【文章內容簡介】 煤中的硫鐵礦表面氧化后也呈疏水性，這樣會有大量的硫鐵礦不易被選出，而進入精煤內。而強化重力選是在離心力場內基于顆粒密度實現(xiàn)分選的，可以完全解決這兩個問題。②微泡和離心浮選技術。微泡浮選是近年來興起的細粒煤分選技術，由于結構簡單、節(jié)省動力、能分選極細粒級顆粒而受到青睞，目前正處走俏階段，在它的主要特點是高度低(1m)，全高尺寸為普通浮選柱的四分之一，靠射流產生負壓自行吸氣，并靠射流沖擊將氣泡擊破產生微泡。再一特點是先礦化后分離，礦化過程在下導管內進行。工作時由于氣泡在下管內發(fā)生高密度聚集使礦漿的氣溶率達到 40% 60%，顆粒在導管內不需移多遠就會被捕獲。望峰崗選煤廠是淮南礦業(yè)集團的一座礦區(qū)型煉焦煤選煤廠，入洗集團公司謝一礦和李一礦原煤，年入洗能力為 150Mt/a，選煤工藝為不脫泥無壓三產品重介旋流器+煤泥直接浮選+尾煤濃縮浮選。產品為煉焦配煤（910 級精煤） 、洗泥煤、煤泥和矸石。改擴建后的選煤廠的生產能力為 ,其中外來原煤 ，本礦井原煤。本選煤廠改擴建后仍定位于煉焦煤選煤廠，其分選深度應達到 0mm，分選上限確定為 50mm 以滿足煉焦煤的粒度要求。主要生產灰分為 910%煉焦配煤以及部分洗混煤產品。工作制度為年工作 300d，每天工作 14h。最終確定采用不脫泥大直徑無壓三產品重介旋流器+粗煤泥重介+煤泥浮選的聯(lián)合選煤工藝，它具有系統(tǒng)簡單、單系統(tǒng)處理量大，分選精度高，對煤質適應能力好，精煤回收率高，易實現(xiàn)自動化生產等優(yōu)點。產品要求為：出廠精煤灰分在 10177。%以下，盡管經過三產品重介旋流器分選后，主選精煤灰分在 8%~10%內可調，但由于目前生產系統(tǒng)中再選物料量、循環(huán)水及次生煤泥量都較大，導致煤泥水系統(tǒng)負擔較重，而且現(xiàn)在的浮選工藝，浮選精煤效果并不理想，精煤灰分高達 15%177。%。因此造成主選為浮選“背灰” 。降低了精煤產率，損失嚴重，造成了巨大的經濟損失，所以對該選煤廠來說，研究科學合理的降低浮選精煤的灰分的工藝就顯得尤為重要?，F(xiàn)在望峰崗選煤廠在新建的年處理原料煤(953t/h)的重介質旋流器選煤車間里配置五臺帶有浸沒式充氣攪拌裝置的FJCA204 型煤用噴射式浮選機，在這 5 臺浮選機中，3 臺用于煤泥粗選，2 臺用于粗選泡沫再精選。望峰崗選煤廠一直采用粗選泡沫再次精選的浮選工藝流程。圖 12 FJCA204 型煤漿循環(huán)示意圖望選的 FJCA204 型浮選機有雙室循環(huán)和單室循環(huán)兩種。雙室循環(huán)是第 2 室和第 4 室，各配一臺循環(huán)泵。相鄰兩室的部分煤漿引入一臺循環(huán)泵，經泵加壓后送至兩室四個帶有噴嘴的的充氣攪拌裝置中。望峰崗選煤廠的煤泥水處理用的是兩段濃縮、兩段回收流程，在第一段脫水回收作業(yè)中選用了 LWZ1400*2022 型沉降過濾式離心脫水機 2 臺。望峰崗選煤廠引進的是 PS型煤漿預處理器，它包括 PM 型管道混合器和 AE 型浮選劑乳化器兩部分。圖 13 望峰崗選煤廠浮選工藝流程圖 研究內容與方法 本次試驗研究內容之一是以其中一個批次的煤為原料,研究不同的煤泥浮選時所用的藥劑及其藥劑的用量；試驗內容之二是要找出最佳的浮選藥劑及其用量，對幾種浮選方案進行浮選效果的比較。