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难浮煤泥二次浮选工艺研究与应用摘要：随着采煤机械化程度的提高、开采深度的加深，细粒和超细粒煤泥在原煤中所占的比例逐年增加，而市场对产品质量日益苛求，现有浮选工艺凸现出其致命弱点。
入料煤泥呈现出贫、杂、细的难浮特点，浮选过程中，在追求产品指标的同时，往往牺牲精煤产品质量和产品结构组成，使煤泥浮选工艺技术面临一个新的挑战。
关键词：选煤厂；极难浮煤泥；二次浮选；为解决难浮煤泥浮选时精煤灰分高，尾煤灰分低的问题，分别进行浮选入料粒度组成，密度组成和分步释放实验，分析粒度组成、密度组成对浮选的影响和煤泥的可浮性。
1 试验方法和步骤（1）煤样。
煤样取自某煤矿选煤厂的浮选入料，煤种为焦煤，属于难浮煤泥，存在高灰细泥污染，物料粒度上限为0.50mm，实验室条件将煤样置于不超过75℃的恒温干燥箱中进行干燥，干燥后样品备用。
（2）煤泥小筛分。
为了探求煤样的粒度组成，采用《煤炭筛分试验方法》（GB/T 477—2008）进行筛分试验，结果见表1。
表1 浮选入料粒度组成（3）煤泥小浮沉。
按照《煤炭浮沉试验方法》（GB/T 478—2008）进行试验，试验结果用于表达煤和矸石的嵌布状况，实验结果见表2。
表2 煤泥小浮沉试验结果（4）分步释放试验和煤泥浮选试验。
按照《选煤实验室分步释放试验方法》（MT/T 144—1997）可以确定合理的煤泥浮选工艺，确定浮选精煤的精选次数。
试验浮选机XFD1.5L，搅拌速度1800r /min，单位面积充气量0.25m3 /（m2·min），矿浆浓度80g /L，捕收剂1200g /t，起泡剂240g /t，根据试验过程中捕收剂选用柴油，起泡剂选用仲辛醇。
试验结果绘制曲线如图1 所示。
参照《煤粉泥试验室单元试验方法》（GB/T 4757—2013），试验设备、参数和试验过程与分步释放试验相同，进行不同药剂用量和药比的浮选试验，产品为精煤和尾煤2个产品。
（5）评价指标。
煤粉（泥）可浮性评定方法依据浮选精煤的可燃体回收率（%）进行计算：式中，Ec浮选精煤可燃体回收率，%；γc为浮选精煤产率，%；Adc为浮选精煤灰分，%；Adf为浮选入料灰分，%。
难浮煤泥浮选试验研究卢智强;刁海瑞;李彩霞;张天野【摘要】为提高亿成选煤厂难浮煤泥浮选效果,分析了亿成选煤厂3号煤泥的矿物成分、煤质特性以及可浮性规律,通过煤泥浮选试验确定最佳浮选条件.结果表明,煤泥中SiO2和A12 O3含量分别为60.01％和25.14％,影响煤泥浮选效果.煤泥中＜0.074 mm为主导粒度级,占物料的51.11％,加权灰分为38.84％,说明该煤泥中高灰细泥含量较多,为难浮选煤泥.捕收剂柴油用量270g/t,起泡剂仲辛醇用量60 g/t,浮选入料浓度120g/t,叶轮转速1 750 r/min,充气量0.19 m3/(m2·min),刮板速度15 r/min,刮泡时间2 min时,煤泥浮选效果最好,此时浮选精煤产率可达34.57％,灰分为10.5％,符合出厂精煤灰分指标的同时提高了精煤产率.