西曲选煤厂中煤破碎再选试验研究

龚 豪 王永田 刘永华

（中国矿业大学化工学院，江苏省徐州市，221116）

西曲选煤厂中煤破碎再选试验研究

龚 豪 王永田 刘永华

（中国矿业大学化工学院，江苏省徐州市，221116）

对山西某选煤厂重介中煤再洗选进行研究，考察了将中煤分别破碎至6mm和3mm筛分分级后，粗粒级采用TBS分选机分选，细粒级采用浮选处理的两种解离粒度的优劣情况，再次论证了中煤再选的可行性，分析了中煤再选的解离效益。

中煤再选 浮沉试验 解离效益

中煤是煤炭洗选加工过程中产生的副产品，是各种选煤工艺富集回收了精煤和排出矸石、尾煤以后的中间产品，其基本特点相对于原煤来说矿物质和硫含量均较高，而且热值较低，因此我国炼焦煤选煤厂的中煤产品基本上作为燃料使用。随着我国煤炭管理体制的改革和国家对煤炭行业的规范，基本杜绝了中煤废弃的现象，但是炼焦煤选煤厂的中煤仍然主要作为动力煤来使用。由于中煤中还含有一定数量的低灰组分，可以通过破碎及磨矿过程中解离释放出部分低灰组分，这一部分低灰组分可以视为原煤使用，增加了选煤厂的总精煤产率，这是优质稀缺中煤的一个合理使用途径，减少了因炼焦煤选煤厂的中煤作为动力煤使用和随意废弃而产生的浪费。

1 中煤再选现状

针对中煤再选的研究，国内众多的专家做了大量的试验，中煤再选研究主要体现在以下两个方面。

1.1 基于解离分选的中煤再选工艺试验研究

中国矿业大学 （北京）采取疏水絮凝——浮选工艺从主焦中煤中回收低灰精煤，利用Jm系列搅拌磨机对中煤进行磨碎。试验表明，对灰分高达57.78%的主焦中煤，仍可获得11.32%的精煤，且其产率高达38.31%。采用螺旋分选机分选，对桃山选煤厂主洗中煤进行再选，可得产率为50.89%、灰分为10.67%的合格精煤产品。

1.2 基于提高分选精度的跳汰中煤再选工艺

太西选煤厂跳汰分选精度低，通过有压给料三产品重介旋流器分选工艺对中煤再选系统进行了技术改造，提高了精煤产率。淮北矿业集团芦岭煤矿选煤厂通过实施中煤再选工艺，解决了跳汰机正常分选时二段透筛量大、精煤损失较高的问题。峻德选煤厂通过增设中煤再选工艺，解决了跳汰精煤和矸石产品指标不易兼顾而导致的矸石中跑煤或精煤灰分超标的现象，大大减少了洗中块的损失。双鸭山矿业集团公司城山煤矿选煤厂、孙庄选煤厂和车集选煤厂等也利用重介旋流器对跳汰中煤进行再选，都取得了很好的效果。

目前，国内选煤厂主要侧重于提高分选精度的中煤再选，通过增加分选设备对中煤进一步分选，以期提高精煤产率。这样虽然具有工艺流程简单和可行性高的优点，但是中煤中未充分解离的部分，仍不能得到有效的回收，同样致使大量优质稀缺煤最终进入中煤作为动力煤使用。而对于中煤进行深度破碎，虽然工艺流程复杂，增加了成本，但能使中煤得到有效的破碎解离，最大限度地提高精煤产率。

2 分选试验研究

2.1 中煤物料组成分析

本实验采用山西西曲选煤厂的重介中煤作为实验用煤，原样筛分资料见表1。

表1 中煤原样筛分表

如表1所示，中煤煤泥含量很少，仅为0.8%，说明振动筛脱泥效果较好。粗粒级含量大且各粒级灰分随着粒级的降低呈降低趋势，50～13mm粒级的灰分高达36.59%，3～0.5mm粒级的灰分为27.27%，煤泥的灰分仅有24.82%。

根据筛分资料，对中煤原样做了大小浮沉试验，试验结果如表2所示。由表2可得50～0.5mm和0.5～0mm浮沉可选性曲线，见图1和图2。如图1所示，在精煤灰分要求为10.50%的情况下，50～0.5mm级的精煤理论产率为9.64%。

表2 中煤原样浮沉综合表

如图2所示，0.5～0mm级的精煤理论产率为66.99%，根据各粒级筛分产率进行计算后，全级精煤理论产率为10.10%，这是正常的中煤夹带精煤现象，无再分选必要。因此基于分选精度不够再进行分选是不可取的，需要对中煤产品进行破碎解离，再进行分选。

通过对中煤解离后的可行性探索实验，随着破碎解离深度的增加，精煤理论产率呈增加趋势，为了解中煤破碎后的实际分选情况，分别对破碎上限为6mm和3mm粒级进行筛分，本文主要针对于上述两种破碎级小于1mm的细颗粒进行分选试验研究。

2.2 分选方法

将大于1mm颗粒采用重介质旋流器分选，是目前成熟有效的方法，本次实验针对破碎后小于1mm的颗粒进行分选试验。其中粗颗粒目前较为成熟的分选手段是TBS干扰床分选方法，细颗粒可行的是浮选法。根据实验室条件，粗粒级利用直径为100mm的TBS干扰床进行初步试验研究，由于TBS干扰床对粒度上下限比为4的物料的分选效果最好，因此试验中的煤样粒度选定为1～0.25mm，细粒级0.25～0mm利用分步释放方法进行分选。