所進行的試驗如下：1).望峰崗原煤的基本性質測定試驗：原煤煤樣水分、灰分的測定，原煤粒度分析，極細粒煤泥激光粒度分析，原煤煤樣接觸角測定。2).正十二烷與 MIBC 的望峰崗原煤試驗單元可比性實驗、分步釋放試驗3).五種表面活性藥劑的尋優(yōu)試驗五種表面活性藥劑可比性試驗、柴油與再生油對比試驗、配比尋優(yōu)試驗、單因素最佳礦漿濃度選取試驗、單因素最佳捕收劑用量選取試驗、柴油與最優(yōu)新型藥劑正交試驗。針對上述研究內容采取如下研究思路與方法：（1）研究思路各項試驗都是在國家標準的指導下進行的，通過一系列單元浮選實驗、單因素選取試驗和正交實驗，找出浮選藥劑的最佳浮選條件。（2）研究方法：在規(guī)定的條件下測出煤泥的空干基水分 Mad、煤泥灰分 A。通過小篩分實驗測得各粒度級灰分，計算得加權平均灰分與煤泥灰分進行比較來檢驗煤泥是否混合均勻。通過可浮性可比試驗來確定煤泥的可浮性，便于國際國內間交流和討論。進行分步釋放驗，探索性試驗找出最佳藥劑種類及用量，從而找出實際數(shù)據(jù)與理論值之間的差異；通過礦漿濃度試驗確定最佳入浮濃度條件。 浮選效果評價在浮選過程中，涉及到浮選精煤回收率的高低，浮選精煤的質量的問題。因此為了評價浮選過程的狀況，必須有一個指標。但由于影響到分選效果的因素比較多，過去國內外都沒有統(tǒng)一的標準，因而評定的方法也較多。在 1989 年，我國才頒布了浮選工藝效果部級評定方法。a）浮選精煤數(shù)量指標指數(shù)η if = 浮選精煤數(shù)量指數(shù)，%?if?實際浮選精煤產率，%j?精煤灰分相同時，標準浮選精煤產率，%?j浮選精煤數(shù)量指數(shù)用于評定不同煤之間的浮選工藝效果。b)浮選完善指標浮選完善指標用于評定同一種煤，在不同工藝條件下的分選完善度。η wf = 式中：η wf — 浮選完善度指標，% — 計算入料灰分， %yA —浮選精煤灰分，% j本文根據(jù)望峰崗選煤廠的實際情況及要求，采用復選完善指數(shù)、浮選精煤產率以及其灰分來綜合評價浮選過程的優(yōu)劣。10)10(???yy jyj A?10j???儀器和藥劑表 2—1 試驗所用儀器名稱 規(guī)格/型號 備注標準樣篩 60、1200、325 網目 上海分樣篩廠微量感應電子天平 BS224S 感量 電子天平 SL502K 上海民橋公司電熱鼓風干燥箱 馬弗爐 KER1RK/FD 單槽浮選機浮選機 升，功率 120w，轉速 1800r/min武漢洛克粉末設備公司灰舟 若干微量進樣器 1 25μι 精度 微量進樣器 2 50μι 精度 微量注射器 3 100μι 精度 微量注射器 4 250μι 精度 試驗藥劑：捕收劑：正十二烷起泡劑： MIBC（甲基異丁基甲醇）、灰分的測定煤的工業(yè)分析包括煤的水分、灰分、揮發(fā)分產率和固定碳含量四項指標。煤的工業(yè)分析加上元素分析、煤炭發(fā)熱量測定是煤質分析最基本的項目，其可初步判斷煤質的好壞，是評價煤質和判斷煤炭加工利用的最基礎的分析數(shù)據(jù)。本實驗所用分析煤樣來源于望峰崗選煤廠，實驗前先進行篩分，取粒度小于 的煤樣。 