国能蒙西棋盘井洗煤厂细煤泥分选技术诊断

文/温 磊 袁治国 徐荣斌

国能蒙西棋盘井选煤厂设计入洗原煤量为500万t/a，采用无压三产品重介质旋流器进行双系统分选，入洗原煤量约为950t/h。选煤厂设计时原煤中矸石量和煤泥量都较低，+1.8g/cm3密度级产率为25.93%，-0.5mm粒级含量为15.15%。近年来，随着入洗原煤煤质逐渐变差，原煤中矸石量和煤泥量都大幅增加，+1.8g/cm3密度级含量一般大于50%，-0.5mm粒级含量一般大于25%，入选原煤量也逐渐加大，预期要达到1100t/h。原生产工艺系统主要分选设备已不能适应逐年变差的煤质以及逐渐增加的原煤处理量。因此，根据国家能源集团《选煤方法及选煤工艺适应性研究》要求，针对细煤泥分选系统进行技术诊断，找出造成浮选精煤综合效率低的原因，并提出可行性对策，对于提升棋盘井选煤厂综合效率具有重要意义。

一、浮选机单机检查

1.一浮浮选机单机检查

针对国能蒙西棋盘井洗煤厂一浮浮选入料进行流量和浓度测定，测得407、408、409三台一浮浮选机总流量为2100m3/h，入浮浓度为62g/L，由此可知一浮入浮煤泥量为130t/h。

（1）筛分结果分析。

①浮选入料中+0.25mm粒级占本级产率为13.93%，说明浮选入料存在一定的跑粗现象。

②浮选入料中主导粒级为-0.045mm，占本级产率46.62%，灰分为27.31%。各粒级灰分随粒度减小逐渐升高，说明矸石存在一定的泥化现象，在浮选过程中会污染浮选精煤。

（2）煤泥小浮沉试验分析。现场一浮浮选入料进行煤泥小浮沉试验，小浮沉结果显示，该煤泥灰分随密度增加而升高，主导密度级为1.4～1.5g/cm3，产率为34.57%，灰分为17.49%，煤泥综合灰分为18.89%。

（3）现场浮选效果分析。按照GB/T477-2008《煤炭筛分试验方法》，对现场所采一浮浮选入料、一浮浮选精煤以及一浮浮选尾煤进行小筛分试验，并采用灰分平衡法计算浮选精煤、尾煤产率，浮选机入料、精煤及尾煤数量及质量，可知以下结果。

①一段浮选精煤产率为34.03%，灰分为11.95%，不满足精煤产品质量要求，-0.045mm粒级灰分为13.91%，分选效果较差，且其占本级产率50.97%，是造成浮选精煤灰分超标的主要原因。浮选尾煤产率为65.97%，灰分为23.85%；其中+0.25mm粒级含量为17.01%（浮选入料中只占13.93%），该粒级灰分为10.80%，由此可见，一段浮选尾煤中低灰粗颗粒“跑粗”严重，致使一段尾煤灰分只有23.85%。

②根据MT/T180-1988《选煤厂浮选工艺效果评定方法》，计算浮选精煤数量指数为38.69%，计算浮选完善指标为16.82%。

由此看出，现场一段浮选机分选效果较差，其浮选精煤数量指数与完善指标均太低，造成一浮尾煤大量跑煤。

2.二浮浮选机单机检查

（1）小筛分试验，小浮沉试验分析。按照GB/T477-2008《煤炭筛分试验方法》和GB/T478-2008《煤炭浮沉试验方法》，对现场二浮浮选入料进行小筛分试验、小浮沉试验，据结果可知，二浮入料中仍有大量低灰精煤，其中-1.40g/cm3密度级（灰分为7.55%）占28.29%；灰分小于10.5%的精煤大概占40%以上，二浮入料综合灰分只有25.10%，进一步验证了一浮浮选机尾煤跑煤严重。

（2）现场浮选效果分析。按照GB/T477-2008《煤炭筛分试验方法》对现场所采二浮浮选入料、二浮浮选精煤以及二浮浮选尾煤进行小筛分试验，并采用灰分平衡法计算浮选精煤、尾煤产率，浮选机入料、精煤及尾煤数量及质量，可知以下结果。

①二浮精煤中各粒级灰分均不合格（最低粒级灰分为11.15%），与二浮入料相比，各粒级基本均未得到有效分选。

②浮选尾煤产率为65.99%，灰分为35.22%，说明有较多的低灰煤泥未得到回收，流失到了浮选尾矿中（其中+0.25mm粒级占15.81%，该粒级灰分为19.34%）。

③根据MT/T180-1988《选煤厂浮选工艺效果评定方法》，计算浮选精煤数量指数为42.62%；计算浮选完善指标为14.42%。

由此看出，将一浮浮选机尾煤进行二次浮选，根本不能胜任分选出合格浮选精煤的任务，且效率很低。

洗煤水处理工艺

二、浮选入料实验室浮选实验

1.一浮浮选入料实验室浮选实验

煤泥浮选实验分为煤泥浮选机浮选实验和煤泥浮选柱浮选实验。煤泥浮选机浮选试验研究的试验条件如下：选取现场一浮浮选入料煤样，以煤油为捕收剂，仲辛醇作为起泡剂，矿浆浓度60g/L，浮选槽容积1.5L，叶轮转速1900r/min，充气量0.25m3/h，矿浆预搅拌时间3min，与捕收剂接触时间2min，与起泡剂接触时间30s，刮泡时间3min。

