優(yōu)質(zhì)稀缺煤種難選煤泥的分選過(guò)程強(qiáng)化研究.pdf

1、我國(guó)煤炭資源種類齊全，但不均衡，焦煤和肥煤占查明煤炭資源儲(chǔ)量的比例不足6％和3％，屬于優(yōu)質(zhì)稀缺煤種。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，優(yōu)質(zhì)焦肥煤用量缺口很大，進(jìn)口量逐年增加，2009年我國(guó)進(jìn)口焦煤量達(dá)3449×104t，而我國(guó)主要的焦肥煤生產(chǎn)普遍存在分選回收率低、精煤灰分高的問(wèn)題，造成極大的資源浪費(fèi)。以開(kāi)灤集團(tuán)為例，其總精煤量約占入洗量的1/3，而煤泥分選的精煤產(chǎn)率不到50％，且精煤灰分高，嚴(yán)重制約了焦煤工業(yè)的發(fā)展。優(yōu)質(zhì)稀缺煤煉焦煤，特別是其難選煤不

2、僅已成為選煤行業(yè)的難題，而且已成為煉焦煤乃至煤化工行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
　　針對(duì)我國(guó)優(yōu)質(zhì)稀缺煤炭資源的實(shí)際需求，開(kāi)展其強(qiáng)化分選過(guò)程研究具有十分重要的意義。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于難選煤分選強(qiáng)化手段單一，分選效率提高有限等不足，本文從試驗(yàn)方法和分析手段研究入手，強(qiáng)調(diào)分選過(guò)程強(qiáng)化與煤泥的表面性質(zhì)、礦物質(zhì)嵌布和分選過(guò)程中物性變化特征之間的關(guān)聯(lián)，著重建立符合浮選過(guò)程中物性變化的兩段柱式浮選過(guò)程及以其為主體的強(qiáng)制調(diào)漿-兩段柱式浮選-中煤細(xì)磨解離聯(lián)合分

3、選工藝流程。借助ZEISS的M1m顯微光度計(jì)、紅外光譜儀以及掃描電子顯微鏡系統(tǒng)分析了煤樣的表面以及工藝礦物性質(zhì)特征，通過(guò)多組分捕收劑、球磨機(jī)細(xì)磨解離以及柱式浮選的組合方式，獲得了煤性質(zhì)特征與藥劑主要官能團(tuán)之間作用機(jī)理、煤細(xì)磨解離行為以及兩段柱式浮選過(guò)程特征參數(shù)之間的關(guān)系，首次提出了兩段式浮選過(guò)程以及在工業(yè)上應(yīng)用煤的解離分選?；谶@些研究，本文提出并建立了組合強(qiáng)制調(diào)漿-兩段柱式浮選-中煤細(xì)磨解離的分選工藝流程，并進(jìn)行了半工業(yè)實(shí)踐驗(yàn)證，結(jié)果

4、表明該工藝能夠進(jìn)一步提高優(yōu)質(zhì)稀缺煤的浮選效率。研究取得了如下認(rèn)識(shí)和結(jié)果:
　　(1)研究了難選煤泥的表面性質(zhì)和傳統(tǒng)藥劑在分選難選煤過(guò)程中存在的問(wèn)題，并針對(duì)難選煤所突現(xiàn)的高灰、難浮、選擇性差、細(xì)粒含量高以及中煤含量高的特點(diǎn)，提出了多組分藥劑復(fù)配，強(qiáng)化藥劑在難選煤雜極性、不均勻表面的作用。多組分藥劑中起主要作用的官能團(tuán)為芳香環(huán)、醚氧鍵、羧基及羥基，并研究了煤樣在藥劑作用前后紅外光譜和表面ζ電位變化與多組分藥劑強(qiáng)化作用的關(guān)系。
　

5、　(2)研究了采用添加分散劑和高速剪切兩種形式強(qiáng)化調(diào)漿過(guò)程，添加分散劑，顆粒Zeta負(fù)電位下降，顆粒分散程度提高，細(xì)粒粘附減少，同時(shí)也減少了對(duì)捕收劑的競(jìng)爭(zhēng)吸附;高速剪切同樣減少了顆粒表面細(xì)顆粒粘附，為藥劑作用提供新鮮表面，改善煤泥的疏水性，為難選細(xì)粒煤的高效分選創(chuàng)造了必要的礦化條件。
　　(3)建立了中煤細(xì)磨強(qiáng)化解離分選的工藝。提出了優(yōu)質(zhì)稀缺煤浮選過(guò)程中中煤含量較高時(shí)，可采用細(xì)磨工藝，以確保煤樣中可燃體成分與礦物質(zhì)成分分離，為實(shí)現(xiàn)

6、煤樣的高效浮選提供了技術(shù)支撐。利用浮選產(chǎn)品的密度分配率確定煤樣的中煤含量，并根據(jù)中煤的流向確定合理的煤泥細(xì)磨工藝流程，最終確定以尾煤分級(jí)后中煤細(xì)磨解離為主體的分選工藝流程。中煤細(xì)磨-浮選工藝流程中中煤浮選入料細(xì)度為-0.074mm含量占59.47％，細(xì)磨后的中煤?jiǎn)为?dú)浮選，最終綜合精煤可燃體回收率為76.42％，產(chǎn)率為65.20％，同時(shí)精煤灰分為11.63％。該流程在不改變?cè)a(chǎn)率的情況下，對(duì)中煤解離分選，使可燃體回收率提高了10％以上。<

7、br>　　(4)提出了與難選煤分選性質(zhì)變化規(guī)律相匹配的兩段柱式浮選過(guò)程。即根據(jù)難選煤泥分選過(guò)程的特點(diǎn)，采用易浮煤粒靜態(tài)化的高效浮出機(jī)制和難選微細(xì)粒煤高效微泡礦化，高紊流、強(qiáng)旋流及高能量狀態(tài)的強(qiáng)力分離機(jī)制的兩段柱式浮選過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)難選煤泥分選效率和回收率的提高。該過(guò)程為煤炭和其它金屬、非金屬礦物的浮選過(guò)程提出了新的概念。以氣泡與顆粒碰撞礦化機(jī)理為基礎(chǔ)，建立兩段柱式浮選的浮選速度常數(shù)模型和顆粒停留時(shí)間模型。計(jì)算表明，浮選柱第二段的浮選速度常

8、數(shù)約為第一段的5倍，當(dāng)處理量為50m3·h-1時(shí)顆粒的停留時(shí)間為4.9min;根據(jù)回收率軸向擴(kuò)散模型計(jì)算得知兩段柱式浮選過(guò)程的回收率明顯高于一段柱式浮選過(guò)程。根據(jù)以上研究結(jié)果，建立了兩段柱式浮選過(guò)程半工業(yè)分選試驗(yàn)系統(tǒng)，并通過(guò)大量試驗(yàn)對(duì)兩段柱式浮選系統(tǒng)各參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，驗(yàn)證了兩段柱式浮選過(guò)程的合理性。
　　本文提出了以強(qiáng)制調(diào)漿-兩段柱式浮選-中煤細(xì)磨為主體的優(yōu)質(zhì)稀缺難選煤分選新工藝，結(jié)合以捕收劑的強(qiáng)化作用改善煤樣表面性質(zhì)，解決了難選