原煤煤樣水分測定煤中水分的絡合狀態(tài)有二種：一種為游離水，其可以以機械的方式吸附或者附著在煤上的水分；另一種為化合水，是以化合的方式與煤中礦物質結合的水，也就是無機化合物的結晶水。 【】水分測定最常用的是間接測定法，即將已知一定質量的煤放在一定溫度下進行干燥到恒重，煤樣所減少的質量占總質量的百分比即為煤的水分。(1) 儀器設備干燥箱：帶有自動調溫裝置，內附鼓風機能保持溫度在 105～110℃；干燥器：內裝有變色硅膠或塊狀無水氯化鈣干燥劑；電子天平：精確到 ； 稱量瓶兩個。(2) 實驗步驟用預先烘干并稱出質量的稱量瓶，稱取粒度為 以下的空氣干燥基煤樣2177。（精確到 ）。然后將稱量瓶放入預先鼓風并加熱到 105～110 ℃的干燥箱中，在不斷鼓風條件下，干燥 ，從干燥箱中取出稱量瓶，在空氣中冷卻2～3min 后再放入干燥器中冷卻 20min 到室溫再稱重。若水分小于 2%，則不需要再次放入干燥箱中；若水分大于 2%，則需要再次放入干燥箱中，30min 后再次稱重，直至其質量偏差小于 。采取最后一次的測定質量作為計算依據(jù)。按以上方法做兩組平行實驗。注：實驗室條件有限，本實驗就簡單測取煤收到基水分。 原煤煤樣灰分測定煤的灰分主要來自三個方面：原生礦物質、次生礦物質及外來礦物質。煤在溫度為815177。10℃下可燃物完全燃燒，而礦物質則在空氣中經過一系列復雜的化學反應后成為殘渣即為煤的灰分。本次實驗采取慢灰實驗法。(1) 儀器設備 KER1 型智能馬弗爐；灰皿若干：規(guī)格：452214mm；電子天平：精確到 g。(2) 實驗步驟 在預先灼燒和稱重的灰皿中，稱取粒度為 以下的空氣干燥基煤樣1177。（精確到 ），煤樣在灰皿中要鋪平。將灰皿送入馬弗爐爐膛中，開啟電源，開始加熱。按馬弗爐已設定的慢灰程序分五步自動燒灰。約 140 分鐘后，燒毀過程完畢，關閉電源，等待片刻打開爐門，自然冷卻后取出灰皿，在空氣中冷卻約20min 后稱量，以后再進行每次為 20min 的檢查性灼燒，直到質量變化小于 時為止。采取最后一次的測定質量作為計算依據(jù)。灰分小于 15%時不需要進行檢查性灼燒。如此做一次平行實驗。 望峰崗煤樣水分及灰分測定結果表 22 原煤水分原始測定數(shù)據(jù)表煤樣重/g 干燥后總重/g 水分/%第一次 第二次 表 23 原煤灰分原始測定數(shù)據(jù)表瓷舟重/g 煤樣重/g 燒灰后總重/g 灰分/%第一次 第二次 (1) 望峰崗煤樣灰分水分分析結果煤樣的水分：○ 1Mad = (21) 由式（21）得：Mad 1 =% Mad2 =%故 Mad =%式中：M ad分析煤樣的水分，%；m1 分析煤樣烘干后失去的質量，g； m分析煤樣質量，g。煤樣灰分：A ad = (22)○ 2由式（22）得：Aad 1 =% Aad2 =%故 Aad =%式中：A ad分析煤樣的灰分，％；m1分析煤樣加熱恒重后殘留物的量，g；m分析煤樣的質量，g。試驗結果如表 24：表 24 原煤水分、 灰分的測定結果分析項目 數(shù)值（%）水分 Mad 灰分 Aad 由試驗結果可知，望峰崗入浮原煤灰分較高。01?01?m浮選時原煤的粒度組成對浮選的效果影響較大，粒度太大，礦物解離程度不好，精煤灰分降不下去；粒度太小，惡化浮選環(huán)境，同時會對后序作業(yè)造成一系列的問題，如過濾困難等。