時(shí)本軒 謝廣元 張 明 邵懷志 張秀峰

（中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇省徐州市，221008）

高效煤用捕收劑EC－9800的應(yīng)用效果實(shí)驗(yàn)研究

時(shí)本軒 謝廣元 張 明 邵懷志 張秀峰

（中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇省徐州市，221008）

介紹了一種新型高效煤泥浮選捕收劑EC－9800，通過其實(shí)驗(yàn)室浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果與常規(guī)浮選藥劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比表明，EC－9800具有選擇性好、分選效率高、節(jié)約藥量的特點(diǎn)。與煤油相比，在精煤灰分相同的條件下，可節(jié)省用藥50%以上。這種高浮選精煤產(chǎn)率與低選煤藥耗的聯(lián)合作用，將給選煤廠帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

煤泥 浮選 新型捕收劑 EC－9800

1 概述

煤炭洗選是潔凈煤技術(shù)的基礎(chǔ)，也是煤炭深加工（制水煤漿、焦化、氣化及液化）和潔凈、高效利用的前提。而作為選煤中分選細(xì)粒煤的主要途徑的浮游選礦以其獨(dú)有的優(yōu)勢而存在，但是浮選中也存在成本高等問題。隨著采煤及選煤機(jī)械化程度的提高，煤泥含量會越來越高，這就要求必須解決浮選高成本的問題。目前一些常見的煤用捕收劑一般是一些非極性烴類油，如煤油、輕柴油等。而這些捕收劑在未經(jīng)特殊處理（如乳化等）時(shí)藥劑耗量一般比較大，這是對寶貴的不可再生能源的浪費(fèi)，同時(shí)也是造成浮選成本高的原因之一。而另一個(gè)重要的事實(shí)是一些處理藥劑的手段，如使用超聲波乳化浮選藥劑等，本身就引入了超聲波裝置，這也是構(gòu)成浮選成本的一個(gè)組成部分。鑒于此，北京選能公司致力于開發(fā)一種新型的煤用捕收劑——EC－9800，使它在未經(jīng)特殊處理的常規(guī)條件下既能保證很高的分選效率又能減少藥劑用量從而大大節(jié)約浮選成本。

EC－9800是專門為普通煤（非高硫煤及氧化煤）的浮選開發(fā)的新藥劑，它具有捕收性能好、浮選速度快、分選效率高的特點(diǎn)，本文就該捕收劑的應(yīng)用效果展開實(shí)驗(yàn)研究。

2 煤樣制備及煤質(zhì)分析

實(shí)驗(yàn)室煤泥浮選煤樣分別采自江蘇徐州和陜西榆林，并按照國家標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行了煤樣的篩分、摻勻、縮分，制備出實(shí)驗(yàn)用煤質(zhì)分析樣和煤泥浮選用樣。經(jīng)過硫分測定，測得徐州本地煤樣硫分為0.70%，為低硫分煤；榆林煤樣硫分為2.62%，為中高硫煤。表1、表2分別為徐州煤樣及榆林煤樣粒度組成。

由表1分析可知：徐州煤樣中粗粒煤的含量很低，而－0.074mm粒級的含量則高達(dá)68.96%，說明高灰細(xì)泥含量高，對浮選精煤質(zhì)量的保證很不利，由于高灰細(xì)泥的夾帶將會嚴(yán)重影響浮選過程中的分選精度，因此要求浮選藥劑具有較高的選擇性，以便在保證精煤灰分的前提下提高精煤產(chǎn)率。

表1 徐州煤樣粒度分析結(jié)果表

表2 陜西榆林煤樣粒度分析結(jié)果表

由表2分析可知：榆林煤樣中粗粒級煤占主導(dǎo)地位，＋0.125mm級含量達(dá)到67.18%，由經(jīng)驗(yàn)可知在浮選過程中，粗顆粒由于體積較大較易損失在尾煤中，這就要求浮選藥劑的選擇性要強(qiáng)，以便粗顆粒與氣泡充分接觸。

