屯兰选煤厂煤泥浮选药剂种类与用量优选试验

赵晓红

(1.太原理工大学，山西 太原 030024；2.山西焦煤西山煤电集团有限公司 屯兰选煤厂，山西 古交 030206)

屯兰选煤厂煤泥浮选药剂种类与用量优选试验

赵晓红1,2

(1.太原理工大学，山西 太原 030024；2.山西焦煤西山煤电集团有限公司 屯兰选煤厂，山西 古交 030206)

针对目前屯兰选煤厂煤泥浮选效率低、成本过高的现状，以该选煤厂煤泥为研究对象，以煤油和ZFC乳化油作为捕收剂，仲辛醇作为起泡剂，进行浮选药剂及其用量选择试验。试验结果表明：在试验条件下，ZFC乳化油作为捕收剂时煤泥浮选效果优于煤油；当ZFC乳化油与仲辛醇的用量分别为1 000、90 g/t时，煤泥浮选效果最好，浮选精煤可燃体回收率为94.35%，浮选完善指标为49.72%。

煤泥；浮选；浮选药剂；药剂用量

煤炭分选是国际上公认最经济有效的洁净煤技术[1]，其实质是通过物理或化学方法降低煤炭产品灰分、硫含量，提高精煤数质量的过程。目前，国内大部分选煤厂采用跳汰或重介作为块煤处理工艺，而细煤泥主要通过浮选工艺处理。浮选能够从煤泥中分选出精煤，分离过程较简单，精煤产率较高，且能满足粒度较细物料的处理要求。随着采煤机械化程度的提高，原煤中粉煤量越来越多，浮选作业的重要性越来越突出[2]。

浮选是一个固、液、气三相共同决定的理化分选过程[3-4]，浮选设备的结构、浮选药剂的种类及其用量、浮选工艺流程等均对煤泥浮选效果有一定影响。目前，国内外选煤厂多采用煤油和轻柴油作为捕收剂[5-6]，在实际使用过程中，这些药剂存在消耗量过大的问题，加之石油资源逐渐减少而其价格有不断攀升的趋势，导致选煤成本日益增加。就目前情况来看，选择适宜的浮选药剂并提高其利用效率，是提高煤泥浮选效果的一种简单、有效、实用的方法。为改善屯兰选煤厂煤泥浮选效果，降低生产成本，在对该选煤厂煤泥性质分析的基础上，以煤油和ZFC乳化油作为捕收剂，以仲辛醇作为起泡剂，进行煤泥捕收剂的优选试验，并对三者的最佳用量进行探索。

1 试验

1.1 设备与试剂

试验设备为XFD型浮选机，容积为1 L，转速为1 800 r/min，入料浓度为100 g/L，充气量为0.25 m3/(m2·min)；辅助设备包括天平、套筛、量筒等。

试验试剂包括捕收剂煤油和ZFC乳化油，起泡剂仲辛醇。煤油密度为0.78 g/cm3，仲辛醇的密度为0.84 g/cm3，ZFC乳化油是由柴油、表面活性剂、水按27∶3∶70的比例混合而成的新型捕收剂。

1.2 试样粒度组成

试样为屯兰选煤厂浮选入料，其粒度组成如表1所示。由表1可知：随着粒级的减小，各粒级灰分逐渐升高，>0.5 mm粒级灰分最低，仅为16.35%；0.25～0.075 mm粒级产率为51.06%，灰分高达17.99%，泥化现象较明显；试样硫含量为0.87%，属于中低硫煤。

表1 试样粒度组成

1.3 评价指标

试验参照GB/T 4757—2013《煤泥实验室单元浮选试验方法》[7]进行，在入浮煤浆浓度为100 g/L的条件下，研究起泡剂、捕收剂种类及其用量对浮选效果的影响。以浮选精煤可燃体回收率[8]和浮选完善指标[9]来评价煤泥的可浮性和浮选完善程度，二者的计算式为：

式中：E为浮选精煤可燃体回收率，%；η为浮选完善指标，%；γj为浮选精煤产率，%；Aj为浮选精煤灰分，%；Ay为计算入料灰分，%。

2 试验结果与分析

2.1 捕收剂及其用量优选试验

在仲辛醇用量为60 g/t时，分别以煤油、ZFC乳化油作为捕收剂，探索各捕收剂不同用量时的煤泥浮选效果，结果如表2、表3所示。

表2 以煤油作为捕收剂时的煤泥浮选效果

由表2可知：随着煤油用量的增大，浮选精煤产率整体上呈增大趋势，其灰分整体上呈减小趋势。当煤油用量小于1 000 g/t时，浮选精煤可燃体回收率、浮选完善指标均较小，不能满足煤泥浮选要求；当煤油用量为1 000 g/t时，浮选精煤可燃体回收率为87.00%，浮选完善指标为39.29%，煤泥浮选效果最好；当煤油用量超过1 000 g/t时，浮选精煤可燃体回收率、浮选完善指标均有所下降。因此，煤油最佳用量以1 000 g/t为宜。

