國(guó)能蒙西棋盤井洗煤廠細(xì)煤泥分選技術(shù)診斷

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。

一、浮選機(jī)單機(jī)檢查

1.一浮浮選機(jī)單機(jī)檢查

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。

2.二浮浮選機(jī)單機(jī)檢查

（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

二、浮選入料實(shí)驗(yàn)室浮選實(shí)驗(yàn)

1.一浮浮選入料實(shí)驗(yàn)室浮選實(shí)驗(yàn)

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。

2.二浮浮選入料實(shí)驗(yàn)室浮選實(shí)驗(yàn)

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%。

三、小結(jié)

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。