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原煤深度解离分步释放浮选试验研究 周志成, 张玉国, 唐永红 贵州水城矿业股份有限公司 汪家寨煤矿洗煤厂, 贵州 六盘水 553009 摘 要 以汪家寨那箩矿原煤为研究对象, 探析原煤深度解离后各粒级产率和硫分; 分析 了煤样的粒度、 密度组成和可浮性, 将各粒度级的原煤分别解离至 40、 80、 120、 200、 320 网 目以下, 再分别进行分步释放浮选试验; 结果表明, 在同一粒度级别中, 研磨后的粒度越细解 离效果越好, 同一密度级别的灰分硫分越低, 产率越高; 不同粒度级别研磨到同一网目, 粒度 越大解离后的效果越明显, 相应的灰分硫分降低, 产率升高。 关键词 洗煤厂; 深度解离; 分步释放试验; 产率; 灰分; 硫分 中图分类号 TD941. 4 文献标识码 A 文章编号 1005-8397202006-0039-04 收稿日期 2020-03-16 DOI 10. 16200/ j. cnki. 11-2627/ td. 2020. 06. 012 作者简介 周志成1987, 男, 黑龙江齐齐哈尔人, 2011 年毕业于黑龙江科技学院矿物加工工程专业, 工学学士, 贵州水城矿业股份 有限公司汪家寨煤矿洗煤厂副厂长, 工程师。 引用格式 周志成, 张玉国, 唐永红. 原煤深度解离分步释放浮选试验研究 [J]. 煤炭加工与综合利用, 20206 39-42. 炼焦煤是重要的煤炭资源, 但使用过程中需 要降灰脱硫, 炼焦煤的煤泥属于可浮性较好的煤 泥[1]。 张菲菲[2]、 佟顺增[3]等通过对煤泥进行 解离研究, 发现解离后煤泥中的连生体基本被分 开, 经浮选试验, 精煤中粘土类含量明显下降, 有机单体含量上升, 而且煤泥的可浮性受煤颗粒 的表面性质、 密度和粒度组成、 泥化等因素影响 较大; 谭佳琨[4]等发现精煤灰分的相关性规律 是由不同粒度颗粒的特性差异所导致。 根据前人 的研究, 为降低汪家寨那箩矿的灰分和硫分, 探 索将煤样解离, 使精煤与脉石矿物分离, 然后进 行浮选, 从而达到理想的使用价值和经济价值。 1 煤样性质分析 1. 1 煤样粒度组成 研究采用汪家寨那箩矿 N30710 号煤层煤样, 其灰分为 24. 47, 硫分为 2. 55, 挥发分为 23. 28。 因此该煤属于焦煤, 是中高硫煤。 根 据 GBT 4772008 煤炭筛分试验方法 对煤样 进行了粒度分析, 并测定各粒度级硫分和挥发 分, 其试验结果如表 1 所示。 由表 1 可知, 各粒度级含量分布不均, 含量 较大的是大于 25 mm 粒度级, 产率为 24. 16, 各粒度级的挥发分变化不大, 灰分和硫分随着粒 度的降低而降低, 说明脉石矿物不易解离。 从各 粒度级灰分和硫分来看, 各粒度级灰分差别不 大, 而硫分差别较大, 说明煤样中灰分呈等额分 布的态势, 硫分多富积在高粒度级别中。 因此, 从煤样中的低粒度级别展开分选作业, 更易于实 现降硫。 表 1 N30710 号煤层煤样粒度组成及特性分析 粒度/ mm产率/ Aad/ St. ad/ Vdaf/ 25 24. 1627. 163. 3823. 53 251319. 9525. 652. 8723. 25 13620. 4025. 502. 4823. 12 6310. 4021. 531. 8923. 13 30. 517. 8621. 401. 8222. 93 -0. 5 7. 2321. 201. 8024. 09 合计100. 0024. 272. 5523. 28 1. 2 煤样密度组成 根据 GB T 4782008 煤炭浮沉试验方法 对煤样进行了大浮沉实验, 并测定各密度级硫 分, 试验结果如表 2 所示。 由表 2 可知, 煤炭主要密度级是 1. 4 1. 5 kg/ L, 达 37. 45, 当灰分取 11. 30时, 浮物产 率为 32. 61, 各个密度级别中, 1. 31. 5 kg/ L 密度级占 64. 80, 中间物含量极高, 属于极难 93 煤炭加工与综合利用 No. 6, 2020 COAL PROCESSING 随着释放次 数增加, 硫分逐渐降低, 说明浮选能达到脱硫的 效果。 2 深度解离浮选试验 2. 1 解离浮选试验 采用颚式破碎机和棒磨机将原各粒度级煤样 分别破碎磨至 40、 80、 120、 200、 320 网目以 下, 然后分别进行分步释放试验, 并测定各产物 的硫分。 将实验数据绘制成灰分产率曲线和硫 分产率曲线, 如图 1 至图 10 所示。 