3 實(shí)驗(yàn)室煤泥浮選實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)條件

浮選煤樣為徐州煤樣和榆林煤樣的－0.5mm級煤泥，采用1.5LXFD單槽浮選機(jī)及FCMC旋流微泡浮選柱的半工業(yè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行浮選實(shí)驗(yàn)。煤漿濃度為80g／L，浮選所用捕收劑分別為煤油和EC－9800，起泡劑為GF。

3.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

為了驗(yàn)證EC－9800這種新型捕收劑的效果，分別設(shè)計(jì)了該藥劑與煤油在兩種煤樣條件下的浮選機(jī)效果對比實(shí)驗(yàn)及浮選柱的效果對比實(shí)驗(yàn)。確定實(shí)驗(yàn)方案前，首先進(jìn)行了捕收劑初步探索，大致確定了捕收劑范圍；然后進(jìn)行了起泡劑單因素實(shí)驗(yàn)，確定了起泡劑藥量；并結(jié)合現(xiàn)場的灰分要求并根據(jù)廠家提供的用量范圍，確定了實(shí)驗(yàn)方案。

徐州煤泥：要求精煤灰分小于11%；榆林煤泥：要求精煤灰分小于5%。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表3和表4所示：

表3 徐州煤樣實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

表4 榆林煤樣實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.3.1 浮選機(jī)浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5 徐州煤樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果

煤漿濃度為80g／L時(shí)，徐州煤樣和榆林煤樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分別見表5和表6，分析可知：

（1）在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)使用EC－9800捕收劑時(shí)，在礦漿中能產(chǎn)生大量細(xì)小的微泡，且浮選速度快，浮選效果好。

（2）徐州本地煤泥浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，EC－9800的用量為煤油用量的1／3左右時(shí)就能達(dá)到相近的灰分，且精煤產(chǎn)率及浮選完善指標(biāo)都達(dá)到或超過使用煤油作為捕收劑時(shí)的指標(biāo)。

（3）榆林煤樣是中高硫煤，雖然EC－9800不適用于捕收高硫煤和氧化煤，但是由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知利用EC－9800作為榆林煤樣的捕收劑時(shí)，在滿足要求灰分的條件下也能達(dá)到與煤油相近或略低的指標(biāo)，但是藥劑用量卻少很多。

表6 榆林煤樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.3.2 浮選柱浮選實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了進(jìn)一步驗(yàn)證EC－9800捕收劑對普通煤樣（非高硫煤及氧化煤）的捕收效果，再用浮選機(jī)探索出的最佳藥劑條件做徐州普通煤樣的浮選柱實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果見表7。

表7 浮選柱實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

由表7分析可知：

（1）使用徐州煤泥進(jìn)行浮選柱實(shí)驗(yàn)，在與浮選機(jī)相同的藥劑條件下，兩種捕收劑各自進(jìn)行浮選柱浮選實(shí)驗(yàn)所得的浮選完善指標(biāo)均高于浮選機(jī)，而精煤產(chǎn)率在精煤灰分增加不大的前提下卻有大幅提高，同時(shí)若想得到要求的灰分則可通過降低藥量和降低循環(huán)泵壓力來實(shí)現(xiàn)。

（2）在浮選柱上分別使用煤油和EC－9800作為捕收劑時(shí)，在精煤灰分相近的情況下，EC－9800作捕收劑時(shí)精煤產(chǎn)率和浮選完善指標(biāo)更高一些。說明在浮選機(jī)及浮選柱條件下對普通煤樣（非高硫煤及氧化煤）的浮選實(shí)驗(yàn)，新型捕收劑的效果均優(yōu)于煤油這種捕收劑。

4 理論分析

煤泥浮選是一個(gè)涉及氣、液、固三相的相當(dāng)復(fù)雜的過程，不同變質(zhì)程度的煤具有不同的可浮性。浮選藥劑的作用是通過調(diào)節(jié)氣、液、固三相的界面性質(zhì)，增加煤與礦物之間的表面性質(zhì)差異來實(shí)現(xiàn)煤與礦物顆粒的分離。