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2018(024)004【总页数】4页(P50-53)【关键词】难浮煤泥;浮选;精煤产率;精煤灰分;可燃体回收率【作者】卢智强;刁海瑞;李彩霞;张天野【作者单位】中煤科工集团唐山研究院有限公司,河北唐山063012;中煤科工集团唐山研究院有限公司,河北唐山063012;辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁阜新123000;中煤科工集团唐山研究院有限公司,河北唐山063012【正文语种】中文【中图分类】TD940 引言进入21世纪以来，随着煤炭开采深度逐年加深，人工智能化的提升，以及机械化程度不断提高，使得原生煤泥含量不断上升[1-2]。
此外，原煤分选过程中极易产生次生煤泥，导致煤泥含量越来越高，这部分细颗粒物料不仅增加了原煤的入选难度，还直接影响了选煤厂的精煤回收率，影响环境和经济效益。
近年来煤炭交易市场对煤炭质量要求日益严格[3-5]，使得探索煤泥浮选最佳条件成为重点课题[6-8]。
崔浩然等[9]通过研究乳化起泡剂，改善了煤泥浮选效果，提高了精煤产量;宋万军等[10]针对选煤厂煤泥较难处理的现状，对选煤厂进行工艺改造、设备选型，提高了精煤回收率;余悦发等[11]研究不同水硬度对煤泥浮选效果的影响，认为较高硬度水有利于煤泥浮选，可以提高精煤产率。
选煤厂煤泥浮选工艺参数优化研究本文针对该选煤厂存在的浮选精煤产率低、灰分高、浮选完善度低以及药剂制度不合理等问题，通过试验优化煤泥浮选过程中的各个工艺参数，结果表明：煤泥浮选的最佳矿浆浓度为102g/l；捕收剂使用柴油且起泡剂使用复合药剂以及抑制剂采用淀粉时浮选效果最好；经过工艺参数试验优化，有效地提高了精煤产率和浮选完善指标，最终精煤产率48.5%以及精煤灰分11%，符合产品要求，浮选精煤可作为产品出售。
标签：浮选煤泥浮选药剂目前由于采煤机械化程度不断提高以及开采深度的加深，以及从采煤到选煤厂之间的机械化运输，使得原煤的质量越来越差，细粒和超细粒的高灰极难选煤泥在原煤中所占的比例逐渐增加[1，2]。
在我国现阶段煤炭洗选工艺中，浮选是分选细粒煤最为广泛的方法，其处理的煤泥数量约占总入洗原煤量的20%，因而浮选在分选极难选煤泥中发挥着不可或缺作用；但目前普遍存在着浮选效率低以及药耗高等问题，因此，煤泥浮选以及提高煤泥浮选的选择性成为国内外研究的技术重点和难点[3-6]。
该选煤厂在过去生产过程中，由于实际煤泥浮选中，存在着浮选精煤产率低、浮选灰分高、浮选完善程度低以及药剂制度不合理等问题，浮选精煤达不到产品要求，煤泥只能作为中煤产品出售，从而导致生产效益下降；同时造成浮选设备闲置，不能发挥最大的经济效益。
针对以上问题，本文对该选煤厂的煤样，对药剂选择和工艺参数的优化进行了初步试验研究。
1 试验物料与试验过程试验所用原煤灰分为19.52%，通过分析其密度组成和粒度组成可知：原煤各粒级产率有所差异；灰分随粒度减小而增大；-200目的产率以及灰分最高，而160～200目的易浮粒级产率为14.06%不是很高，因此精煤产率不是很高；由于细粒灰分高即高灰细泥问题严重，浮选过程中这部分选择性低，所以降低总精煤灰分比较难。
本试验中所用浮选药剂见表1-1：表1-1 浮选药剂■煤泥浮选效果可以用可燃体回收率Ej和完善度指标?浊评定，计算公式如下：Ej=Rj·■·100%?浊=■·■·100%注：Ej—可燃体回收率，%；?浊—浮选完善指标，%；Ady—浮选入料灰分，%；Adj—浮选精煤灰分，%；Rj—浮选精煤产率，%2 浮选工艺参数优化试验研究2.1 最佳矿浆浓度矿浆浓度是浮选过程中重要的工艺参数，在实验室煤泥浮选中，主要考虑两点：随着煤泥入选浓度的增加，精煤产率、灰分以及尾煤灰分也会相应的增加；入浮浓度的选择主要考虑入料中细泥的含量。
