文/溫 磊 袁治國(guó) 徐榮斌
國(guó)能蒙西棋盤井選煤廠設(shè)計(jì)入洗原煤量為500萬(wàn)t/a,采用無(wú)壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器進(jìn)行雙系統(tǒng)分選,入洗原煤量約為950t/h。選煤廠設(shè)計(jì)時(shí)原煤中矸石量和煤泥量都較低,+1.8g/cm3密度級(jí)產(chǎn)率為25.93%,-0.5mm粒級(jí)含量為15.15%。近年來(lái),隨著入洗原煤煤質(zhì)逐漸變差,原煤中矸石量和煤泥量都大幅增加,+1.8g/cm3密度級(jí)含量一般大于50%,-0.5mm粒級(jí)含量一般大于25%,入選原煤量也逐漸加大,預(yù)期要達(dá)到1100t/h。原生產(chǎn)工藝系統(tǒng)主要分選設(shè)備已不能適應(yīng)逐年變差的煤質(zhì)以及逐漸增加的原煤處理量。因此,根據(jù)國(guó)家能源集團(tuán)《選煤方法及選煤工藝適應(yīng)性研究》要求,針對(duì)細(xì)煤泥分選系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)診斷,找出造成浮選精煤綜合效率低的原因,并提出可行性對(duì)策,對(duì)于提升棋盤井選煤廠綜合效率具有重要意義。
針對(duì)國(guó)能蒙西棋盤井洗煤廠一浮浮選入料進(jìn)行流量和濃度測(cè)定,測(cè)得407、408、409三臺(tái)一浮浮選機(jī)總流量為2100m3/h,入浮濃度為62g/L,由此可知一浮入浮煤泥量為130t/h。
(1)篩分結(jié)果分析。
①浮選入料中+0.25mm粒級(jí)占本級(jí)產(chǎn)率為13.93%,說(shuō)明浮選入料存在一定的跑粗現(xiàn)象。
②浮選入料中主導(dǎo)粒級(jí)為-0.045mm,占本級(jí)產(chǎn)率46.62%,灰分為27.31%。各粒級(jí)灰分隨粒度減小逐漸升高,說(shuō)明矸石存在一定的泥化現(xiàn)象,在浮選過(guò)程中會(huì)污染浮選精煤。
(2)煤泥小浮沉試驗(yàn)分析?,F(xiàn)場(chǎng)一浮浮選入料進(jìn)行煤泥小浮沉試驗(yàn),小浮沉結(jié)果顯示,該煤泥灰分隨密度增加而升高,主導(dǎo)密度級(jí)為1.4~1.5g/cm3,產(chǎn)率為34.57%,灰分為17.49%,煤泥綜合灰分為18.89%。
(3)現(xiàn)場(chǎng)浮選效果分析。按照GB/T477-2008《煤炭篩分試驗(yàn)方法》,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所采一浮浮選入料、一浮浮選精煤以及一浮浮選尾煤進(jìn)行小篩分試驗(yàn),并采用灰分平衡法計(jì)算浮選精煤、尾煤產(chǎn)率,浮選機(jī)入料、精煤及尾煤數(shù)量及質(zhì)量,可知以下結(jié)果。
①一段浮選精煤產(chǎn)率為34.03%,灰分為11.95%,不滿足精煤產(chǎn)品質(zhì)量要求,-0.045mm粒級(jí)灰分為13.91%,分選效果較差,且其占本級(jí)產(chǎn)率50.97%,是造成浮選精煤灰分超標(biāo)的主要原因。浮選尾煤產(chǎn)率為65.97%,灰分為23.85%;其中+0.25mm粒級(jí)含量為17.01%(浮選入料中只占13.93%),該粒級(jí)灰分為10.80%,由此可見(jiàn),一段浮選尾煤中低灰粗顆?!芭艽帧眹?yán)重,致使一段尾煤灰分只有23.85%。
②根據(jù)MT/T180-1988《選煤廠浮選工藝效果評(píng)定方法》,計(jì)算浮選精煤數(shù)量指數(shù)為38.69%,計(jì)算浮選完善指標(biāo)為16.82%。
由此看出,現(xiàn)場(chǎng)一段浮選機(jī)分選效果較差,其浮選精煤數(shù)量指數(shù)與完善指標(biāo)均太低,造成一浮尾煤大量跑煤。
