高灰细泥细粒煤浮选技术进展_董宪姝

文章编号：1001－3571（2012）05－0110－05高灰细泥细粒煤浮选技术进展董宪姝，杜圣星（太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024）摘要：我国是世界上最大的煤炭生产和消费国。

随着采煤机械化程度的提高，原煤粒度越来越细且灰分很高，导致高灰细泥细粒煤的分选成为选煤界的一大难题。

文章针对高灰细泥细粒煤的分选现状，综述了一些比较典型的用于高灰细泥细粒煤浮选的技术，并指出了高灰细泥细粒煤分选的发展方向。

关键词：高灰细泥细粒煤;浮选;可浮性;粒度中图分类号：TD943文献标志码：AProgress of flotation technology for high ash andfine mud content fine coalDONG Xian －shu ，DU Sheng －xing（College of Mining Technology of Taiyuan University of Technology ，Taiyuan ，Shanxi 030024，China ）Abstract ：China is the largest country in coal production and consumption in the world.Recently ，with the increase of degrees of mechanization in coal mining ，the particle size of raw coal more and more finer and with high ash content ，which result in big problem for separating high ash content fine coal in coal preparation industry.According to the current situation of high ash content fine coal separation ，the paper presents some typical flotation technologies for separating of high ash content fine coal ，also points out the direction of high ash content fine coal separation.Key words ：high ash content fine coal ；flotation ；floatability ；particle size 收稿日期：2012－06－03基金项目：国家高科技发展计划863项目（2007AA05Z316）；山西省高等学校中青年拔尖创新人才支持计划作者简介：董宪姝（1964—），女，辽宁省葫芦岛市人，教授，博士生导师，从事矿物加工领域的科研与教学工作。

E －mail ：dxshu520@ Tel ：（0351）6014467我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，目前，煤炭占我国一次能源消费的70%。

现在我国每年生产的原煤中含有2亿t 以上的细粒煤（细粒煤通常指＜0.5mm 的煤），在这部分细粒煤中细泥（细泥指的是＜0.074mm 的细粒煤）的含量很大。

原煤在成煤过程中伴生很多种矿物杂质，同时在开采中也混入顶板或底板的岩石以及其他杂质，导致原煤中矸石灰分及其他杂质增多［1］，严重影响了选煤厂经济效益。

因此，能否对高灰细泥细粒煤进行有效分选已成为选煤行业十分关注的问题。

目前浮选是处理高灰细泥细粒煤行之有效的办法，文章主要对国内外处理高灰细泥细粒煤浮选技术的最新动态进行了综述，并指出了高灰细泥细粒煤分选的发展方向。

1高灰细泥细粒煤浮选方法1.1浮选工艺与设备我国的选煤厂多采用改变浮选操作参数来调整浮选效果的一次浮选工艺，具有简单、高效的优势，但对于高灰细泥细粒煤来说，采用该工艺会导致精煤产品质量和产率无法兼顾，降低了选煤厂经济效益。

这就催生了二次浮选工艺，它可以兼顾精煤产品质量和产率。

所谓二次浮选工艺，即一次浮选精煤再进行二次精选，两次浮选尾矿作为最终浮选尾矿。

谢广元［2］等运用分级旋流器组将浮选入料粗、细煤泥分级，粒度＜0.125mm 的细煤泥采用新型旋流微泡浮选柱－快速双隔膜压滤机处理，粒度0.5 0.125mm 的粗煤泥采用原有的浮选机－过滤11第5期2012年10月选煤技术COALPREPARATION TECHNOLOGY No.5Oct.2012机处理，实现粗、细煤泥高精度分选和高效脱水。

结果表明：应用分级浮选工艺，浮选精煤灰分下降了1.08个百分点，尾煤灰分提高了9.51个百分点，精煤回收率提高了0.73个百分点。

陈建中［3］等采用分级浓缩浮选工艺将煤泥分级，粗颗粒用浮选机分选，细颗粒经浓缩后用浮选柱浮选，从而提高了煤泥的浮选精度和精煤产率。

邢宇峰［4］以庞庞塔矿5#难浮煤泥为浮选试样，将二次精选尾矿返回一次粗选入料的难浮煤泥浮选，与常规精选工艺相比，浮选完善指标提高了3.03个百分点。

王万明［5］等将煤泥按粒径粗细进行分级后再脱泥降灰，既稳定了精煤灰分，又可以避免可燃体损失，浮选精煤产率达84.80%，提高了15.77个百分点。

对于高灰细泥细粒煤的浮选，除了改变浮选工艺外，浮选设备的改进也能起到较好的效果。

其中浮选柱具有较明显的优势：浮选入料粒度可以很细，粒度＜0.074mm的含量高达50%以上的入料仍可得到有效分选，节能效果明显。

中国矿业大学研制出旋流微泡浮选柱，将其应用在显德旺矿选煤厂发现：把灰分为32%的浮选入料通过旋流微泡浮选柱处理得到灰分约20%的浮精，灰分约60%的尾煤，浮选精煤回收率达70%。

