亿成选煤厂浮选尾煤可浮性研究

2022-11-02卢智强

煤炭加工与综合利用 2022年8期

卢智强

(1.中煤科工集团唐山研究院有限公司；2.唐山国选精煤有限责任公司，河北唐山 063012)

1 概述

我国煤炭资源丰富，煤炭种类较多，经济社会发展对煤炭的需求量较大。然而，我国现阶段经济发展进入新时期，建设资源节约型、科学发展型社会的目标日趋强烈，对煤炭综合利用的改革也提出了新要求[1-4]。因此，提高原煤洗选加工的相关技术成为了重点研究内容[5-6]，煤泥的浮选也成为热点话题[7-11]。

笔者以亿成选煤厂浮选尾矿作为试验样品，通过对浮选尾煤的特性分析，并对其粒度组成、密度组成进行深入分析，探讨了该厂浮选尾煤的可浮性，以指导现场生产。

2 煤样来源与性质分析

选取3组主焦煤的浮选尾煤，此3组浮选尾煤均来自亿成选煤厂，对3组浮选尾煤进行矿物分析、化学分析。

2.1 矿物分析

实验采用AXS公司的D8型X射线衍射仪，设置条件为靶型Cu靶、电压40 kV、电流40 mA、起始角4°、终止角65°、扫描速度0.5 s/步、步长0.02°。确定了3组浮选尾煤中的非煤矿物主要有石英、高岭石、方解石等，而高岭石属于黏土类矿物，在浮选过程中极易泥化，影响浮选效果。

2.2 化学成分分析

选取3组浮选尾煤，进行化学成分分析，将煤样在120 ℃条件下烘干1 h，烘干后制成煤样，在800 ℃条件下进行煅烧，对煅烧后产品进行测试。测试结果可知，浮选尾煤泥的主要成分为SiO2和Al2O3，结合矿物组成分析可知，脉石矿物含量比较高，浮选过程中会产生泥化现象，影响煤泥浮选效果。

3 煤泥可浮性分析

3.1 粒度组成分析

将3组浮选尾煤通过湿筛的方法进行筛分试验，分别取样500 g，并命名为1号、2号、3号浮选尾煤，试验按照GB/T 477-2008《煤炭筛分试验方法》采用 0.50 mm、0.25 mm、0.125 mm、0.074 mm及0.045 mm标准套筛进行粒度分析，筛分结果见表1、表2、表3。

表1 1号浮选尾煤筛分试验结果

通过对表1分析可知，粒级小于0.045 mm为1号浮选尾煤的主导粒级，产率为59.59%，灰分为54.14%，灰分相比较上一个粒级高出15.01个百分点，相比较平均灰分高出5.18个百分点，泥化现象比较严重，将会严重影响浮选效果，降低精煤质量，不宜再次浮选，若想提高浮选效果，后续应考虑浮选尾煤预先脱泥；大于0.50 mm和0.50～0.25 mm 2个粒级产率分别为2.03%、12.89%，共计14.92%，综合灰分41.27%，可见该粒级煤泥没有得到充分解离，使得灰分较高，该粒级也不宜再次浮选，若想提高浮选效果，应考虑先磨再浮；0.045～0.074 mm粒级灰分较低，为39.13%，但产率仅为7.02%，0.25～0.074 mm粒级综合灰分较高，为42.18%，产率为18.47%，这几部分粒级再次浮选出合格的精煤有一定难度。

表2 2号浮选尾煤筛分试验结果

通过对表2分析可知，2号浮选尾煤主导粒级仍为小于0.045 mm，产率为53.39%，灰分为54.56%，灰分相比较上一个粒级高出16.51个百分点，相比较平均灰分高出5.01个百分点，可见2号浮选尾煤泥化现象也比较严重，不宜再次浮选，若想提高浮选效果，应考虑后续浮选尾煤预先脱泥；大于0.50 mm和0.50～0.25 mm 2个粒级产率分别为3.12%、14.33%，共计17.45%，综合灰分47.80%，灰分较高，不宜再次浮选，若想提高浮选效果，应考虑先磨再浮；0.125～0.25 mm粒级灰分为45.77，灰分比较高；0.074～0.125 mm和0.045～0.074 mm 2个粒级灰分较低，分别为39.99%和38.05，但产率和仅为18.85%，再次浮选出合格的精煤有一定的难度。

表3 3号浮选尾煤筛分试验结果

通过对表3分析可知，3号浮选尾煤综合灰分为34.11%，相比较其他两种尾煤灰分比较低，且3号浮选尾煤的产率与灰分有一定的特点。0.50～0.045 mm粒度级的产率共计17.48%，综合灰分为19.90%，灰分比较低，但小于0.045 mm粒级的产率较高，为82.52%，灰分为37.12%。结合数据，可见细粒级的煤泥较多，且灰分也比较低，与上述的2种浮选尾煤有一定的不同。

3.2 密度分析

以《中华人民共和国煤炭行业标准煤浮沉试验方法》(GB/T478-2008)作为依据，对亿成3种浮选尾煤进行浮沉试验，分别取煤样500 g，选用CCl4、C6H6、CHBr3配置重液，设定高速离心机转速为3 000 r/min，试验结果见表4、表5、表6。

表4 1号浮尾浮沉试验结果

通过对表4分析可知，1号浮选尾煤的主导密度级为大于1.8 g/cm3，该密度级产率为45.47%，灰分为62.95%，相比较平均灰分高出13.98个百分点，这部分主要是高灰细泥，且煤泥夹杂了粗粒煤矸石；小于1.6 g/cm3密度级累计产率为9.46%，综合灰分为18.16%，该密度级煤泥产率较低，综合灰分较高，灰分低于11.5%的煤泥产率仅有0.96%，可见仅靠单独浮选工艺很难选出合格的低灰精煤；当密度级逐渐升高时，煤泥产率及灰分也随之升高，且当密度级增至1.6 g/cm3时，累计产率及灰分增速达到最大值，说明该部分煤泥需要进一步解离，才能达到浮选目标。

表5 2号浮尾浮沉试验结果

通过对表5分析可知，2号浮选尾煤密度组成与1号浮选尾煤的密度组成较为相似，该浮选尾煤的主导密度级也为大于1.8 g/cm3，该密度级产率为42.79%，灰分为61.42%，相比较平均灰分高出11.84个百分点；小于1.6 g/cm3密度级累计产率为9.89%，综合灰分为18.96%，该密度级煤泥产率较少，综合灰分较高，灰分低于11.5%的煤泥产率仅有1.21%，且当密度级增至1.6 g/cm3时，产率和灰分达到最高增速级。

表6 3号浮尾浮沉试验结果

通过对表6分析可知，3号浮选尾煤与前2种尾煤密度组成有些差异，虽然3号煤主导密度级仍为大于1.8 g/cm3，但产率仅为25.83%，灰分为55.14%，相比较平均灰分高出21.04个百分点，小于1.6 g/cm3密度级产率相比其他2种浮选尾煤较高，产率为32.89%，综合灰分为17.59%，灰分小于11.5%的煤泥产率较高，达到9.58%左右，且当密度级增至1.6 g/cm3时，产率和灰分达到最高增速级。

显而易见，3号浮选尾煤中的煤与矸石解离情况优于1号、2号浮选尾煤，这使得3号浮选尾煤直接通过浮选出合格的精煤增加了可能性，但结合前文的粒度分析可知，3号浮选尾煤粒度较细，需要其他分选设备辅助分选。