二段煤泥浮选工艺
二段煤泥浮选工艺是一种特殊的煤泥浮选工艺，主要用于处理中低温煤水分较高的煤矿自然煤。
它具有较高的精煤率、低的表面活性剂消耗量和较好的煤粉回收效果。
它在国内外都得到了广泛应用，并且取得了良好的效果。
二段煤泥浮选工艺是一种浮选煤泥的新技术，它主要包括煤粉加碳、煤泥浮选以及过滤三个步骤。
其中，煤粉加碳是将原煤粉混合加入特定的碳源，使煤粉混合物形成煤泥，并在接下来的浮选过程中形成煤泥层的重要步骤。
在煤泥浮选过程中，首先将煤泥和水按一定的比例混合搅拌，然后把混合物放入浮选机内，通过搅拌器的作用，使煤泥和水迅速混合，形成煤泥浆。
随后把煤泥浆放入浮选机上的浮选槽内，经过一定时间的浮选，混合物中的轻煤会被浮选出来，形成煤泥层，而沉积在底部的煤粉就是高煤品位的精煤。
最后，将煤泥层上的精煤收集出来，再通过筛分机进行过滤，以去除煤泥中的有害物质，最终获得精煤。
以上是二段煤泥浮选工艺的基本流程，该工艺在处理中低温煤水分较高的煤矿自然煤时具有较高的精煤率、低的表面活性剂消耗量和较好的煤粉回收效果。
此外，二段煤泥浮选工艺也具有节能环保的特点，根据不同的煤矿情况，可以采用不同的节能措施，如控制煤泥和水的比例、增加浮选时间等，以减少能耗。
此外，二段煤泥浮选工艺也可以搭配一些附加设备，如磁力分离机、螺旋分离机等，通过这些设备，可以达到更好的精煤率，从而大大提高煤矿的生产效率。
总之，二段煤泥浮选工艺是一种特殊的煤泥浮选工艺，主要用于处理中低温煤水分较高的煤矿自然煤，它具有较高的精煤率、低的表面活性剂消耗量和较好的煤粉回收效果，而且具有节能环保的特点，在煤矿生产中得到了广泛应用，取得了良好的效果。
难浮煤泥的浮选工艺研究侯玉茂;孙晋升;朱付显【摘要】通过试验,研究了提高难浮煤泥浮选效果的方法,确定了矿浆浓度、药剂种类和药剂量等工艺参数;采用精煤再选流程,可降低浮选精煤灰分,提高精煤产率,提高企业的经济效益.【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》【年(卷),期】2009(000)005【总页数】3页(P23-25)【关键词】煤泥;二次浮选;药剂;浮选效果【作者】侯玉茂;孙晋升;朱付显【作者单位】山东科技大学,化工学院,山东,青岛,266510;山东科技大学,化工学院,山东,青岛,266510;山东科技大学,化工学院,山东,青岛,266510【正文语种】中文【中图分类】TD943由于开采、运输等原因，原煤中的-0.5mm粒级煤泥逐渐增多。
因此，细粒煤、极细粒煤的分选、脱硫、脱水设备是今后选煤研究开发的重点。
浮选是目前煤泥精选的最主要方法，浮选效果的好坏直接影响企业的经济效益。
随着煤炭开采机械化程度不断提高，煤泥量也不断提高，同时高灰煤泥含量不断增加，煤泥的可浮性也越来越难。
为了改善高灰煤泥的浮选效果，提高浮选精煤数质量，提高企业效益，有必要对难浮煤泥分选工艺进行探讨。
浮选是利用煤和矸石表面湿润性的差异进行的分选。
浮选过程是在固—液—气三相中完成的，它是一个极为复杂的物理化学过程。
影响煤泥可浮性的因素很多，主要有原料煤的性质、浮选工艺、矿浆浓度、充气量、药剂制度等。
目前，我国大多选煤厂采用一次浮选工艺，一般通过改变浮选操作参数来调整浮选效果。
