一种新的浮选尾煤高附加值综合利用技术.pdf

收稿日期 2004 11 20 基金项目国家技术创新重点专项计划项目国经贸技术[2000]490号 12 2 01 作者简介付晓恒19572 , 男,江西省南昌市人,副教授,博士,从事选矿、 洁净煤技术以及水煤浆的制备与燃烧方面的研究. E-mail fuxiaoheng263. net Tel 010262331694 第34卷 第6期 中国矿业大学学报 Vol . 34 No. 6 2005年11月 Journalof China U niversity ofM ining 超细粉碎;絮团浮选;水煤浆;燃烧 中图分类号 TD 94 文献标识码 A A Novel Technology of Profitably Comprehensive U tilization of Flotation Tailing FU Xiao2heng, HE W ei2jun, WAN G Xin2wen, ZHOU Jian2jun, WAN G Zu2ne Schoolof Chem ical and Environmental Engineering, China U niversity ofM ining 2该尾矿中大于420 Λm粒级的灰分比较高,说明在浮选环节,特别是 重选环节该粒级没有获得有效地分选,如果进入重 选精煤产品,将污染重选精煤,如果进入重选中煤 或浮选尾矿,又是损失 ; 3 小于250Λm细粒级物 料的灰分为45. 89 ,其中含有54. 11的可燃体, 制备成尾煤水煤浆仍是具有较高热值的洁净燃料. 为此,提出了高附加值综合利用该尾煤的技术方 案按250Λm分级,大于250Λm粗粒级物料经超 细粉碎后采用絮团浮选的方法分选出其中的低灰 精煤,经加压脱水后掺入重选精煤销售,小于250 Λm的细粒级制备成尾煤水煤浆用于本选煤厂或 本矿区的取暖锅炉图1. 图1 浮选尾煤高附加值综合利用原则工艺流程 Fig. 1 Basic flow sheet of scheme profitably comprehensive utilization of flotation tailing 2 试验研究 2. 1 分选试验 煤样的工业分析和元素分析见表2.首先把选 煤厂的尾煤样按250Λm分级,大于250Λm的粗粒 级采用瓷球磨以30的浓度湿法研磨,由研磨后激 光粒度仪测定的粒度分布表 3 可见, 10的小于 0. 64Λm, 50的小于3. 10Λm, 90小于9. 43Λ m, 可见其平均粒度很细.因为尾煤中主要是以有机可 燃体与无机矿物连生体为主,根据前期研究表明, 一般要破碎到10Λm以下才可获得较好的解离效 果[5]. 因为普通的泡沫浮选难以有效分选这种粒度 特别细的物料,故采用适合于分选特细物料的絮团 浮选,即首先使矿浆中的低灰精煤结成尺度较大 的,普通浮选可实现有效分选的絮团,再采用普通 的泡沫浮选把絮团精煤从矿浆中分选出来[6].由分 选试验结果表 4 可见,随絮凝剂用量的增加,分选 效果变好,当絮凝剂用量在3. 7～6. 7 kgt时,已取 得满意的分选结果.田庄选煤厂出厂精煤灰分为9. 51～10. 00 ,从该表中数据可见,粗选泡沫再 精选一次,精煤灰分即可降到8. 29～8. 87 ,精 煤产率高达60. 24～68. 05. ① 煤泥二次开发利用成套技术[R ].国家2000年技术创新重点项目中期评审报告 12 201.中国矿业大学北京校区, 2002. 147第6期 付晓恒等一种新的浮选尾煤高附加值综合利用技术 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 表2 煤样的工业分析和元素分析 Table 2 Proxi mate and ulti mate analysis of flotation tailings wB 水分Mad灰分Aad挥发分Vdaf固定碳FCdaf 发热量Qnet, ad MJıkg- 1 0. 8841. 5038. 7261. 2815 wB 碳Cdaf氢Hdaf氧Odaf氮Ndaf硫St, daf 76. 714. 8414. 731. 532. 19 表3 粗颗粒超细磨后的粒度分布 Table 3 Size distribution of coarse particles after ultra-f ine grinding 粒度 Λm 产率 累计产率 52. 681. 16100. 00 表4 煤样中粗颗粒超细磨后的分选结果 Table 4 Separation results of coarse particles in sample after ultra- f ine grinding 絮凝剂用量 kgıt- 1 产品 产率 Χ wAad 累 计 Χ wAad 1. 7 2. 7 3. 7 4. 7 6. 7 精煤139. 476. 3239. 476. 32 精煤230. 9122. 4670. 3813. 41 尾煤29. 6267. 62100. 0029. 47 精煤138. 255. 8938. 255. 89 精煤214. 9512. 8553. 207. 85 精煤319. 3033. 6672. 5014. 72 尾煤27. 5070. 34100. 0030. 01 精煤149. 065. 8149. 065. 81 精煤211. 1819. 1560. 248. 29 精煤315. 4940. 8875. 7314. 