该设备在太西洗煤厂的应用［6－7］也表明该旋流微泡浮选柱具有投资少、运行可靠、电耗低、分选选择性好、适应性强、产品质量稳定等优点。

黄福根［8］运用挡板浮选柱对细粒尾煤进行浮选试验，入选原煤灰分为39.80%。

浮选精煤灰分小于11%，热值回收率高达80%；灰分低于8%时，产品热值回收率为60%。

2.2浮选药剂矿物表面的润湿性是其能否进行浮选的决定性因素。

大部分天然矿物的可浮性均比较差，因此往往要靠浮选药剂加强其可浮性。

通过灵活选择浮选药剂，可有效地控制浮选行为。

陈清如［9］等研究发现：轻柴油经磁化后，表面张力下降了7.91%，粘度下降了13.66%，相比之下，仲辛醇经磁化后表面张力下降了3.73%，粘度下降了7.87%，轻柴油在煤表面吸附量增长幅度远高于其在煤矸石和黄铁矿表面吸附量增长幅度，大致呈一倍的关系，大大节约了药剂用量。

朱书全［10］等开发出一种新型乳化剂，用其乳化后的柴油进行浮选试验，试验结果表明该乳化剂性能稳定，可以节省70%的柴油量，制得的乳化柴油作为捕收剂改善了先前的浮选效果。

张秀梅［11］等研究了促进剂MA对高灰细泥细粒煤浮选效果的影响，结果表明使用促进剂MA后，可以节油30%。

黄波［12］等用棉籽油制备高灰细泥细粒煤浮选促进剂，并进行了棉籽油促进剂作用机理的研究。

试验结果表明：马头煤泥作为原料时，捕收剂煤油中添加促进剂后，用量相近时，精煤产率可提高4%；钱家营煤泥作为原料时，捕收剂柴油添加促进剂后，在精煤灰分相近的情况下，捕收剂用量为空白试验的50%。

沈笑君［13］等研究了表面活性剂对煤炭浮选的影响。

研究结果表明：表面活性剂分子结构的不同对浮选指标影响很大，HLB值越大，浮选效果越差。

周弘文［14］等以孙村选煤厂难浮煤泥为原料，研究了将捕收剂乳化后对浮选效果的影响，试验结果表明：捕收剂乳化后可以提高其分散性，可节省60%的浮选药剂，浮选精煤产率可提高2 5个百分点，经济效益显著。

G.Ate［15］提出在干磨过程中使用添加剂可以改善煤泥浮选效果，浮选精煤回收率可从22.10%增加到89.90%，浮选精煤灰分可从11.80%降低到10.10%。

前述的浮选工艺、新设备以及浮选药剂在高灰细泥细粒煤的浮选中发挥了重要的作用，但浮选工艺改造周期长，新设备投资巨大，浮选药剂经济性与安全性差等特点影响了其广泛应用。

近年来一些新型煤泥浮选方法为强化高灰细泥细粒煤的浮选提供了新的思路，这些方法都是通过改变煤的性质来提高分选效果，操作过程简单，效果显著，受到科研工作者的青睐。

一般可分为两类：物理调节法和化学调节法。

2.3物理调节法物理调节法是一种温和的调节浮选手段，包括超声波法、磁选法及电选法等。

其中超声波技术是一种在常温、常压下进行的强化高灰细泥细粒煤浮选的物理调节方法；相关研究表明，超声波处理可使煤粒的表面性质发生一系列的物理化学改变，有利于煤粒的浮选。

磁选法通过磁化处理浮选矿浆使矿粒表面性质产生变化，是一种重要的物理调节法，该方法操作简单，绿色安全，且效果明显。

细粒煤是带有电荷的，而这些电荷又基本上集中在胶体部分，虽然电荷量很小，但正是这些电荷决定了细粒煤的一系列电化学特性，这些电化学特性对解决细粒煤的浮选有着非常重要的作用；因此，电化学技术已成为另外一种有效强化高灰细泥细粒煤浮选的物理调节法，研究者们已经对电化学浮选的效果及相关机理进行了研究。

物理调节法根据作用形111第5期董宪姝等:高灰细泥细粒煤浮选技术进展2012年10月25日式不同可分为预处理和同步处理两类。

2.3.1预处理董宪姝［16］等以镇城底高硫煤样为研究对象，通过四因素三水平的正交试验，确定了在NaOH、KOH、Ca（OH）2碱性电解液中电化学强化浮选脱硫的最佳工艺条件。

试验结果表明，3种介质中Ca（OH）2为电解质时精煤产率和脱硫率较高，是一种比较理想的电解质；最佳工艺条件为：电解时间为30min、电解电流为1.5A、电解质用量为500g/t。

康文泽［17］等研究了超声波的频率、功率、处理时间对稀缺难浮煤泥浮选效果的影响，比较了超声浮选与传统浮选的试验效果，指出超声浮选的精煤灰分较传统浮选低1.26%，精煤产率、浮选完善指标分别提高了17.34%和13.15%。

熊彦权［18］等提出对煤泥进行磁化处理可以提高浮选效果，并对其作用机理进行了探索。

研究表明浮选矿浆经磁化后，煤与煤矸石的润湿性差异变大，柴油的选择性得到显著提高，这主要是因为磁化处理提高了柴油在煤表面的附着程度，降低了柴油对煤矸石的捕收作用。

M.S.Celik［19］探索了利用超声波预处理煤泥后，其可浮性的变化规律，研究结果表明：利用氧化剂和还原剂对煤泥进行处理后，煤泥疏水性提高。

超声波预处理煤泥可以除掉细泥，在未加捕收剂的情况下，处理后的浮选精煤回收率相较处理前的提高了很多。

G.Ozkan［20］以德国鲁尔矿区煤泥为原料，将超声波处理前后的浮选效果做了对比，发现超声波预处理可以促进细粒煤的浮选。