高效煤用捕收剂EC－9800的应用效果实验研究

时本轩 谢广元 张 明 邵怀志 张秀峰

（中国矿业大学化工学院，江苏省徐州市，221008）

高效煤用捕收剂EC－9800的应用效果实验研究

时本轩 谢广元 张 明 邵怀志 张秀峰

（中国矿业大学化工学院，江苏省徐州市，221008）

介绍了一种新型高效煤泥浮选捕收剂EC－9800，通过其实验室浮选实验结果与常规浮选药剂的实验结果的对比表明，EC－9800具有选择性好、分选效率高、节约药量的特点。与煤油相比，在精煤灰分相同的条件下，可节省用药50%以上。这种高浮选精煤产率与低选煤药耗的联合作用，将给选煤厂带来可观的经济效益。

煤泥 浮选 新型捕收剂 EC－9800

1 概述

煤炭洗选是洁净煤技术的基础，也是煤炭深加工（制水煤浆、焦化、气化及液化）和洁净、高效利用的前提。而作为选煤中分选细粒煤的主要途径的浮游选矿以其独有的优势而存在，但是浮选中也存在成本高等问题。随着采煤及选煤机械化程度的提高，煤泥含量会越来越高，这就要求必须解决浮选高成本的问题。目前一些常见的煤用捕收剂一般是一些非极性烃类油，如煤油、轻柴油等。而这些捕收剂在未经特殊处理（如乳化等）时药剂耗量一般比较大，这是对宝贵的不可再生能源的浪费，同时也是造成浮选成本高的原因之一。而另一个重要的事实是一些处理药剂的手段，如使用超声波乳化浮选药剂等，本身就引入了超声波装置，这也是构成浮选成本的一个组成部分。鉴于此，北京选能公司致力于开发一种新型的煤用捕收剂——EC－9800，使它在未经特殊处理的常规条件下既能保证很高的分选效率又能减少药剂用量从而大大节约浮选成本。

EC－9800是专门为普通煤（非高硫煤及氧化煤）的浮选开发的新药剂，它具有捕收性能好、浮选速度快、分选效率高的特点，本文就该捕收剂的应用效果展开实验研究。

2 煤样制备及煤质分析

实验室煤泥浮选煤样分别采自江苏徐州和陕西榆林，并按照国家标准程序进行了煤样的筛分、掺匀、缩分，制备出实验用煤质分析样和煤泥浮选用样。经过硫分测定，测得徐州本地煤样硫分为0.70%，为低硫分煤；榆林煤样硫分为2.62%，为中高硫煤。表1、表2分别为徐州煤样及榆林煤样粒度组成。

由表1分析可知：徐州煤样中粗粒煤的含量很低，而－0.074mm粒级的含量则高达68.96%，说明高灰细泥含量高，对浮选精煤质量的保证很不利，由于高灰细泥的夹带将会严重影响浮选过程中的分选精度，因此要求浮选药剂具有较高的选择性，以便在保证精煤灰分的前提下提高精煤产率。

表1 徐州煤样粒度分析结果表

表2 陕西榆林煤样粒度分析结果表

由表2分析可知：榆林煤样中粗粒级煤占主导地位，＋0.125mm级含量达到67.18%，由经验可知在浮选过程中，粗颗粒由于体积较大较易损失在尾煤中，这就要求浮选药剂的选择性要强，以便粗颗粒与气泡充分接触。

3 实验室煤泥浮选实验

3.1 实验条件

浮选煤样为徐州煤样和榆林煤样的－0.5mm级煤泥，采用1.5LXFD单槽浮选机及FCMC旋流微泡浮选柱的半工业实验系统按照国家标准进行浮选实验。煤浆浓度为80g／L，浮选所用捕收剂分别为煤油和EC－9800，起泡剂为GF。

3.2 实验方案设计

为了验证EC－9800这种新型捕收剂的效果，分别设计了该药剂与煤油在两种煤样条件下的浮选机效果对比实验及浮选柱的效果对比实验。确定实验方案前，首先进行了捕收剂初步探索，大致确定了捕收剂范围；然后进行了起泡剂单因素实验，确定了起泡剂药量；并结合现场的灰分要求并根据厂家提供的用量范围，确定了实验方案。

徐州煤泥：要求精煤灰分小于11%；榆林煤泥：要求精煤灰分小于5%。

实验设计如表3和表4所示：

表3 徐州煤样实验设计

表4 榆林煤样实验设计

3.3 实验结果

3.3.1 浮选机浮选实验结果

表5 徐州煤样实验结果

煤浆浓度为80g／L时，徐州煤样和榆林煤样实验结果，分别见表5和表6，分析可知：

（1）在实验过程中，当使用EC－9800捕收剂时，在矿浆中能产生大量细小的微泡，且浮选速度快，浮选效果好。

（2）徐州本地煤泥浮选实验结果表明，EC－9800的用量为煤油用量的1／3左右时就能达到相近的灰分，且精煤产率及浮选完善指标都达到或超过使用煤油作为捕收剂时的指标。

