不同浮选条件下高灰细泥煤浮选洗煤效果分析

李莉莉

（山西潞安郭庄煤业有限责任公司，山西 长治 046100）

为了获得高品质的煤炭资源，加强对煤炭洗选工艺的管理，提高选煤的质量成为重要的方式[1]。在煤炭洗选过程中，随着重介质旋流器的发展，粗粒煤的浮选技术逐渐成熟，而细粒煤由于煤泥含量较高，含有的矿物量、灰分加大，使得分选的难度增加，造成了浮选的成本增加[2]，并且对于煤炭资源也造成一定的浪费。针对广泛使用的高灰细泥煤的浮选过程，采用实验分析的方式，在不同的浮选条件下对泥煤的浮选效果进行分析，以此改善细泥煤浮选的条件，提高浮选煤的品质。

1浮选试验的准备

针对高灰细煤泥的浮选进行试验分析，主要对浮选过程中的搅拌速度和充气量进行分析，依据不同的搅拌速度和充气量进行浮选试验。试验所用煤样为焦煤产品，经过0.5 mm的筛网筛分后进行混匀缩分制成所用的煤样，试验过程采用XFD1.5型浮选机，额定功率为0.075 kW，额定转速为2 800 r/min。

试验过程中设定浮选矿浆的质量浓度为100 g/L，矿浆温度为15℃，在浮选过程中使用捕收剂时间为120 s，起泡剂的时间为10 s。在进行浮选试验的过程中，设定不同的搅拌速度及充气量对煤样做浮选试验，从得到的试样中分离高灰细泥进行质量和灰分的测量，从而对浮选的效果进行评价[3]。

2 不同条件的浮选效果分析

2.1 不同搅拌速度的浮选效果分析

在浮选过程中，叶轮搅拌速度的不同，影响矿浆的流动强度，从而使得矿粒与气泡接触碰撞的时间不同，从而影响浮选的速度，并对浮选效果产生影响。适当的搅拌速度，可以增加矿粒的悬浮时间，使得矿粒与空气的分布更加均匀，增加矿粒与气泡的接触；同时还可以增加空气的溶解性，有利于低压区活性气泡的析出[4]。设定叶轮的搅拌速度为1 400~2 200 r/min，进行五组不同搅拌速度下的浮选试验，对得到的精煤产品进行分析，其精煤产率、精煤含泥量、精煤灰分的变化如图1、图2所示。

图1 精煤产率、精煤含泥量随搅拌速度的变化曲线

图2 精煤灰分、精煤含泥量随搅拌速度的变化曲线

从图1、图2中可以看出，在搅拌速度变化的过程中，随着速度的增加，精煤的含泥量首先有所降低，然后迅速升高到较高位置，转速为1 800 r/min时的含泥量最少。此后的含泥量不断上升，精煤产率的增加速度逐渐减小，精煤灰分也逐渐升高，此时精煤的含泥量对灰分含量起到了主导作用。这说明在进行浮选的过程中，搅拌速度较高或者较低时不利于浮选过程的进行，这是由于在搅拌速度过低时，矿粒不能进行有效的悬浮造成沉淀，降低浮选的回收率，浮选过程中的气泡数量少，精煤产率降低；在搅拌速度过高时，矿浆受到剧烈的搅拌作用，所形成的泡沫层受到较大冲击，不能保持稳定性，且气泡在矿浆中的分布不均匀，容易造成物料颗粒的二次破碎，不利于浮选过程[5]。同时，过高的搅拌速度对于电能的消耗较大，不利于生产过程的成本控制。对高灰细泥煤的浮选，搅拌速度的不同不会降低高灰细泥的影响，对不同的煤泥应选择合适的搅拌速度，尽可能地降低高灰细泥的影响。

2.2 不同充气量的浮选效果分析

在进行煤炭的浮选过程中，充气量的不同，直接影响矿浆内的空气数量，对气泡的产生过程、泥煤的浮选速度及药剂的使用具有直接的关系。设定高灰细泥煤浮选过程中的充气量为0.10~0.45 m3/h，在不同的充气量下进行煤样浮选试验，对试验后所得的精煤产品进行分析，得到其精煤产率、精煤含泥量、精煤灰分的变化如图3、图4所示。

图3 精煤产率、精煤含泥量随充气量的变化曲线

图4 精煤灰分、精煤含泥量随充气量的变化曲线

从图3、图4中可以看出，在充气量变化的过程中，随着充气量的增加，精煤的含泥量随之增加，在充气量较大时，精煤含泥量有所降低，但降低的幅度不大；在充气量增加的过程中，精煤灰分有所下降，然后呈现上升趋势，充气量的大小对浮选过程中精煤灰分的影响较大。在精煤灰分的含量较低时，其精煤含泥量并不是最低，且此时的精煤产率也不是最高值，这是由于在充气量变化的过程中，造成矿浆内能够有效捕收的精煤的成分是不同的。在充气量较大时，精煤的细泥含量减小，但随之精煤的灰分同样快速上升，而精煤产率却有所降低，这是由于在充气量较大时产生的气泡不稳定造成的，煤样颗粒之间的碰撞过程相对剧烈造成煤样颗粒的脱落，使得精煤的损失严重[6]。因此，在进行浮选的过程中，充气量的选择必须依据煤炭的性质进行合理选择。

3 结语

煤炭在使用燃烧的过程中，会产生一定的污染，不利于生态环境的保护及可持续发展。为了提高煤炭的品质，减少污染物的排放，利用浮选过程改善原煤品质成为重要手段。细粒煤泥由于含有的矿物量、灰分较大，造成浮选困难，难以得到高品质的精煤。针对高灰细泥煤的浮选过程，通过对不同的搅拌速度及充气量进行浮选试验，以此选择适当的浮选条件，改善高灰细泥煤的浮选效果。试验结果表明，在搅拌速度增加时，精煤中的细泥含量先降低后增加，充气量的影响则与之相反，含泥量先增加后下降。由于煤炭的浮选效果受到诸多因素的共同作用，在进行分选煤时，应依据煤炭的性质，选择合适的工艺参数，从而得到高品质的精煤产品，提高煤炭的利用率。