煤泥浮選的前提條件是要提高煤顆粒的疏水性，增大煤顆粒與雜質(zhì)的表面疏水性差異。烴類油（柴油、煤油等）是一種疏水性物質(zhì)，它與水互不相溶，在礦漿中不能形成細(xì)小的分散相，只能以液滴的形式存在，導(dǎo)致烴類油滴與煤粒發(fā)生接觸碰撞并附著的概率較小。而且烴類油滴在短時(shí)間內(nèi)還會聚集成大的油滴，較大的油滴被細(xì)小煤粒過量吸附，提前浮出造成藥劑浪費(fèi)，同時(shí)精煤中泥質(zhì)的錯(cuò)浮物較多，精煤灰分升高。而粗煤粒在浮選過程因?yàn)樗巹┎蛔?，浮選選擇性較差，損失在尾煤中，尾煤灰分較低。

通過表面活性劑的改性作用，使EC－9800能在煤漿中呈現(xiàn)高度分散狀態(tài)，增大了捕收劑與煤粒表面的接觸機(jī)會。這樣通過捕收劑與煤粒的充分作用可大大提高煤漿中煤粒的疏水性，從而改善煤泥浮選的效果。

5 結(jié)論

（1）浮選機(jī)和浮選柱實(shí)驗(yàn)都證明，EC－9800用藥量是普通捕收劑煤油用量的1／3左右時(shí)就能達(dá)到要求的灰分，且精煤產(chǎn)率及浮選完善指標(biāo)均與使用煤油時(shí)獲得的指標(biāo)相近。

（2）新型捕收劑能產(chǎn)生多而細(xì)小的微泡，浮選速度快且效果好。

（3）普通煤樣在用浮選機(jī)做出的最佳實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)時(shí)，在同樣的藥劑條件下進(jìn)行浮選柱實(shí)驗(yàn)時(shí)，精煤灰分略有提高，但精煤回收率卻大幅上升，可見使用浮選柱時(shí)，由于浮選柱本身的優(yōu)勢使用藥量更低，且能根據(jù)需要調(diào)節(jié)循環(huán)泵壓力以便改變灰分產(chǎn)率，當(dāng)使用浮選柱時(shí)在小藥劑用量條件下就能達(dá)到甚至超過普通捕收劑的浮選效果。

［1］ 王啟廣等.選煤機(jī)械［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009

［2］ 蔡璋.浮游選煤與選礦［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，1991

［3］ 張明，謝擴(kuò)元，董玉蛟等.預(yù)礦化式浮選柱分選炷度較粗泥煤的試驗(yàn)研究［J］.中國煤炭，2011（11）

［4］ 王成師.添加抑制劑的浮選脫硫試驗(yàn)研究［J］.中國煤炭，2007（5）

Experimental research on the application of the high－effcient slime collector－EC－9800

Shi Benxuan，Xie Guangyuan，Zhang Ming，Shao Huaizhi，Zhang Xiufeng
（School of Chemical Engineering，China University of Mining and Technology，Xuzhou，Jiangsu 221008，China）

A new high－efficient collector，EC－9800，was introduced in this paper.The flotation results showed that the collector EC－9800is characteristic of good selectivity，high separation efficiency and reducing reagent dosage.By comparison with kerosene，over 50%of EC－9800 could be saved for the same ash content of the float coal.The high coal productivity by flotation and the low reagent cost could bring considerable economic benefits to a coal preparation plant.

coal slime，flotation，novel collector，EC－9800

TD943.13

A

時(shí)本軒（1985－），男，內(nèi)蒙古通遼人，中國礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程專業(yè)在讀碩士研究生，主要從事細(xì)粒煤分選的研究。

（責(zé)任編輯 梁子榮）