对于中等以上可浮性煤泥来说，该工艺的分选效果不仅可以达到精煤产品质量要求，而且浮选精煤产率也较高。
然而，对于难浮或极难浮煤泥，采用一次选工艺，精煤产品很难达到质量要求，即使精煤质量达到要求，精煤产率也很低，影响生产经济效益，同时影响选煤正常生产。
本文针对山西某选煤厂难浮煤泥进行浮选试验研究，探讨煤泥浮选二次分选工艺，为改善高灰难浮煤泥的分选效果提供借鉴。
1 试验研究1.1 试验用煤样分析浮选煤样取自山西某选煤厂的煤泥，其特点是煤样粒度细，各粒级的灰分基本变化不大，属于极难浮煤泥，浮选精煤灰分很难达到11%以下的产品要求，容易造成精煤产品质量不合格，影响企业信誉。
太西洗煤厂二分区难浮煤泥的生产实践阐述了太西洗煤厂二分区浮选系统对难浮煤泥浮选过程中出现的问题，并针对问题进行了分析，采取了一系列措施，最终取得了较好的浮选效果。
标签：难浮煤泥采取措施浮选效果1 概述太西洗煤厂二分区洗煤车间自2003年开始重介系统调试生产，生产工艺采用原煤无压给料三产品重介旋流器分选，煤泥直接浮选，浮精煤过滤回收，浮选尾煤浓缩压滤回收的联合工艺流程。
浮选设备采用由中国矿业大学研制的四台FCSMC－3000型浮选柱，从－0.5mm煤泥中回收灰份小于7.5％的浮选精煤，浮选精煤采用两台圆盘真空过滤机脱水。
太西洗煤厂二分区入洗原煤主要来自于神宁集团公司下属的汝箕沟生产矿井，少量来自大峰矿。
2011年，二分区调入部分大峰矿风选末煤、水锈煤、灭火工程煤进行配洗，使得入洗原煤中煤泥量由12.0%剧增至16.0%，煤泥中泥质页岩含量大、高灰细泥多，可浮性由中等可浮变为难浮，给浮选系统生产及指标控制带来了很大的困难。
2 浮选系统出现的问题2.1 浮选入料浓度高、浮精灰分高，尾矿灰分低，尾矿浓度高。
入料浓度最高达到130g/L左右，入料灰分20%左右，浮精灰分7—8%，尾矿灰分40—42%，尾矿浓度最高为65g/L，浮选尾矿中粗颗粒较多。
浮选精煤产率低，可燃体回收率低。
2.2 调整药剂比例及药剂用量效果不明显。
浮选车间一楼精矿池精矿向外溢出，三楼浮选柱内精矿溢流速度非常快，泡沫虚且带水精矿浓度低。
2.3 圆盘真空过滤机不吸料、滤饼薄，且卸料困难。
导致浮选精矿不能及时处理，在过滤机和精矿池间打循环，在很大程度上限制了浮选系统处理能力。
同时增加了浓缩压滤系统的负担，循环水浓度高，又重复影响了过滤机的卸料。
2.4 循环水浓度高，水质变黑。
导致浮选效果差，尾煤泥回收困难。
3 分析原因3.1 入洗原煤来自多矿点，大峰矿的风选末、水锈煤、汝箕沟的灭火煤、泥质页岩含量高的煤，入洗前没有根据煤质资料的变化及时合理搭配入洗比例，仅依靠经验调整操作。
难浮煤泥两段浮选工艺改造研究作者：陈斌
来源：《山西能源学院学报》2019年第04期
【摘要】对难浮煤泥进行浮选时，适宜的药剂制度及工艺布置对最终浮选效果的好坏具有重要影响。
本文以山西古交某中心选煤厂难浮煤泥为试验对象，进行单元浮选试验，研究表明：对煤泥实施两段浮选效果较好，其中一段浮精作为精煤产品，其指标以最终精煤产品指标为准进行调整;二段浮精作为中煤产品，并根据中煤发热量确定其浮选灰分及二段的补加药剂量。
二段浮精去向设置两条支路，即浮精矿桶和浮选中煤桶，根据入浮煤泥可浮性变化做具体调整。
【关键词】浮选;煤泥;可浮性;工艺改造
【中图分类号】 TD923 【文献标识码】 A
