降低云南富源煙煤鹽分浮選工藝研究

降低云南富源煙煤鹽分浮選工藝研究

中國是一個(gè)重要的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國。煤炭在一次能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中所占比例較大。此外，在煤炭使用過程中，經(jīng)常存在使用效率低、污染嚴(yán)重的問題，這與煤炭中含有大量鉀資源的擔(dān)憂密切相關(guān)。選煤廠是對(duì)煤炭進(jìn)行分選,除去原煤中的礦物雜質(zhì),把原煤分成不同規(guī)格產(chǎn)品的加工廠。選煤廠能提高煤炭質(zhì)量,增加煤炭附加值,實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益最大化,在優(yōu)化煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中起到重要的作用浮選是細(xì)粒煤分選中應(yīng)用最為廣泛、效果最好的一種選煤方法,只需要在粒度合適的范圍內(nèi)通過合理調(diào)整浮選藥劑制度便可獲得良好的分選效果1測(cè)試1.1葉輪直徑、轉(zhuǎn)速及設(shè)置(1)試驗(yàn)儀器。試驗(yàn)采用的浮選設(shè)備為XFD系列單槽式浮選機(jī),容積為1.5L,葉輪直徑為60mm,葉輪轉(zhuǎn)速為1920r/min。其他試驗(yàn)儀器有筒形球磨機(jī)、真空過濾器、烘箱、電子天平、標(biāo)準(zhǔn)篩、秒表、瓷盆等。(2)試驗(yàn)藥品有松醇油、柴油、水玻璃(模數(shù)為2～3)。1.2煤泥的粒度-灰質(zhì)分析試驗(yàn)煤樣已經(jīng)由廠家進(jìn)行過處理,顆粒較細(xì),其煤質(zhì)分析結(jié)果見表1。從表1可知,煤樣固定碳含量為53.99%,揮發(fā)分>30%,發(fā)熱量為27.86MJ/kg。因此,該煤樣是典型的煙煤。由于煤樣已經(jīng)經(jīng)過洗選,其灰分在13%以下,可通過浮選工藝分選使固定碳含量升高,同時(shí)將灰分降至3.5%左右。為有效地探索試驗(yàn)所用煤泥的粒度-灰分性質(zhì)從表2可知,該煤樣主導(dǎo)粒級(jí)為0.075～0.045mm,占31.43%。各粒級(jí)灰分隨粒級(jí)的減小基本上呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。由于粒度較小的煤所占的比例較大,為提高精煤的產(chǎn)率,并降低灰分含量,因此所選藥劑需要具有良好的選擇性和捕收能力。1.3試驗(yàn)工藝浮選試驗(yàn)工藝原則流程如圖1所示。浮選試驗(yàn)采用一粗一精流程,以減少試驗(yàn)操作步驟,在找到最佳條件后再對(duì)浮選工藝進(jìn)行調(diào)整。2藥劑分散、均壓封閉刮板刮泡試驗(yàn)前先將煤樣與一定量的水混合,裝入球磨機(jī)濕磨至一定粒度后將磨好的煤漿裝入浮選槽,并使煤漿液面調(diào)至第二標(biāo)線。試驗(yàn)開始時(shí),先關(guān)閉充氣閥,攪拌2min,用注射器點(diǎn)滴法添加一定量配比的捕收劑和起泡劑,再攪拌1min,轉(zhuǎn)速為1920r/min。待藥劑充分分散后,開啟充氣閥和刮板,刮泡時(shí)始終保持刮板浸入液面下一定距離,即液面應(yīng)保持在浮選槽第二道標(biāo)線,以便在刮泡時(shí)不將尾礦刮出,刮泡至浮選槽液面氣泡零散,且顏色由黑變?yōu)闇\棕黃時(shí)為止。此時(shí),關(guān)閉氣閥,取樣、過濾、烘干、檢測(cè)。2.1煤漿濃度的影響煤中的成灰物質(zhì)主要是由以微細(xì)粒形態(tài)鑲嵌于有機(jī)體中的黏土礦物組成的為提高浮選效果,在獲得低灰分煤的同時(shí)提高精煤產(chǎn)率,試驗(yàn)前先將煤樣磨至<0.075mm,以便使煤樣內(nèi)部的有機(jī)體和無機(jī)礦物充分解離試驗(yàn)條件為:煤漿濃度為90g/L;充氣量為0.25m由表3可知,隨著<0.075mm粒級(jí)含量的增加,精煤產(chǎn)率增大,灰分逐漸降低。