95 尾煤24. 2775. 78100. 0029. 72 精煤152. 506. 2652. 506. 26 精煤210. 9821. 1463. 488. 83 精煤313. 3749. 4876. 8515. 91 尾煤23. 1576. 01100. 0029. 82 精煤162. 936. 8262. 936. 82 精煤25. 1234. 7968. 058. 87 精煤310. 0059. 3678. 0515. 34 尾煤21. 9578. 76100. 0029. 30 2. 2 尾煤的成浆性和燃烧试验 因为该尾煤水煤浆的燃烧试验是在实际的4蒸 吨快装链条锅炉中进行,需要的水煤浆量较大,所 以尾煤水煤浆成浆性试验及其燃烧试验用的煤样 是把选煤厂送来的尾煤样在一个中试生产线上按 250Λm筛机分级后筛下的尾煤样,并没有掺入粗 粒级超细磨后分选出的微细粒尾煤,这是因为实验 室用的容量为1 L的浮选机分选试验选出的尾煤 量很少,无法按比例掺入到经筛机分级的小于250 Λm的制浆煤样中去作燃烧试验.成浆性试验结果 表明,添加剂用量为0. 3 ,质量分数为74. 00 , 12 个月未见硬沉淀,由Haake粘度计测得的流变曲 线图2可见,该尾煤水煤浆为典型的假塑性,对应于 100 s - 1剪切速率对应的粘度为80 mPaı s . 因此,该 尾煤水煤浆浓度高,粘度低,流型好,稳定性强,为 燃烧创造了条件. 图2 尾煤水煤浆流变曲线 Fig. 2 Rheologic curve of coalwater slurry 燃 烧 试 验 是 在 一 台 上 海 锅 炉 厂 生 产 的 K2L 240210115702A型卧式快装4蒸吨锅炉进行 的,燃烧器为偏置式预燃室水煤浆燃烧器,直径0. 5 m ,长1. 6 m.喷枪为低压外混式水煤浆喷枪,雾 化空气压力为0. 25～0. 3M Pa.燃烧系统见图3. 图3 尾煤水煤浆燃烧试验系统 Fig. 3 Flow chart of combustion of coalwater slurry 首先采用用油枪向预燃室中喷入柴油燃烧加 热预燃室,待预燃室的温度上升到约700℃,开始向 锅炉中喷尾煤水煤浆,浆量由小到大,一般再和柴 油掺烧15 m in,即可撤出油枪,此时尾煤水煤浆可 以实现稳定燃烧,尾煤水煤浆燃烧后的灰分大部分 作为飞灰随烟气排出,小部分落到炉排上,随着炉 排排出.燃烧实验结果见表5.由该试烧结果可见 1 由于采用外混式喷枪,雾化空气压力和供浆压 力都远小于目前水煤浆喷枪燃烧的气压和浆压,这 对于减少高灰水煤浆对喷头的磨损是很有利的 ; 2 由于预燃室安装的位置不是最佳,加大喷浆量时在 预燃器的正对前方炉壁处有结渣现象,所以,尾煤 水煤浆的供浆量不大,只有270～430 kgh根据理 论计算,喷浆量应为1 727 kgh , 造成炉膛温度不 均匀 ; 3 燃烧效率远高于该链条炉烧散煤一般在 247 中国矿业大学学报 第34卷 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 60左右 , 但比精煤水煤浆燃烧效率低一般可达 90以上 , 这可能是尾煤水煤浆灰分较高,加上炉 膛温度不均匀所致.今后在项目的实际实施过程 中,要开发更加适合尾煤水煤浆这种低热值燃料的 燃烧器,并选择合适的安装位置,使燃烧器与这种 链条炉达到最佳配合. 表5 尾煤水煤浆燃烧试验结果 Table 5 Experi mental results of combustion of coal water slurry 项 目 工况1工况2 煤浆流量kgıh- 1270430 供浆压力M Pa0. 130. 16 雾化空气压力M Pa0. 250. 35 预燃室出口温度 ℃9701100 炉膛平均温度 ℃710840 燃烧效率84. 588. 2 烟气氧含量11. 79. 5 烟气一氧化碳含量0. 480. 61 氮氧化物含量10- 6～20～20 3 结 论 对于灰分不是特别高的浮选尾煤,按某一合适 的粒度分级,较粗粒级一般可燃体含量较高,采用 超细粉碎的方法,使其中的可燃体和无机矿物充分 解离,再采用絮团浮选方法,可以分选出灰分为 8. 29～8. 87的精煤,精煤产率高达60. 24～ 68. 05 ,该技术的实施,增加了选煤厂的精煤产率 和经济效益,节约了焦煤资源.小于250Λm的细粒 级可以制备出高浓度,低粘度,高稳定性,流型好的 尾煤水煤浆,经在一台4蒸吨链条取暖锅炉上的试 烧证明,燃烧稳定,预燃器出口温度达到1 100℃. 参考文献 [1] 段世方.电站锅炉掺烧煤泥可行性研究[J ].热能动力 工程, 2002, 174 4082409. Duan S F. Research on feasibility of co2combustion of tailings sli me in power plant boiler [J ].Journal of Engineering for Thermal Energy and Power, 2002, 17 4 4082409. [2] 王敦曾.煤泥燃烧的现状及发展建议[J ].中国煤炭, 1999, 255 9213. W ang D Z . Statusdevelopmental adviceof combustion of tailings sli me[J ]. 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