【文章編号】 2096-4102（2019）04-0047-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
1引言
为了挖掘煤泥中的价值，往往采用浮选手段获得精煤，提高对原煤的利用率。
但由于原煤煤质的恶化，煤泥中存在的高灰细泥越来越多，加之部分煤泥存在风化氧化现象，使得煤泥浮选的效果不甚理想。
目前，人们一方面通过研究高效浮选药剂及其使用制度来改善煤泥的浮选效果;另一方面通过对煤泥水工艺布置进行改造，选择适合该特定煤泥的生产工艺方案，力求最大限度地回收精煤组份。
本文以山西古交某中心选煤厂难浮煤泥为试验样品，采用单因素试验方法对难浮煤泥进行实验室单元浮选试验，研究适宜的生产工艺，以期改善企业经营效益，为难浮煤泥的合理利用提供一定的试验参考。
2样品及药剂
本文采用山西古交某中心选煤厂浮选入料作为试验样品。
该厂浮选入料可浮性较差，当要求浮选精煤灰分控制在10%以下时，浮选尾煤灰分只能控制在33%—40%范围内，并且浮精产率低。
首先对该煤泥进行小筛分试验，所得数据如表1所示。
如表1所示，该煤泥随着粒级的减小，灰分逐渐升高，其中高灰部分主要集中在-0.045mm 粒级，灰分达到了55.73%，占比为22.68%，这部分高灰细泥的存在会对捕收剂的选择性造成重要影响，不利于浮选精煤灰分的控制。
占比最高的是0.25-0.125mm粒级，灰分为29.04%，说明在目前生产状况下，这部分粒级中有大量精煤颗粒损失在了尾煤中，浮选效果较差。
本文所用药剂主要为起泡剂和捕收剂，如表2所示。
3试验分析
本文采用实验室单元浮选试验对煤泥的浮选效果进行测定，已知在本厂生产中，起泡剂的用量变化对浮选效果影响相对较小，因此在本文所述各组试验中固定起泡剂用量为190g/t。
入料浓度为80g/L，刮泡时间3min，主轴转速1800r/min。
改变捕收剂用量，分别为700g/t、
900g/t、1100g/t、1300g/t、1500g/t、1700g/t。
分别测定各组试验的精煤、尾煤产率及灰分，并绘制折线图如图1、2所示。
如图1所示，随着捕收剂用量的增多，精煤灰分呈现大幅上升的趋势。
当捕收剂用量达到1500g/t后，精煤灰分的上升趋势减缓。
但在此捕收剂用量下，精煤灰分为16.77%，远大于10%的产品精煤控制灰分。
在这一指标控制范围内，当捕收剂用量为900g/t时，精煤灰分为9.23%，但此时精煤产率仅为38.21%。
同时由图2可知，此时的尾煤灰分仅为49.72%，产率高达61.79%。
并且随着捕收剂用量的增加，虽然尾煤产率不断降低，但尾煤灰分始终保持在70%以下，并在捕收剂用量达到1300g/t后基本趋于稳定。
可见，单纯为了保证精煤灰分，会造成大量的精煤组份损失在尾煤中，是对资源的极大浪费，同时也是企业经济效益的损失。
但从试验结果分析，单独通过药剂制度的优化也无法做到在保证精煤灰分的前提下大幅度改善浮选效果。
4优化措施
为了保证精煤产品指标正常，同时尽可能提高尾煤灰分，减少精煤损失，本文根据本厂的生产特性提出了工艺上的改进措施。
由第3节数据可知，在使用该样品进行试验时，当浮精指标合格时，尾煤灰分仅为
38.21%，说明有大量精煤损失在尾煤中。
通过提高药量的方式，尾煤灰分有所提高，说明这部分损失在尾煤中的精煤在可浮性方面仍有被回收的可能性。
同时，由于本厂属于中心选煤厂，根据入洗煤质的不同，煤泥的可浮性也会在不同时期有所差异，在相同条件下浮选时进入精煤的高灰细泥量也会有所差异。
