選煤生產(chǎn)中浮選工藝研究

謝領(lǐng)輝

摘 要：文章分析了煤炭分選中細(xì)顆粒分選流程中運(yùn)用的分選工藝，介紹了分選的主要設(shè)備和影響分選的主要因素，同時通過試驗(yàn)介紹了傳統(tǒng)浮選柱分選存在的問題，比較分析得出了一般性的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：選煤生產(chǎn)；浮選工藝；浮選柱；分選

中圖分類號：TD943 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）15-0012-02

我國的煤炭機(jī)械化水平不斷提高，細(xì)粒煤炭的產(chǎn)量非常高。同時分選設(shè)備技術(shù)不斷改善，大大提高了對細(xì)微煤泥的分選水平，大量新技術(shù)和新設(shè)備投入到煤炭分選生產(chǎn)中，如重介質(zhì)旋流器選煤設(shè)備的使用，它和之前的煤泥分選設(shè)備相比，具有含水量少、分選效果和精度高的特點(diǎn)，這種選煤工藝在行業(yè)內(nèi)得到了大范圍的推廣，但對處理環(huán)節(jié)也帶來了一定的影響，主要是傳統(tǒng)的跳汰工藝變?yōu)橹亟楣に嚭?，進(jìn)入浮選系統(tǒng)的煤泥水濃度提高了，進(jìn)入的煤泥顆粒度也變小了，這就影響了精煤產(chǎn)品質(zhì)量，從而影響到了企業(yè)的收益。

1 主要設(shè)備以及影響分選的主要因素

1.1 主要設(shè)備

浮選機(jī)是實(shí)現(xiàn)礦物分選的物理機(jī)械，國內(nèi)主要有機(jī)械攪拌式浮選機(jī)、氣升式浮選機(jī)、真空式浮選機(jī)、噴射式浮選機(jī)和Davcra浮選槽；浮選柱是加拿大的皮埃爾和特列勃發(fā)明，在一定程度上提高了分選效率，特別適合超細(xì)粒礦物的分選，主要有充填介質(zhì)浮選柱、攪拌式浮選柱、電解浮選柱、旋流浮選柱、多產(chǎn)品浮選柱、射流式浮選柱和旋流微泡浮選柱。

1.2 影響浮選柱工作的主要因素

1.2.1 礦漿濃度

進(jìn)入浮選柱的礦漿濃度對浮選起重要的作用，濃度低的時候，浮選會消耗更多的藥劑，而且由于進(jìn)入浮選柱的礦漿濃度不夠，高，不能產(chǎn)生強(qiáng)勁的泡沫，所帶煤量較少，導(dǎo)致精礦濃度低，精煤不能很好的脫水，因此需要提高礦漿的濃度。

當(dāng)然，過高的濃度，會導(dǎo)致跑煤嚴(yán)重，各項(xiàng)指標(biāo)上升，不能達(dá)到預(yù)期效果，通過實(shí)驗(yàn)可以知道，一般情況下濃度為80g/L為最佳。

1.2..2 循環(huán)泵的壓力

浮選柱在工作過程中，主要是依靠旋流產(chǎn)生的一個力場，使礦物顆粒對流，從而讓礦物顆粒和氣泡接觸從而實(shí)現(xiàn)煤泥的分選，而增加循環(huán)泵的壓力，可以提高捕獲區(qū)紊流的強(qiáng)度，增加整個過程的速度，同時也增加了顆粒碰撞的強(qiáng)度，進(jìn)而促進(jìn)了煤泥的高效、快速分選。最終使得礦物的回收和浮選速度都有一定的提高。

與此同時，循環(huán)運(yùn)動的礦漿由于重力的作用，回旋運(yùn)動過程中也實(shí)現(xiàn)了重力分選，旋流產(chǎn)生的剪切作用也使礦化氣絮團(tuán)也得到了清洗，提高了分選產(chǎn)品的品質(zhì)。在浮選柱這個力場中，離心力場會使氣泡和氣絮團(tuán)向中心移動并不斷上升，旋流力場能夠使細(xì)微煤粒浮起，這些都會直接或間接受到循環(huán)泵壓力的影響。

1.2.3 浮選柱的高度

如何決定浮選柱的高度很長時間以來一直沒有一個定論，浮選柱高度的選擇受到浮選柱的費(fèi)用、組裝和使用成本等因素影響，而且對其使用效果——精礦的回收率有密切的聯(lián)系。之前的浮選柱高度為10～13 m，有的高達(dá)17 m。后來通過改良設(shè)備，如發(fā)泡裝置的改善，礦漿流動方式的改變，使得顆粒氣泡的碰撞接觸方式增強(qiáng)了，浮選柱高度也就降低了。同時，浮選柱的高度對很多因素產(chǎn)生影響，要有一個定論是一個很困難的問題，如礦物顆粒和氣泡的大小及分布、充氣速率、待浮礦物顆粒表面的疏水性、礦漿和氣泡流動及混合方式都有重要影響。