由各灰分产率曲线可知, 随着解离的更加 图 1 解离至-40 网目灰分产率曲线 图 2 解离至-40 网目硫分产率曲线 图 3 解离至-80 网目灰分产率曲线 图 4 解离至-80 网目硫分产率曲线 深入, 从各粒度级解离至小于 40 网目到小于 200 网目来看, 解离前粒度越小, 解离后累计产率越 04 煤炭加工与综合利用2020 年第 6 期 图 5 解离至-120 网目灰分产率曲线 图 6 解离至-120 网目硫分产率曲线 图 7 解离至-200 网目灰分产率曲线 图 8 解离至-200 网目硫分产率曲线 大, 而且各粒度级之间的产率增长与灰分增长相 统一, 其中小于 0. 5 mm 和 0. 53 mm 2 个粒度 图 9 解离至-320 网目灰分产率曲线 图 10 解离至-320 网目硫分产率曲线线 级比其它粒度级的灰分更低; 而解离至小于 320 网目后, 各粒度级间没有此规律。 由此可知将各 粒级原煤解离到 120 网目或者 200 网目为最佳。 由各硫分产率曲线可知, 小于 0. 5 mm 和 0. 53 mm 2 个粒度级的曲线基本接近重合且趋向 直线, 因此可以判断这 2 个粒度级的产率的变化 对硫分影响不大; 从各粒度级解离至小于 40 网目 到小于 200 网目来看, 解离前粒度越小, 解离后 各产物硫分越低, 粒度越小, 变化趋势越小; 而 解离至小于 320 网目后, 各粒度级之间的变化就 比较杂乱。 说明解离至小于 200 网目后, 对脱硫 是有利, 但再解离可能就会影响浮选脱硫。 2. 2 产率分析 整理解离后的分步释放试验的数据, 最后一 次释放的精煤产率汇总见表 4 所示。 由表 4 可知 各粒度级解离后, 产率均先升 高, 后下降。 产率的最大值分布有如下规律 小于 0. 5 mm 粒度级磨碎后, 产率最大值在 120 200 网目之间, 且靠近 200 网目; 0. 5 3 mm 粒度级磨碎后, 产率最大值在 120200 网目 之间, 且靠近 120 网目; 3 6 mm 和 6 13 mm 14 2020 年第 6 期周志成, 等 原煤深度解离分步释放浮选试验研究 2 个粒度级磨碎后, 产率最大值在 80120 网目 之间, 且靠近 120 网目; 13 25 mm 和大于 25 mm 粒度级磨碎后, 产率最大值在 80 120 网目 之间, 且靠近 80 网目。 表 4 各粒度破碎后浮选精煤产率汇总 各粒度 级/ mm 精煤产率/ 40 网目80 网目120 网目200 网目320 网目 -0. 542. 52 46. 4848. 4848. 8417. 23 0. 3339. 9141. 0653. 2450. 6821. 22 3625. 6849. 9251. 9741. 8813. 22 61320. 8639. 5544. 1633. 1722. 79 132528. 3855. 6644. 7842. 8127. 15 25 23. 3648. 9642. 8139. 8825. 34 注 各粒度级原煤分别研磨到各网目后做小浮沉试验得到 上述数据。 由以上产率分析可得, 随着解离前的粒度增 大, 解离后的最大产率的粒度逐渐增大, 说明解 离高粒度级别时, 解离出煤的同时, 脉石矿物解 离的更多, 解离要控制在一定的粒度范围。 2. 3 加权后分析 由前可知, 原各粒度煤样分别破碎磨至 40、 80、 120、 200、 320 网目以下, 现将磨碎至同一 网目的分步释放试验的试验结果进行加权、 汇 总, 得到全样的分步释放试验结果, 经计算并绘 制灰分产率曲线和硫分产率曲线, 如图 11 至图 12 所示。 图 11 煤样磨至各网目灰分曲线产率 由图 11 可知, 5 条曲线基本重合, 说明不管 煤样解离至多少网目, 在一定灰分情况下, 其产 率基本不变; 当取精煤灰分为 11. 30时, 产率 为 36. 3, 其值高于浮沉产率, 但低于破碎至小 于 0. 5 mm 时的产率。 由以上分析可得, 解离程 度深入, 其产率不一定增加。 图 12 煤样磨至各网目硫分曲线产率 由图 12 可知, 除解离至小于 320 网目 外, 其它随着解离的逐渐深入, 同一硫分, 其产 率逐渐减小, 说明解离越深入, 细粒对硫分影响 明显。 3 结 论 通过对煤样的深度解离和分步释放浮选试验 的结果进行分析, 得出如下结论 1在同一粒度级别中, 研磨后的粒度越细 解离效果越好, 同一密度级别的灰分硫分越低, 产率越高。 2不同粒度级别研磨到同一网目, 粒度越 大解离后的效果越明显, 相应的灰分硫分降低, 产率升高。 3综合以上分析将原煤研磨到 120 网目后 再进行分选效果最佳。 参考文献 [1] 张双元, 吴国光. 煤化学 [M]. 徐州 中国矿业大学出 版社, 1987. [2] 张菲菲, 付晓恒, 王 婕, 等.解离对于提高难浮煤泥 可浮性的研究 [J]. 选煤技术, 20144 6-9. [3] 佟顺增. 高灰难选煤泥的解离特性研究 [J]. 选煤技术, 20142 9-13. [4] 谭佳琨, 梁 龙, 彭耀丽, 等.煤泥浮选过程中粒度对 泡沫性质的影响 [J].中国矿业大学学报, 2019, 48 1 195-203. 24 煤炭加工与综合利用2020 年第 6 期