试验前需要首先对破碎到6mm和3mm的煤样进行进一步的筛分，利用筛孔直径为0.25mm和1mm的细筛进行进一步的筛分试验，筛分出1～0.25mm粒级的物料，进行TBS分选试验，试验结果如表3所示。破碎上限为6mm和破碎上限为3mm的1～0.5mm粒级的产率分别为23.94%和28.22%，此部分需要进行粗粒级的TBS干扰床分选；0.25～0mm粒级的产率分别为10.90%和26.35%，此粒级需要分步释放浮选试验进行初步浮选试验。

2.2.1 TBS干扰床分选试验

TBS干扰床分选机是近年来受到普遍关注并且获得了广泛应用的粗煤泥分选设备。目前已经用于国内不同的动力煤和炼焦煤选煤厂中。在回收粗煤泥的工艺中，TBS干扰床分选机表现出较大的优势，以低成本高效率成为目前分选粗煤泥的最佳解决方案。本实验分别对破碎上限为6mm和3mm的1～0.25mm粗粒级进行TBS分选试验，试验结果如表4所示。通过对二者不同上升水流流速和底流压力的试验，确定了二者的上升水流流速和底流压力。且二者的灰分、产率分别为9.92%、25.88%和10.86%、28.76%。

表3 破碎上限分别为6mm和3mm粒度分析表

表4 TBS分选试验结果数据表

表5 细粒煤分步释放浮选试验数据表

2.2.2 分步释放浮选试验

分步释放浮选试验是一次粗选多次精选的试验，经多次分选得到不同灰分的产品，试验结果如表5所示。经过多次分选后，当破碎上限为6mm时小于0.25mm组分的浮选精煤灰分为8.53%时，精煤累计产率达到26.92%；当破碎上限为3mm时小于0.25mm组分的浮选精煤灰分为8.99%时，精煤累计产率达到19.55%；从图3中可以看出，当精煤灰分为10.50%时，其精煤产率约为32%。从图4可以看出，当精煤灰分为10.50%时，其精煤产率约为27%。

3 解离效果分析

3.1 破碎级6mm的解离分析

通过初步的TBS分选试验和分步释放浮选试验，在精煤灰分要求为10.50%的条件下，精煤累计产率可达到9.68%。西曲选煤厂中煤产率约为25%，可提高全厂精煤产率2.42%。

3.2 破碎级3mm的解离分析

通过初步的TBS分选试验和分步释放浮选试验，在精煤灰分要求为10.50%的条件下，精煤累计产率可达到15.23%。西曲选煤厂中煤产率约为25.00%，可提高全厂精煤产率3.81%。相对破碎上限6mm有明显的提高，约提高1.39%。

4 结论

通过对西曲选煤厂中煤产品进行筛分浮沉试验后发现，中煤煤泥含量极小，且当要求精煤灰分为10.50%时全级精煤理论产率为10.10%，不能直接进行中煤再选，需要进行破磨解离后才能进行中煤再选。

中煤再选是强化分选过程，是提高精煤产率的途径之一。采用破碎后产品的粗粒级入TBS分选，细粒级采用浮选处理，且破碎至3mm比破碎至6mm的精煤产率上提高了约1.39%。从理论上来说，具有较好的经济效益，为资源的合理有效利用以及对环境的保护都起到了积极有效的作用。

［1］ 张相国，沈笑君，史春华 .中煤再选的必要性和可行性 ［J］.中国煤炭，2007（3）

［2］ 傅晓恒，王祖讷 .疏水絮凝－浮选法分选主焦中煤的研究 ［J］.中国矿业大学学报，1996（3）

［3］ 吴金保，李成刚，张迁 .太西选煤厂再选系统的探讨 ［J］.选煤技术，2001 （6）

［4］ 曾德东，张喜红，齐剑秋 .增设中煤再洗工艺的实践与效果 ［J］.煤炭技术，2003（8）

［5］ 吕玉庭，王井泉，孟令文 .峻德选煤厂增设中煤再选系统浅析 ［J］.选煤技术，2003（8）

［6］ 董陈刚，付学军 .实施中煤再洗工艺增加精煤产率［J］.煤质技术，2006 （9）

The research on re-preparation ofmiddlings in Xiqu coal preparation plant

Gong Hao,Wang Yongtian,Liu Yonghua
(School of Chemical Engineering and Technology,China University ofminingand Technology,XuZhou,Jiangsu 221116,China)

To use scarce coal resources effectively,a study was conducted of the rewash ofthe heavymedium coal from a coal preparation plant in Shanxi province.Themiddlings werecrushed to classification of 6mm and 3mm,and then the coarsemiddlings were processed by TBS,fine particle uses the staged release flotation.The paper proves the feasibility of the re-preparationof themiddlings and analyzes the dissociation.

re-preparation of themiddlings,float and sink test,dissociation

T D 941.2

A

龚豪 （1988－），男，安徽六安人，硕士研究生，主要从事选矿工程研究。

（责任编辑 王雅琴）