1.2.4 藥劑制度

煤炭分選工業(yè)生產(chǎn)中，需要加入一定的藥劑來提高礦物顆?；钚裕瑥亩岣叻诌x效果。主要是浮選表面疏水性差時，就要使用藥劑，提高浮選活性。同時煤泥所含灰分較高，就需要加入分散劑或者抑制劑，加入起泡劑的數(shù)量取決于煤泥中所含高灰分細(xì)泥的數(shù)量及浮選設(shè)備的充氣情況而定。

煤泥中高灰分細(xì)泥含量多，不應(yīng)當(dāng)采用起泡劑率高、氣泡直徑小、壽命長的起泡劑，為煤泥水的二次富集創(chuàng)造條件，減少高灰分細(xì)泥被氣絮團(tuán)機(jī)械夾帶，提高浮選的選擇性。

在浮選粗粒含量高的煤泥時，宜采用氣泡直徑小、壽命長的起泡劑，這有助于氣泡與顆粒之間的固著。

2 傳統(tǒng)浮選柱試驗(yàn)研究

選取傳統(tǒng)的浮選柱工藝方式，分別選取柱高1 840 mm、 1 540 mm和1 240 mm的浮選柱，壓力0.16 MPa，濃度選取60 g/L、 80 g/L、100 g/L、120 g/L四個水平，精煤灰分小于9.5%，藥劑條件為捕收劑1 500 g/t，起泡劑250 g/t。

通過數(shù)據(jù)繪制出不同濃度下壓力與精煤灰分、精煤產(chǎn)率及浮選完善指標(biāo)關(guān)系圖，可以看出，使用高柱體浮選柱時，浮選循環(huán)泵的壓力相同，入料濃度上升時，精煤灰分遞增，當(dāng)濃度超過80 g/L之后，精煤灰分也增加，當(dāng)濃度從80 g/L上升到100 g/L時，精煤灰分又有0.5%的上升，同時，同一濃度的礦漿，循環(huán)泵壓力升高，精煤灰分也上升，灰分的變化幅度較小，壓力到0.12～0.18 MPa后，精煤灰分上升的幅度在0.5%左右。

不用濃度條件下，濃度為80 g/L的時候精煤產(chǎn)率最高，濃度為60 g/L條件時精煤產(chǎn)率次之，濃度為100 g/L和120 g/L時精煤產(chǎn)率比較低，對于完善指標(biāo)，入料濃度為80g/L時浮選完善指標(biāo)最高，大于60 g/L，最后是100 g/L和120 g/L的浮選完善指標(biāo)。

中柱1 540 mm時，相同浮選循環(huán)壓力條件下，入料濃度的增加，精煤灰分逐漸增加，入料濃度超過100 g/L后，精煤灰分隨入料濃度的增加有很大的增加，濃度為100～120 g/L時，精煤灰分提高0.7%以上，當(dāng)濃度為60～80 g/L時，精煤灰分提升率稍有下降，同一濃度條件下，隨著循環(huán)壓力泵的提高，浮選精煤灰分程遞增態(tài)勢，且?guī)追N濃度下精煤灰分隨壓力的變化趨勢相近。

中柱條件下，壓力和精煤產(chǎn)率關(guān)系是，濃度為80g/L時，浮選精煤產(chǎn)率最高，大于濃度為60 g/L時，當(dāng)壓力在0.14～0.16 MPa時，濃度為120 g/L時的精煤產(chǎn)率大于濃度為100 g/L，壓力在0.12 MPa和0.18 MPa條件下100 g/L濃度下精煤產(chǎn)率較高。

對于完善指標(biāo)，各種濃度條件下，隨著壓力的上升完善指標(biāo)交替上升，總體上來看是80 g/L完善指標(biāo)高于60 g/L條件下的指標(biāo)。

低柱條件下，循環(huán)泵壓力條件相同，濃度為80 g/L時，精煤灰分隨著入料濃度的增加而上升，循環(huán)泵壓力小于0.14 MPa時，此時與濃度為100 g/L條件時相似，之后隨著循環(huán)泵壓力的增加，精煤灰分變化不大，進(jìn)料濃度超過80 g/L時，精煤灰分隨進(jìn)料濃度的增加有很大增加，濃度從60 g/L到100 g/L時，精煤灰分提高0.5%以上，當(dāng)濃度從100 g/L到120 g/L時，精煤灰分更是增幅達(dá)到0.8%以上，當(dāng)循環(huán)泵壓力到0.18 MPa以上時，精煤灰分的提升最大幅度在0.8%以上。

