添加一定量的抑制剂,进一步改善浮选效果。2.5带负电胶粒和sooh试验鉴于煤泥灰分中含有大量硅酸盐,而水玻璃在水溶液中形成的大量带负电胶粒和SO(OH)试验中,入浮烟煤中<0.075mm粒级含量为80%;煤浆浓度为100g/L;充气量为0.25m3浮选方法及浓度(1