表3 以ZFC乳化油作为捕收剂时的煤泥浮选效果

由表2、表3可知：以ZFC乳化油作为捕收剂时，浮选精煤产率和灰分变化趋势与煤油的类似，但其捕收效果优于煤油。当ZFC乳化油用量为1 000 g/t时，浮选精煤产率比同等用量时的煤油高3.10个百分点，浮选精煤灰分低1.18个百分点，浮选精煤可燃体回收率高达91.63%，浮选完善指标为46.83%。这说明在要求浮选指标相同的情况下，ZFC乳化油的用量更少，有利于节约生产成本和提高企业经济效益。

2.2 仲辛醇最佳用量选择试验

以ZFC乳化油作为捕收剂，在用量为1 000 g/t的条件下，探索仲辛醇不同用量(30、60、90、120 g/t)时的煤泥浮选效果[10]，结果如图1所示。

由图1可知：

(1)随着仲辛醇用量的增加，浮选精煤产率总体上呈上升趋势，而其灰分正好相反。当仲辛醇用量为90 g/t时，浮选精煤产率最大，灰分最小；当仲辛醇用量超过90 g/t时，浮选精煤产率逐渐下降，灰分开始上升。

(2)随着仲辛醇用量的增加，浮选精煤可燃体回收率和浮选完善指标均呈先上升后下降的趋势，且二者的变化趋势大致相同。当仲辛醇用量为90 g/t时，浮选精煤可燃体回收率和浮选完善指标均达到最大值，二者分别为94.35%、49.72%。

综上所述，在试验条件下，当ZFC乳化油用量为1 000 g/t、仲辛醇用量为90 g/t时，该厂煤泥浮选效果最好，浮选精煤可燃体回收率为94.35%，浮选完善指标为49.72%。

图1 仲辛醇不同用量时的煤泥浮选效果

3 结论

对于屯兰选煤厂煤泥，通过浮选药剂种类及其用量优选试验可得到如下结论：

(1)在仲辛醇用量为60 g/t的条件下，以煤油、ZFC乳化油作为捕收剂对煤泥进行浮选时，ZFC乳化油的捕收效果优于煤油，二者的最佳用量均为1 000 g/t。

(2)仲辛醇用量优选试验结果表明：在ZFC乳化油用量为1 000 g/t的条件下，当仲辛醇用量为90 g/t时，煤泥浮选效果最好，浮选精煤可燃体回收率高达94.35%，浮选完善指标为49.72%。

[1] 李昕帆.煤浮选捕收剂的超声乳化研究及其自动化设计[D]. 太原：太原理工大学，2010.

[2] 陈贵锋，唐海香, 王续良，等. 选煤[M]. 北京：化学工业出版社，2011.

[3] 李志红，武彦林，侯鹏辉，等. 高灰难浮煤泥的药剂优化试验研究[J]. 选煤技术，2012(5): 34-36.

[4] 佟顺增，夏灵勇，桂夏辉，等. 高灰难选煤泥分级浮选试验研究[J]. 选煤技术，2011(5): 18-22.

[5] 陈 奎，宋璨奡，曹 曦，等. 废轮胎热解制备煤泥浮选捕收剂的试验研究[J]. 煤炭科学技术，2011, 39(2): 115-118.

[6] 翟 宇，谢维伟，郭美玲，等. 乳化捕收剂在煤泥浮选中的应用研究[J]. 煤炭工程，2009(5): 85-87.

[7] GB/T 4757—2013 煤泥实验室单元浮选试验方法[S].

[8] GB/T 30047—2013 煤粉(泥)可浮性评定方法[S].

[9] MT/T 180—1988 选煤厂浮选工艺效果评定方法[S].

[10] 侯鹏辉.煤泥浮选起泡剂的优化试验[J].洁净煤技术，2012(4): 13-15.

Analysis of category of coal slime flotation agents and optimal dosage in Tunlan coal preparation plant

ZHAO Xiao-hong1,2

(1.Taiyuan University of Technology, Taiyuan, Shanxi 030024, China; 2.Tunlan Coal Preparation Plant, Xishan Coal Electricity Group Co., Ltd., Gujiao, Shanxi 030206, China)

In order to improve efficiency of coal slime flotation, reduce cost in Tunlan coal preparation plant, reagent test and its optimal dosage are investigated by collecting agent kerosene, ZFC emulsified oil, frothing reagent 2-octanol. The results show that coal slime flotation by ZFC emulsified oil is better than by kerosene; and it can be treated best under condition of 1 000 g/t ZFC emulsified oil, 90 g/t 2-octanol, with 94.35% recovery of combustibles of flotation concentrate and 49.72% perfect index of flotation.

coal slime; flotation; flotation reagents; dosage of reagents

1001-3571(2015)05-0021-03

TD943

A

2015-10-12

10.16447/j.cnki.cpt.2015.05.005

赵晓红(1972—)，男，山西省兴县人，工程师，硕士研究生，从事煤炭分选管理工作。

E-mail:cpqwy75421@163.com Tel: 18724593241