因此，對任何一種分選礦物進行粒度分析，了解粒度組成和粒度特性，對于確定合理的工藝條件是必不可少的。對粒度范圍為 0～ 的煤樣的粒度分析稱為小篩分，而小篩分又有濕法篩分和干法篩分兩種。本試驗采用的是 以下濕法篩分 以上干法篩分，參照國標 MT/T4772022 進行試驗。 煤樣的粒度分析(1) 實驗樣品 望峰崗選煤廠的干煤樣。(2) 實驗儀器和設備 套篩：篩孔網目分別為60, 120，200，325；大小搪瓷盆各若干，洗瓶，玻璃棒，電子稱(精確到 )，振篩機。(3) 實驗步驟 1) 將煤樣在溫度不高于 75℃的恒溫箱內烘干,取出冷卻至空氣干燥狀態(tài)后,縮分稱取 ；2) 取搪瓷盆數(shù)個 ，盆內盛水的高度約為篩子高度的 1/3，在第一個盆內放入該次篩分中孔徑最小的篩子；3) 把煤樣倒入燒杯內，加少量清水，用玻璃棒充分攪拌使煤樣完全潤濕，然后倒入篩子內，用洗瓶沖洗凈燒杯和玻璃棒上所粘的煤粒。如煤樣重量較大，可分激磁進行篩分；4) 在水中輕輕搖動篩子進行篩分，在第一盆水中盡量篩凈，然后再把篩子放入第二盆水中，依次篩分直至水清為止；5) 把篩上物倒入盤子內，并沖洗凈粘在篩子上的篩上物。待篩下煤泥水澄清后，用虹吸管吸去清水，沉淀的煤泥經過濾后放入另一盤內，然后把篩上物與篩下物分別放入溫度不高于 75℃的恒溫箱內烘干；6) 將套篩按篩孔尺寸由大到小的次序進行篩分，把烘干的篩上物倒入篩子內，嵌在振動儀。開動振動儀，每隔 5 分鐘停下振動儀，檢查一次，看其是否篩凈。依次重復，直到將所有粒度級篩完；7) 篩完后，將各粒級的煤烘干，稱重，然后測試各粒級灰分。篩分時，不準用刷子刷篩網；8)按上述方法做一組平行實驗。 各粒度級別的灰分分析灰分是一項在煤質特性和煤的加工利用研究中起重要作用的指標。在煤炭洗選工藝研究中，一般以煤的灰分作為一項洗選效率指標。(1) 實驗樣品 試驗中篩分成各粒度級別的烘干煤樣(2) 實驗儀器灰皿若干、電子天平、小鐵匙、KER1 型智能馬弗爐(3) 實驗步驟1) 用預先灼燒至重量恒定的灰皿，稱取小篩分實驗各粒級的干燥煤樣1177。，并均勻的平攤在灰皿中；2) 將盛有煤樣的灰皿按一定順序送入馬弗爐爐膛中，開啟電源，調節(jié)智能馬弗爐燒灰程序至慢灰程序，然后開始燒灰；3) 約 140 分鐘后，待程序運行至第五步約 20 分鐘時，關閉電源；4）等待片刻打開爐門，自然冷卻后取出灰皿，冷卻約 20min 后稱量。 入浮煤泥粒度分析結果 按照國標 GB/T 4472022 標準，對煤泥進行了小篩分實驗，結果見表 25。從表中可以看出該煤泥粒度分布主要集中在粗粒級和細粒級，其中粗粒級 4060 網目以上煤泥含量達 %之多，細粒級325 網目煤泥占據(jù) %，含量較少的是中等粒級。從表中可看出各粒級煤泥灰分均較高，高灰成分也集中在細粒級，可見浮選降灰方案將有較高難度。表 25 煤泥小篩分實驗資料 激光衍射粒度分析儀的原理粒度網目 產率% 灰分% 累計產率% 累計灰分%+40 4060 60120 120200 200325 325 合計 顆粒在激光束的照射下，其散射光的角度與顆粒的直徑成反比關系，而散射光強隨角度的增加呈對數(shù)規(guī)律衰減。由 HeNe 激光器發(fā)射一定波長的激光，該光束經濾鏡后成為單