優(yōu)質稀缺煤種難選煤泥的分選過程強化研究.pdf

1、我國煤炭資源種類齊全，但不均衡，焦煤和肥煤占查明煤炭資源儲量的比例不足6％和3％，屬于優(yōu)質稀缺煤種。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，優(yōu)質焦肥煤用量缺口很大，進口量逐年增加，2009年我國進口焦煤量達3449×104t，而我國主要的焦肥煤生產普遍存在分選回收率低、精煤灰分高的問題，造成極大的資源浪費。以開灤集團為例，其總精煤量約占入洗量的1/3，而煤泥分選的精煤產率不到50％，且精煤灰分高，嚴重制約了焦煤工業(yè)的發(fā)展。優(yōu)質稀缺煤煉焦煤，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。
　　針對我國優(yōu)質稀缺煤炭資源的實際需求，開展其強化分選過程研究具有十分重要的意義。針對目前國內外對于難選煤分選強化手段單一，分選效率提高有限等不足，本文從試驗方法和分析手段研究入手，強調分選過程強化與煤泥的表面性質、礦物質嵌布和分選過程中物性變化特征之間的關聯(lián)，著重建立符合浮選過程中物性變化的兩段柱式浮選過程及以其為主體的強制調漿-兩段柱式浮選-中煤細磨解離聯(lián)合分

3、選工藝流程。借助ZEISS的M1m顯微光度計、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特征，通過多組分捕收劑、球磨機細磨解離以及柱式浮選的組合方式，獲得了煤性質特征與藥劑主要官能團之間作用機理、煤細磨解離行為以及兩段柱式浮選過程特征參數(shù)之間的關系，首次提出了兩段式浮選過程以及在工業(yè)上應用煤的解離分選?；谶@些研究，本文提出并建立了組合強制調漿-兩段柱式浮選-中煤細磨解離的分選工藝流程，并進行了半工業(yè)實踐驗證，結果

4、表明該工藝能夠進一步提高優(yōu)質稀缺煤的浮選效率。研究取得了如下認識和結果:
　　(1)研究了難選煤泥的表面性質和傳統(tǒng)藥劑在分選難選煤過程中存在的問題，并針對難選煤所突現(xiàn)的高灰、難浮、選擇性差、細粒含量高以及中煤含量高的特點，提出了多組分藥劑復配，強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化作用的關系。
　

5、　(2)研究了采用添加分散劑和高速剪切兩種形式強化調漿過程，添加分散劑，顆粒Zeta負電位下降，顆粒分散程度提高，細粒粘附減少，同時也減少了對捕收劑的競爭吸附;高速剪切同樣減少了顆粒表面細顆粒粘附，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)建立了中煤細磨強化解離分選的工藝。提出了優(yōu)質稀缺煤浮選過程中中煤含量較高時，可采用細磨工藝，以確保煤樣中可燃體成分與礦物質成分分離，為實現(xiàn)

6、煤樣的高效浮選提供了技術支撐。利用浮選產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磨工藝流程，最終確定以尾煤分級后中煤細磨解離為主體的分選工藝流程。中煤細磨-浮選工藝流程中中煤浮選入料細度為-0.074mm含量占59.47％，細磨后的中煤單獨浮選，最終綜合精煤可燃體回收率為76.42％，產率為65.20％，同時精煤灰分為11.63％。該流程在不改變原產率的情況下，對中煤解離分選，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變化規(guī)律相匹配的兩段柱式浮選過程。即根據(jù)難選煤泥分選過程的特點，采用易浮煤粒靜態(tài)化的高效浮出機制和難選微細粒煤高效微泡礦化，高紊流、強旋流及高能量狀態(tài)的強力分離機制的兩段柱式浮選過程，以實現(xiàn)難選煤泥分選效率和回收率的提高。該過程為煤炭和其它金屬、非金屬礦物的浮選過程提出了新的概念。以氣泡與顆粒碰撞礦化機理為基礎，建立兩段柱式浮選的浮選速度常數(shù)模型和顆粒停留時間模型。計算表明，浮選柱第二段的浮選速度常

8、數(shù)約為第一段的5倍，當處理量為50m3·h-1時顆粒的停留時間為4.9min;根據(jù)回收率軸向擴散模型計算得知兩段柱式浮選過程的回收率明顯高于一段柱式浮選過程。根據(jù)以上研究結果，建立了兩段柱式浮選過程半工業(yè)分選試驗系統(tǒng)，并通過大量試驗對兩段柱式浮選系統(tǒng)各參數(shù)進行了優(yōu)化，驗證了兩段柱式浮選過程的合理性。
　　本文提出了以強制調漿-兩段柱式浮選-中煤細磨為主體的優(yōu)質稀缺難選煤分選新工藝，結合以捕收劑的強化作用改善煤樣表面性質，解決了難選