但當(dāng)<0.075mm粒級(jí)含量達(dá)100%時(shí),精煤產(chǎn)率增幅不大,灰分反而增加?？赡茉蚴敲旱牧６容^大時(shí),煤粒中的有機(jī)體未能與無機(jī)礦物充分解離,在分選過程中,其內(nèi)部夾雜的礦物質(zhì)會(huì)增加精煤灰分2.2粒級(jí)煙煤含量煤漿濃度即單位體積的水溶液中所含煤干基的質(zhì)量,煤漿濃度對(duì)充氣量、浮選時(shí)間、藥劑的容積濃度、煤顆粒粒度及浮游性等都有影響試驗(yàn)條件為:<0.075mm粒級(jí)煙煤含量為80%;充氣量為0.25m由表4可知,隨著煤漿濃度的增加,精煤的產(chǎn)率和灰分均在增加。當(dāng)煤漿濃度達(dá)到120g/L后,精煤產(chǎn)率增加幅度較小,而精煤灰分增加幅度較大;而當(dāng)煤漿濃度達(dá)到140g/L后,精煤的產(chǎn)率不增反減。煤漿濃度高,煤泥的處理能力大,可使能耗降低;但是煤漿濃度太高,會(huì)降低分選效果,對(duì)提高精煤質(zhì)量不利。若煤漿濃度過低,煤泥處理能力低,會(huì)使分選過程中的藥耗、水耗及電耗增加2.3給藥藥物的用量對(duì)精煤的質(zhì)量的影響為改善煤泥浮選效果,需通過添加藥劑來改變煤顆粒與煤矸石顆粒表面的性質(zhì),增大兩者之間的親疏水性差異2.3.1捕收劑用量對(duì)精煤產(chǎn)率的影響在浮選過程中,捕收劑的主要作用是提高煤粒表面的疏水性和煤粒與氣泡的固著強(qiáng)度由表5可知,隨著捕收劑用量的增加,精煤產(chǎn)率隨之增高,當(dāng)捕收劑用量超過300g/t后,精煤產(chǎn)率增加幅度較小。過多的捕收劑會(huì)作用于無機(jī)粘土礦物表面,將其帶入分選泡沫之中,使精煤灰分增高;另外,過多的捕收劑還會(huì)在氣液界面搶占起泡劑的空間,使起泡劑在氣液界面的作用力減弱,導(dǎo)致氣泡穩(wěn)定性降低,減少煤粒與氣泡接觸的機(jī)會(huì),降低精煤產(chǎn)率2.3.2起泡劑的篩選起泡劑的主要作用是促使空氣在煤漿中分散成大量的氣泡,減弱氣泡的兼并,增加氣泡的穩(wěn)定性由表6可知,太多的起泡劑不僅會(huì)增加藥耗,使泡沫黏度變大,且多余的起泡劑會(huì)包裹在已被捕收劑作用的煤粒上,將自身親水端朝向水端,使原本疏水的煤粒變得親水,降低捕收劑的捕收能力2.4流程2:提高精煤產(chǎn)率流程前述試驗(yàn)中浮選采用一粗一精流程,由試驗(yàn)結(jié)果可知,所得精煤產(chǎn)率不高,灰分也未達(dá)要求。為此可通過改變粗選及精選次數(shù)來改進(jìn)浮選流程,來提高產(chǎn)率降低灰分,試驗(yàn)流程如圖2所示。流程1主要是為了提高精煤產(chǎn)率,但灰分也會(huì)相應(yīng)增加;流程2主要為了降低精煤灰分;流程3在降低精煤灰分的同時(shí),也能提高精煤產(chǎn)率,但流程較為復(fù)雜。三種流程的試驗(yàn)結(jié)果見表7。由表7可知:精煤產(chǎn)率最高的是增加2次掃選的流程1,但精煤灰分較高;精煤灰分最低的是增加精選的流程2,但精煤產(chǎn)率低;流程3的精煤產(chǎn)率和灰分都較適中,但流程較復(fù)雜。綜合考慮,選用第二種流程,即增加精選次數(shù)進(jìn)行分選。以上試驗(yàn)中,通過考察煙煤粒度、煤漿濃度、藥劑用量及試驗(yàn)流程與精煤質(zhì)量的關(guān)系,找到了對(duì)應(yīng)參數(shù)的最佳值。但精煤灰分仍未達(dá)到3.5%的要求。為此,需考慮添加一定量的抑制劑,進(jìn)一步改善浮選效果。2.5帶負(fù)電膠粒和sooh試驗(yàn)鑒于煤泥灰分中含有大量硅酸鹽,而水玻璃在水溶液中形成的大量帶負(fù)電膠粒和SO(OH)試驗(yàn)中,入浮煙煤中<0.075mm粒級(jí)含量為80%;煤漿濃度為100g/L;充氣量為0.25m3浮選方法及濃度(1