億成選煤廠浮選尾煤可浮性研究

盧智強

(1.中煤科工集團唐山研究院有限公司；2.唐山國選精煤有限責任公司，河北 唐山 063012)

1 概 述

我國煤炭資源豐富，煤炭種類較多，經濟社會發展對煤炭的需求量較大。然而，我國現階段經濟發展進入新時期，建設資源節約型、科學發展型社會的目標日趨強烈，對煤炭綜合利用的改革也提出了新要求[1-4]。因此，提高原煤洗選加工的相關技術成為了重點研究內容[5-6]，煤泥的浮選也成為熱點話題[7-11]。

筆者以億成選煤廠浮選尾礦作為試驗樣品，通過對浮選尾煤的特性分析，并對其粒度組成、密度組成進行深入分析，探討了該廠浮選尾煤的可浮性，以指導現場生產。

2 煤樣來源與性質分析

選取3組主焦煤的浮選尾煤，此3組浮選尾煤均來自億成選煤廠，對3組浮選尾煤進行礦物分析、化學分析。

2.1 礦物分析

實驗采用AXS公司的D8型X射線衍射儀，設置條件為靶型Cu靶、電壓40 kV、電流40 mA、起始角4°、終止角65°、掃描速度0.5 s/步、步長0.02°。確定了3組浮選尾煤中的非煤礦物主要有石英、高嶺石、方解石等，而高嶺石屬于黏土類礦物，在浮選過程中極易泥化，影響浮選效果。

2.2 化學成分分析

選取3組浮選尾煤，進行化學成分分析，將煤樣在120 ℃條件下烘干1 h，烘干后制成煤樣，在800 ℃條件下進行煅燒，對煅燒后產品進行測試。測試結果可知，浮選尾煤泥的主要成分為SiO2和Al2O3，結合礦物組成分析可知，脈石礦物含量比較高，浮選過程中會產生泥化現象，影響煤泥浮選效果。

3 煤泥可浮性分析

3.1 粒度組成分析

將3組浮選尾煤通過濕篩的方法進行篩分試驗，分別取樣500 g，并命名為1號、2號、3號浮選尾煤，試驗按照GB/T 477-2008《煤炭篩分試驗方法》采用 0.50 mm、0.25 mm、0.125 mm、0.074 mm及0.045 mm標準套篩進行粒度分析，篩分結果見表1、表2、表3。

表1 1號浮選尾煤篩分試驗結果

通過對表1分析可知，粒級小于0.045 mm為1號浮選尾煤的主導粒級，產率為59.59%，灰分為54.14%，灰分相比較上一個粒級高出15.01個百分點，相比較平均灰分高出5.18個百分點，泥化現象比較嚴重，將會嚴重影響浮選效果，降低精煤質量，不宜再次浮選，若想提高浮選效果，后續應考慮浮選尾煤預先脫泥；大于0.50 mm和0.50～0.25 mm 2個粒級產率分別為2.03%、12.89%，共計14.92%，綜合灰分41.27%，可見該粒級煤泥沒有得到充分解離，使得灰分較高，該粒級也不宜再次浮選，若想提高浮選效果，應考慮先磨再??；0.045～0.074 mm粒級灰分較低，為39.13%，但產率僅為7.02%，0.25～0.074 mm粒級綜合灰分較高，為42.18%，產率為18.47%，這幾部分粒級再次浮選出合格的精煤有一定難度。

表2 2號浮選尾煤篩分試驗結果

通過對表2分析可知，2號浮選尾煤主導粒級仍為小于0.045 mm，產率為53.39%，灰分為54.56%，灰分相比較上一個粒級高出16.51個百分點，相比較平均灰分高出5.01個百分點，可見2號浮選尾煤泥化現象也比較嚴重，不宜再次浮選，若想提高浮選效果，應考慮后續浮選尾煤預先脫泥；大于0.50 mm和0.50～0.25 mm 2個粒級產率分別為3.12%、14.33%，共計17.45%，綜合灰分47.80%，灰分較高，不宜再次浮選，若想提高浮選效果，應考慮先磨再??；0.125～0.25 mm粒級灰分為45.77，灰分比較高；0.074～0.125 mm和0.045～0.074 mm 2個粒級灰分較低，分別為39.99%和38.05，但產率和僅為18.85%，再次浮選出合格的精煤有一定的難度。