因此，需要在生产过程中对浮选产品去向进行差异化设计。
综合前文数据分析，本文在该煤泥的浮选试验结果基础上，做出了两段三产品的浮选工艺改造方案。
具体方案为设置两段浮选机。
一段浮精指标以本厂产品指标为准，即浮精灰分控制在10%以内，该部分浮精经压滤后作为精煤产品使用。
一段浮选的尾煤进入二段浮选机，补加一定量的捕收剂，该段浮选的精煤产品灰分以本厂的中煤灰分值为参照，如中煤灰分一般为32%—40%时，二段浮精的灰分则以40%为标准进行浮选，后续经压滤后掺入中煤产品使用。
在生产过程中，可对二段浮精的发热量进行测定，如在灰分相同时，二段浮精发热量大于重选中煤的发热量，则可继续增大补加药剂量，上调二段浮精灰分，以达到回收更多有用组份，最大限度降低尾煤损失的目的。
由于具体生产过程中，一段浮选的加药量会随煤质变化有所波动，因此二段浮选中的补加药量也要根据产物灰分要求做具体调整。
需要注意的是，本文所参照的选煤厂属于中心选煤厂，入洗原煤种类并不固定，由此造成煤泥可选性会存在较大差异。
因此，在进行两段浮选的工艺改造过程中应对各个产物的管道输送及储存桶布置进行设计，主要在于浮选中煤的输送管道应设置两条线路。
分别去往浮选精矿桶和浮选中煤桶，并在两条支路上分别设置阀门。
当入浮煤泥可浮性差，需要进行三产品浮选时，二段浮精进入浮选中煤桶，经压滤后作为中煤产品使用;当入浮煤泥可浮性较好，可以同时满足精尾煤对灰分的要求时，则一二段浮选的精煤均去往浮选精矿桶，此时既可以通过加大
药剂用量，适当提高一段浮选精煤的灰分，使两段浮选转变为“粗选+精选”的分选工艺;也可以适当降低一段浮选加药量，使浮选药剂始终处于亏量状态，提高浮选精度。
通过这种工艺上的改进，在入洗原煤煤质差异较大时同步实现差异化浮选，最大限度地实现对精煤的高效回收，提高经济效益。
5结语
本文在对山西古交某中心选煤厂难浮煤泥进行单元浮选试验的基础上，针对其浮选特点，提出了两段三产品的浮选改造方案，得出如下结论：
（1）进行三产品浮选时，一段浮精指标以最终产品指标为依据进行调整，二段浮精指标以重选中煤指标为依据进行调整，最大限度提高尾煤灰分，降低尾煤产率;
（2）在两段三产品浮选过程中，二段的补加药剂量应根据实际生产指标适时调整;随着二段补加药剂量的增多，尾煤灰分会达到一个峰值，继续增加药剂量对提高尾煤灰分没有明显影响，但会进一步降低尾煤产率;
（3）应对二段浮选的产物设置两个去向，使其既可作为精煤产品，又可作为中煤产品，并根据入浮煤泥实际情况进行调整。
【参考文献】
[1]孙晋升.金黄庄选煤厂细煤泥浮选存在问题分析[J].山东工业技术，2019（18）：79.
[2]符剑刚，黄叶钿，李政，贾阳，等.高灰煤泥深度分选提质试验研究[J].中国煤炭，2019，45（4）：91-95.
[3]孙晋升.金黄庄选煤厂煤泥浮选影响因素分析[J].山东工业技术，2019（10）：97.
[4]石磊.高灰中煤重选抛尾—浮选联合提质工艺研究[D].北京：中国矿业大学，2017.
[5]王俊红.长沟选煤厂煤泥压滤系统升级改造理论实践研究方案探讨[J].煤质技术，2019，34（3）：66-69.
[6]任瑞晨，郑忠宇，孙得智，等.难选尾煤磨矿分级浮选提质实验研究[J].煤炭转化，2019，42（2）：72-77.
[7]张凯，马力强，于跃先，等.不同pH值下高密度细泥对煤泥浮选的影响[J].煤炭工程，2019，51（4）：123-126.。