而精煤產(chǎn)率和循環(huán)泵壓力的關(guān)系是，壓力小于0.16 MPa時，80 g/L>60 g/L>100 g/L，壓力大于0.16 MPa時，濃度為60 g/L的精煤產(chǎn)率大于80 g/L的精煤產(chǎn)率，而120 g/L的精煤產(chǎn)率大于 100 g/L精煤產(chǎn)率。

通過繪制壓力與浮選完善指標(biāo)關(guān)系曲線圖可以看出，壓力的增大，四種不同濃度下的完善指標(biāo)指標(biāo)都有上升的趨勢，但變化的規(guī)律比較復(fù)雜，但壓力<0.16 MPa時，濃度80 g/L>60 g/L的完善指標(biāo)，壓力大于或等于0.16 MPa，濃度60 g/L>80 g/L的浮選完善指標(biāo)，當(dāng)濃度<100 g/L，壓力<0.14 MPa時，浮選完善指標(biāo)曲線非常接近，當(dāng)壓力>0.14 MPa時，濃度120 g/L>100 g/L的浮選完善指標(biāo)，壓力>0.16 MPa時，100 g/L>120 g/L的浮選完善指標(biāo)。

3 結(jié) 語

對比三種高度浮選柱的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，可以看出，在進(jìn)料濃度為60 g/L時，壓力在0.12 MPa下，中柱和高柱下精煤灰分是高柱大于中柱，一般情況下，精煤的變化趨勢是高柱小于中柱小于低柱，精煤產(chǎn)率也是這一趨勢，同時可以看出，中低柱的精煤灰分相差月0.4%個百分點(diǎn)，比較大，壓力在0.16 MPa條件下會接近，此時浮選完善指標(biāo)也想近；

進(jìn)料濃度在80 g/L時，精煤灰分、精煤產(chǎn)率和浮選完善指標(biāo)的變化規(guī)律相似，當(dāng)循環(huán)泵壓力<016 MPa時，高柱小于中柱小于低柱，壓力>0.18 MPa時，中柱大于低柱；

進(jìn)料濃度為100 g/L時，中柱的精煤灰分一直大于高柱的精煤灰分，當(dāng)壓力為0.12 MPa時，低柱的精煤灰分低于高柱和中柱的精煤灰分，壓力為0.14 MPa時，高柱的精煤灰分比中柱大，隨著壓力的增大，精煤灰分增大，直到壓力到0.18 MPa，低柱和中柱的精煤灰分接近。

當(dāng)壓力<0.14 MPa，中柱大于低柱大于高柱的精煤產(chǎn)率，壓力超過0.14 MPa時，中柱和低柱精煤產(chǎn)率相似，壓力>0.16 MPa，低柱略微超過中柱精煤產(chǎn)率，高柱下的精煤產(chǎn)率一直比較低。浮選指標(biāo)在壓力<0.14 MPa時，中柱大于低柱大于高柱的浮選完善指標(biāo)，超過0.14 MPa時，中低柱的浮選指標(biāo)相近似，壓力> 0.16 MPa，低柱大于中柱的浮選指標(biāo)，高柱下浮選指標(biāo)一直比較低，并且與中、低柱的差別加大。

進(jìn)料濃度為120 g/L時，低柱和中柱的精煤灰分相近，壓力上升，二者交替升高，總體上看低柱的精煤灰分比較高，而高柱的精煤灰分會降低，差值還會變大。浮選完善指標(biāo)是在同一壓力下，高柱小于中柱小于低柱，中低柱的精煤指標(biāo)和浮選完善指標(biāo)相近，差別不大。

通過以上試驗(yàn)總結(jié)和分析可以看出，在不同的濃度和壓力條件下，得出的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果不同，就整體而言，隨著壓力的增加，不同濃度的精煤灰分、產(chǎn)率和浮選完善指標(biāo)都有一定的上升趨勢，主要原因是隨著壓力的增加，浮選柱內(nèi)氣泡增多，就會出更多的精煤，而隨著精煤產(chǎn)率的增加，夾帶作用增強(qiáng)，精煤灰分增強(qiáng)，同時，中礦循環(huán)量增大，回收作用增強(qiáng)，提高了煤炭的回收率，浮選完善指標(biāo)也相應(yīng)提高。而且各種濃度條件下，浮選精煤灰分、精煤產(chǎn)率和浮選完善指標(biāo)的變化規(guī)律是低柱大于中柱大于低柱。

關(guān)于三者對浮選精煤灰分、回收率和浮選完善指標(biāo)的影響上，濃度對精煤灰分和浮選完善指標(biāo)的影響最大，壓力對精煤回收率的影響最大。

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