(1)小篩分試驗(yàn),小浮沉試驗(yàn)分析。按照GB/T477-2008《煤炭篩分試驗(yàn)方法》和GB/T478-2008《煤炭浮沉試驗(yàn)方法》,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)二浮浮選入料進(jìn)行小篩分試驗(yàn)、小浮沉試驗(yàn),據(jù)結(jié)果可知,二浮入料中仍有大量低灰精煤,其中-1.40g/cm3密度級(jí)(灰分為7.55%)占28.29%;灰分小于10.5%的精煤大概占40%以上,二浮入料綜合灰分只有25.10%,進(jìn)一步驗(yàn)證了一浮浮選機(jī)尾煤跑煤嚴(yán)重。
(2)現(xiàn)場(chǎng)浮選效果分析。按照GB/T477-2008《煤炭篩分試驗(yàn)方法》對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所采二浮浮選入料、二浮浮選精煤以及二浮浮選尾煤進(jìn)行小篩分試驗(yàn),并采用灰分平衡法計(jì)算浮選精煤、尾煤產(chǎn)率,浮選機(jī)入料、精煤及尾煤數(shù)量及質(zhì)量,可知以下結(jié)果。
①二浮精煤中各粒級(jí)灰分均不合格(最低粒級(jí)灰分為11.15%),與二浮入料相比,各粒級(jí)基本均未得到有效分選。
②浮選尾煤產(chǎn)率為65.99%,灰分為35.22%,說(shuō)明有較多的低灰煤泥未得到回收,流失到了浮選尾礦中(其中+0.25mm粒級(jí)占15.81%,該粒級(jí)灰分為19.34%)。
③根據(jù)MT/T180-1988《選煤廠浮選工藝效果評(píng)定方法》,計(jì)算浮選精煤數(shù)量指數(shù)為42.62%;計(jì)算浮選完善指標(biāo)為14.42%。
由此看出,將一浮浮選機(jī)尾煤進(jìn)行二次浮選,根本不能勝任分選出合格浮選精煤的任務(wù),且效率很低。
洗煤水處理工藝
煤泥浮選實(shí)驗(yàn)分為煤泥浮選機(jī)浮選實(shí)驗(yàn)和煤泥浮選柱浮選實(shí)驗(yàn)。煤泥浮選機(jī)浮選試驗(yàn)研究的試驗(yàn)條件如下:選取現(xiàn)場(chǎng)一浮浮選入料煤樣,以煤油為捕收劑,仲辛醇作為起泡劑,礦漿濃度60g/L,浮選槽容積1.5L,葉輪轉(zhuǎn)速1900r/min,充氣量0.25m3/h,礦漿預(yù)攪拌時(shí)間3min,與捕收劑接觸時(shí)間2min,與起泡劑接觸時(shí)間30s,刮泡時(shí)間3min。
(1)一浮浮選入料實(shí)驗(yàn)室藥劑浮選實(shí)驗(yàn)(仲辛醇做起泡劑)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,當(dāng)選用煤油作捕收劑,仲辛醇作起泡劑時(shí),隨著藥劑用量增加,精煤產(chǎn)率逐漸升高,精煤灰分先降低后升高,但始終高于10.50%。在捕收劑煤油用量為150g/t,起泡劑仲辛醇用量為38g/t時(shí),精煤灰分最低(10.79%),此時(shí)精煤產(chǎn)率為38.12%,尾煤灰分為23.85%。
(2)一浮浮選入料實(shí)驗(yàn)室藥劑浮選試驗(yàn)(Lc410作起泡劑)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,當(dāng)選用煤油作捕收劑,Lc410作起泡劑時(shí),隨著藥劑用量增加,精煤產(chǎn)率逐漸升高,精煤灰分先降低后升高,但始終高于11%。在捕收劑煤油用量為250g/t,起泡劑Lc410用量為63g/t時(shí),精煤灰分最低(11.23%),此時(shí)精煤產(chǎn)率為32.50%,尾煤灰分為22.63%。
(3)一浮浮選入料實(shí)驗(yàn)室藥劑浮選試驗(yàn)(H611作起泡劑)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,當(dāng)選用煤油作捕收劑,H611作起泡劑時(shí),隨著藥劑用量增加,精煤產(chǎn)率逐漸升高,精煤灰分先降低后升高,但始終高于11%。在捕收劑煤油用量為250g/t,起泡劑H611用量為63g/t時(shí),精煤灰分最低(11.22%),此時(shí)精煤產(chǎn)率為61.70%,尾煤灰分為31.10%。