（1）一浮浮选入料实验室药剂浮选实验（仲辛醇做起泡剂）。由实验结果可知，当选用煤油作捕收剂，仲辛醇作起泡剂时，随着药剂用量增加，精煤产率逐渐升高，精煤灰分先降低后升高，但始终高于10.50%。在捕收剂煤油用量为150g/t，起泡剂仲辛醇用量为38g/t时，精煤灰分最低（10.79%），此时精煤产率为38.12%，尾煤灰分为23.85%。

（2）一浮浮选入料实验室药剂浮选试验（Lc410作起泡剂）。由实验结果可知，当选用煤油作捕收剂，Lc410作起泡剂时，随着药剂用量增加，精煤产率逐渐升高，精煤灰分先降低后升高，但始终高于11%。在捕收剂煤油用量为250g/t，起泡剂Lc410用量为63g/t时，精煤灰分最低（11.23%），此时精煤产率为32.50%，尾煤灰分为22.63%。

（3）一浮浮选入料实验室药剂浮选试验（H611作起泡剂）。由实验结果可知，当选用煤油作捕收剂，H611作起泡剂时，随着药剂用量增加，精煤产率逐渐升高，精煤灰分先降低后升高，但始终高于11%。在捕收剂煤油用量为250g/t，起泡剂H611用量为63g/t时，精煤灰分最低（11.22%），此时精煤产率为61.70%，尾煤灰分为31.10%。

（4）一浮浮选入料实验室药剂浮选试验（EKOFOL440复合药剂）。由实验结果可知，相比于使用捕收剂煤油，起泡剂仲辛醇、Lc410和H611，使用EKOFOL440复合药剂时，可以在较低的药剂用量下，取得较高的精煤产率和较低的精煤灰分，且在精煤灰分相当的情况下，精煤产率和尾煤灰分更高，说明EKOFOL440复合药剂具有较强的捕收性能，且浮选速度快，药剂消耗较低，对煤泥具有更强的适应性。

2.二浮浮选入料实验室浮选实验

对现场二浮浮选入料进行浮选机单元浮选试验，浮选试验条件如下：以煤油作捕收剂，仲辛醇作起泡剂，矿浆浓度60g/L，浮选槽容积1.5L，叶轮转速1900r/min，充气量0.25m3/h，矿浆预搅拌时间3min，与捕收剂接触时间2min，与起泡剂接触时间30s，刮泡时间3min。实验结果如表1所示。

表1 二浮浮选入料实验室药剂浮选实验结果

由二浮浮选入料实验室药剂浮选实验结果可知，当选用煤油作捕获剂、仲辛醇作起泡剂时，随着药剂用量增加，精煤产率逐渐升高，精煤灰分先降低后升高，但始终高于14.00%。在捕收剂煤油用量为150g/t，起泡剂仲辛醇用量为500g/t时，精煤灰分最低（14.19%），此时精煤产率为76.49%，尾煤灰分为59.68%。

三、小结

通过对细煤泥分选的技术检查，得到以下主要结果。

（1）现场一段浮选精煤灰分为11.95%，尾煤灰分为23.85%；二段浮选精煤灰分为14.43%，尾煤灰分为35.22%。整体浮选效果较差。两段浮选精煤数量指数与完善指标均较低；浮选精煤灰分高，高灰细泥夹带严重；浮选尾矿“跑粗（煤）”严重，浮选尾煤灰分低，精煤损失大；造成浮选精煤综合产率低，严重影响矿井综合经济效益。

（2）一浮浮选入料的实验室浮选结果表明，一浮浮选入料的可浮性为易浮。采用浮选机对一浮浮选入料在不同种类和用量的浮选药剂条件下进行分选时，浮选精煤灰分基本都在11%以上，难以获得满足灰分要求（10.5%）的合格精煤，且此时尾煤灰分基本不超过40%，与目前生产现场的实际情况基本吻合。

（3）通过对不同药剂种类的对比研究可以发现，相比于使用捕收剂煤油、起泡剂仲辛醇、Lc410和H611，使用EKOFOL440复合药剂时，可以在较低的药剂用量下，取得较高的精煤产率和较低的精煤灰分，且在精煤灰分相当的情况下，精煤产率和尾煤灰分更高，说明EKOFOL440复合药剂具有较强的捕收性能，且浮选速度快，药剂消耗较低，对棋盘井洗煤厂的煤泥具有更强的适应性。

（4）二浮浮选入料的实验室浮选结果表明，二浮浮选入料的可浮性为中等可浮。采用浮选机对二浮浮选入料在不同药剂用量下进行分选时，浮选精煤灰分均在14%以上，远高于精煤灰分要求。而采用浮选柱分选时，可以得到灰分低于10%的合格精煤，精煤产率在35%左右，尾煤灰分在40%左右。

综上所述，建议对现有浮选及浮精脱水系统整体进行针对性技术改造，以确保在今后的实际生产过程中浮选精煤灰分在11.0%以内，尾煤灰分在60%以上，从而使浮选精煤综合产率有大幅度提升。