表3 3號浮選尾煤篩分試驗結果

通過對表3分析可知，3號浮選尾煤綜合灰分為34.11%，相比較其他兩種尾煤灰分比較低，且3號浮選尾煤的產率與灰分有一定的特點。0.50～0.045 mm粒度級的產率共計17.48%，綜合灰分為19.90%，灰分比較低，但小于0.045 mm粒級的產率較高，為82.52%，灰分為37.12%。結合數據，可見細粒級的煤泥較多，且灰分也比較低，與上述的2種浮選尾煤有一定的不同。

3.2 密度分析

以《中華人民共和國煤炭行業標準煤浮沉試驗方法》(GB/T478-2008)作為依據，對億成3種浮選尾煤進行浮沉試驗，分別取煤樣500 g，選用CCl4、C6H6、CHBr3配置重液，設定高速離心機轉速為3 000 r/min，試驗結果見表4、表5、表6。

表4 1號浮尾浮沉試驗結果

通過對表4分析可知，1號浮選尾煤的主導密度級為大于1.8 g/cm3，該密度級產率為45.47%，灰分為62.95%，相比較平均灰分高出13.98個百分點，這部分主要是高灰細泥，且煤泥夾雜了粗粒煤矸石；小于1.6 g/cm3密度級累計產率為9.46%，綜合灰分為18.16%，該密度級煤泥產率較低，綜合灰分較高，灰分低于11.5%的煤泥產率僅有0.96%，可見僅靠單獨浮選工藝很難選出合格的低灰精煤；當密度級逐漸升高時，煤泥產率及灰分也隨之升高，且當密度級增至1.6 g/cm3時，累計產率及灰分增速達到最大值，說明該部分煤泥需要進一步解離，才能達到浮選目標。

表5 2號浮尾浮沉試驗結果

通過對表5分析可知，2號浮選尾煤密度組成與1號浮選尾煤的密度組成較為相似，該浮選尾煤的主導密度級也為大于1.8 g/cm3，該密度級產率為42.79%，灰分為61.42%，相比較平均灰分高出11.84個百分點；小于1.6 g/cm3密度級累計產率為9.89%，綜合灰分為18.96%，該密度級煤泥產率較少，綜合灰分較高，灰分低于11.5%的煤泥產率僅有1.21%，且當密度級增至1.6 g/cm3時，產率和灰分達到最高增速級。

表6 3號浮尾浮沉試驗結果

通過對表6分析可知，3號浮選尾煤與前2種尾煤密度組成有些差異，雖然3號煤主導密度級仍為大于1.8 g/cm3，但產率僅為25.83%，灰分為55.14%，相比較平均灰分高出21.04個百分點，小于1.6 g/cm3密度級產率相比其他2種浮選尾煤較高，產率為32.89%，綜合灰分為17.59%，灰分小于11.5%的煤泥產率較高，達到9.58%左右，且當密度級增至1.6 g/cm3時，產率和灰分達到最高增速級。

顯而易見，3號浮選尾煤中的煤與矸石解離情況優于1號、2號浮選尾煤，這使得3號浮選尾煤直接通過浮選出合格的精煤增加了可能性，但結合前文的粒度分析可知，3號浮選尾煤粒度較細，需要其他分選設備輔助分選。

4 結 語

(1)針對3種浮選尾煤篩分結果分析，確定了3種浮選尾煤主導粒級皆為小于0.045 mm，且產率均超過了50%，1號、2號浮選尾煤粒度灰分組成相似，而3號浮選尾煤灰分較低，但粒度更細，證明了浮選尾煤泥化現象較為嚴重。

(2)針對3種浮選尾煤浮沉結果分析，確定了3種浮選尾煤主導密度級均為大于1.8 g/cm3，且當密度級增至1.6 g/cm3時，產率和灰分達到最高增速級，證明了該密度級煤與黏土類礦物未能充分解離，直接通過浮選，難以回收合格精煤。