(4)一浮浮選入料實(shí)驗(yàn)室藥劑浮選試驗(yàn)(EKOFOL440復(fù)合藥劑)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,相比于使用捕收劑煤油,起泡劑仲辛醇、Lc410和H611,使用EKOFOL440復(fù)合藥劑時(shí),可以在較低的藥劑用量下,取得較高的精煤產(chǎn)率和較低的精煤灰分,且在精煤灰分相當(dāng)?shù)那闆r下,精煤產(chǎn)率和尾煤灰分更高,說(shuō)明EKOFOL440復(fù)合藥劑具有較強(qiáng)的捕收性能,且浮選速度快,藥劑消耗較低,對(duì)煤泥具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。
對(duì)現(xiàn)場(chǎng)二浮浮選入料進(jìn)行浮選機(jī)單元浮選試驗(yàn),浮選試驗(yàn)條件如下:以煤油作捕收劑,仲辛醇作起泡劑,礦漿濃度60g/L,浮選槽容積1.5L,葉輪轉(zhuǎn)速1900r/min,充氣量0.25m3/h,礦漿預(yù)攪拌時(shí)間3min,與捕收劑接觸時(shí)間2min,與起泡劑接觸時(shí)間30s,刮泡時(shí)間3min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
表1 二浮浮選入料實(shí)驗(yàn)室藥劑浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果
由二浮浮選入料實(shí)驗(yàn)室藥劑浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,當(dāng)選用煤油作捕獲劑、仲辛醇作起泡劑時(shí),隨著藥劑用量增加,精煤產(chǎn)率逐漸升高,精煤灰分先降低后升高,但始終高于14.00%。在捕收劑煤油用量為150g/t,起泡劑仲辛醇用量為500g/t時(shí),精煤灰分最低(14.19%),此時(shí)精煤產(chǎn)率為76.49%,尾煤灰分為59.68%。
通過(guò)對(duì)細(xì)煤泥分選的技術(shù)檢查,得到以下主要結(jié)果。
(1)現(xiàn)場(chǎng)一段浮選精煤灰分為11.95%,尾煤灰分為23.85%;二段浮選精煤灰分為14.43%,尾煤灰分為35.22%。整體浮選效果較差。兩段浮選精煤數(shù)量指數(shù)與完善指標(biāo)均較低;浮選精煤灰分高,高灰細(xì)泥夾帶嚴(yán)重;浮選尾礦“跑粗(煤)”嚴(yán)重,浮選尾煤灰分低,精煤損失大;造成浮選精煤綜合產(chǎn)率低,嚴(yán)重影響礦井綜合經(jīng)濟(jì)效益。
(2)一浮浮選入料的實(shí)驗(yàn)室浮選結(jié)果表明,一浮浮選入料的可浮性為易浮。采用浮選機(jī)對(duì)一浮浮選入料在不同種類和用量的浮選藥劑條件下進(jìn)行分選時(shí),浮選精煤灰分基本都在11%以上,難以獲得滿足灰分要求(10.5%)的合格精煤,且此時(shí)尾煤灰分基本不超過(guò)40%,與目前生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況基本吻合。
(3)通過(guò)對(duì)不同藥劑種類的對(duì)比研究可以發(fā)現(xiàn),相比于使用捕收劑煤油、起泡劑仲辛醇、Lc410和H611,使用EKOFOL440復(fù)合藥劑時(shí),可以在較低的藥劑用量下,取得較高的精煤產(chǎn)率和較低的精煤灰分,且在精煤灰分相當(dāng)?shù)那闆r下,精煤產(chǎn)率和尾煤灰分更高,說(shuō)明EKOFOL440復(fù)合藥劑具有較強(qiáng)的捕收性能,且浮選速度快,藥劑消耗較低,對(duì)棋盤井洗煤廠的煤泥具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。
(4)二浮浮選入料的實(shí)驗(yàn)室浮選結(jié)果表明,二浮浮選入料的可浮性為中等可浮。采用浮選機(jī)對(duì)二浮浮選入料在不同藥劑用量下進(jìn)行分選時(shí),浮選精煤灰分均在14%以上,遠(yuǎn)高于精煤灰分要求。而采用浮選柱分選時(shí),可以得到灰分低于10%的合格精煤,精煤產(chǎn)率在35%左右,尾煤灰分在40%左右。
綜上所述,建議對(duì)現(xiàn)有浮選及浮精脫水系統(tǒng)整體進(jìn)行針對(duì)性技術(shù)改造,以確保在今后的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中浮選精煤灰分在11.0%以內(nèi),尾煤灰分在60%以上,從而使浮選精煤綜合產(chǎn)率有大幅度提升。