（3）榆林煤样是中高硫煤，虽然EC－9800不适用于捕收高硫煤和氧化煤，但是由实验结果可知利用EC－9800作为榆林煤样的捕收剂时，在满足要求灰分的条件下也能达到与煤油相近或略低的指标，但是药剂用量却少很多。

表6 榆林煤样实验结果

3.3.2 浮选柱浮选实验结果

为了进一步验证EC－9800捕收剂对普通煤样（非高硫煤及氧化煤）的捕收效果，再用浮选机探索出的最佳药剂条件做徐州普通煤样的浮选柱实验，其结果见表7。

表7 浮选柱实验结果表

由表7分析可知：

（1）使用徐州煤泥进行浮选柱实验，在与浮选机相同的药剂条件下，两种捕收剂各自进行浮选柱浮选实验所得的浮选完善指标均高于浮选机，而精煤产率在精煤灰分增加不大的前提下却有大幅提高，同时若想得到要求的灰分则可通过降低药量和降低循环泵压力来实现。

（2）在浮选柱上分别使用煤油和EC－9800作为捕收剂时，在精煤灰分相近的情况下，EC－9800作捕收剂时精煤产率和浮选完善指标更高一些。说明在浮选机及浮选柱条件下对普通煤样（非高硫煤及氧化煤）的浮选实验，新型捕收剂的效果均优于煤油这种捕收剂。

4 理论分析

煤泥浮选是一个涉及气、液、固三相的相当复杂的过程，不同变质程度的煤具有不同的可浮性。浮选药剂的作用是通过调节气、液、固三相的界面性质，增加煤与矿物之间的表面性质差异来实现煤与矿物颗粒的分离。

煤泥浮选的前提条件是要提高煤颗粒的疏水性，增大煤颗粒与杂质的表面疏水性差异。烃类油（柴油、煤油等）是一种疏水性物质，它与水互不相溶，在矿浆中不能形成细小的分散相，只能以液滴的形式存在，导致烃类油滴与煤粒发生接触碰撞并附着的概率较小。而且烃类油滴在短时间内还会聚集成大的油滴，较大的油滴被细小煤粒过量吸附，提前浮出造成药剂浪费，同时精煤中泥质的错浮物较多，精煤灰分升高。而粗煤粒在浮选过程因为药剂不足，浮选选择性较差，损失在尾煤中，尾煤灰分较低。

通过表面活性剂的改性作用，使EC－9800能在煤浆中呈现高度分散状态，增大了捕收剂与煤粒表面的接触机会。这样通过捕收剂与煤粒的充分作用可大大提高煤浆中煤粒的疏水性，从而改善煤泥浮选的效果。

5 结论

（1）浮选机和浮选柱实验都证明，EC－9800用药量是普通捕收剂煤油用量的1／3左右时就能达到要求的灰分，且精煤产率及浮选完善指标均与使用煤油时获得的指标相近。

（2）新型捕收剂能产生多而细小的微泡，浮选速度快且效果好。

（3）普通煤样在用浮选机做出的最佳实验结果进行进一步实验时，在同样的药剂条件下进行浮选柱实验时，精煤灰分略有提高，但精煤回收率却大幅上升，可见使用浮选柱时，由于浮选柱本身的优势使用药量更低，且能根据需要调节循环泵压力以便改变灰分产率，当使用浮选柱时在小药剂用量条件下就能达到甚至超过普通捕收剂的浮选效果。

［1］ 王启广等.选煤机械［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2009

［2］ 蔡璋.浮游选煤与选矿［M］.北京：煤炭工业出版社，1991

［3］ 张明，谢扩元，董玉蛟等.预矿化式浮选柱分选炷度较粗泥煤的试验研究［J］.中国煤炭，2011（11）

［4］ 王成师.添加抑制剂的浮选脱硫试验研究［J］.中国煤炭，2007（5）

Experimental research on the application of the high－effcient slime collector－EC－9800

Shi Benxuan，Xie Guangyuan，Zhang Ming，Shao Huaizhi，Zhang Xiufeng
（School of Chemical Engineering，China University of Mining and Technology，Xuzhou，Jiangsu 221008，China）

A new high－efficient collector，EC－9800，was introduced in this paper.The flotation results showed that the collector EC－9800is characteristic of good selectivity，high separation efficiency and reducing reagent dosage.By comparison with kerosene，over 50%of EC－9800 could be saved for the same ash content of the float coal.The high coal productivity by flotation and the low reagent cost could bring considerable economic benefits to a coal preparation plant.

coal slime，flotation，novel collector，EC－9800

TD943.13

A

时本轩（1985－），男，内蒙古通辽人，中国矿业大学矿业工程专业在读硕士研究生，主要从事细粒煤分选的研究。

（责任编辑 梁子荣）