魏昌杰

（中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北省唐山市，063000）

★ 煤炭科技·加工轉(zhuǎn)化★

低階煙煤煤泥浮選提質(zhì)技術(shù)的研究與應(yīng)用*

魏昌杰

（中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司，河北省唐山市，063000）

對(duì)低階煙煤煤泥洗選提質(zhì)技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析研究后得出，目前的煤泥提質(zhì)技術(shù)已不能滿足煤泥提質(zhì)的要求，需對(duì)浮選提質(zhì)技術(shù)進(jìn)行新的研究。對(duì)朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠的煤泥進(jìn)行了可浮性提質(zhì)試驗(yàn)，得出該煤泥在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的情況下，浮選可燃體回收率大于80%，煤泥的可浮性為易浮，使得低階煙煤煤泥浮選成為可能。通過(guò)藥劑選擇性試驗(yàn)，得出HZ-1浮選藥劑更加適合煤泥浮選需要，煤泥浮選的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，浮選完善指標(biāo)為43.85%，同實(shí)驗(yàn)室結(jié)果相近，取得了理想的提質(zhì)效果。

低階煙煤 煤泥浮選 可燃體回收率 浮選完善指標(biāo)

目前低階煙煤占我國(guó)已探明煤炭?jī)?chǔ)量的32.66%以上，主要分布在新疆、內(nèi)蒙、山西、東北三省以及甘肅等地。洗選提質(zhì)是潔凈煤技術(shù)的源頭和基礎(chǔ)，是提高煤炭利用效率、節(jié)能、節(jié)運(yùn)和保護(hù)環(huán)境最為經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)途徑。低階煙煤由于水分高、含碳量低、熱值低、易風(fēng)化自燃以及難以洗選等特點(diǎn)，使得其入選比例不足40%，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。探究低階煙煤入選比例低的主要原因是由于低階煙煤煤泥提質(zhì)問(wèn)題未能解決，而低階煙煤煤泥洗選提質(zhì)技術(shù)的研究將有利于解決這一問(wèn)題，既可有效地降低煤泥的灰分和水分，提高發(fā)熱量，又可以改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)品質(zhì)量以及增加顯著的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)減少資源浪費(fèi)和保護(hù)環(huán)境有著重要的意義。

1　低階煙煤煤泥洗選提質(zhì)現(xiàn)狀

1.1發(fā)熱量主要影響因素

發(fā)熱量是低階煙煤重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，而水分和灰分是影響低階煙煤發(fā)熱量的主要因素，對(duì)于全粒級(jí)入選的低階煙煤，塊煤產(chǎn)品水分可滿足質(zhì)量要求，但對(duì)于末煤產(chǎn)品和煤泥產(chǎn)品，水分比原煤有明顯升高趨勢(shì)，煤泥產(chǎn)品水分升高可高達(dá)10%～15%，使得發(fā)熱量大幅下降。為此，在制定低階煙煤洗選工藝時(shí)，需要盡量提高分選下限，避免煤泥進(jìn)入洗選系統(tǒng)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。

1.2低階煙煤煤泥提質(zhì)技術(shù)現(xiàn)狀

煤泥提質(zhì)技術(shù)是降低煤炭入選下限并提高煤炭綜合利用效率的關(guān)鍵技術(shù)，降低水分和灰分可提高低階煤煤泥的發(fā)熱量，目前低階煙煤泥洗選提質(zhì)技術(shù)主要以降低水分為主，采用工藝為摻配和煤泥干燥。摻配提質(zhì)工藝主要是將回收的煤泥直接摻配到末煤產(chǎn)品中而不影響末煤產(chǎn)品質(zhì)量，該工藝適用適用于高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)煤泥；煤泥干燥提質(zhì)工藝主要通過(guò)干燥提質(zhì)技術(shù)脫去產(chǎn)品10%～15%的水分，使煤泥的發(fā)熱量提高2.51～3.77 MJ/kg，干燥后的煤泥產(chǎn)品滿足質(zhì)量要求或摻入末煤產(chǎn)品滿足質(zhì)量要求。

2　低階煙煤煤泥浮選提質(zhì)技術(shù)研究

隨著煤質(zhì)的變化、采煤方式的多樣性和洗選工藝的優(yōu)化升級(jí)，適用中、高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)煤泥提質(zhì)工藝已不能滿足生產(chǎn)需要，需從洗選降灰的角度出發(fā)研究低階煙煤泥提質(zhì)關(guān)鍵技術(shù)。浮選是細(xì)粒煤泥分選中應(yīng)用最廣且效果最好的一種選煤方法，通過(guò)調(diào)整浮選工藝指標(biāo)，可有效控制產(chǎn)品中的灰分。取朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠煤泥為試驗(yàn)煤樣，煤種為長(zhǎng)煙煤進(jìn)行低階煙煤煤泥浮選的研究。

2.1低階煙煤泥浮選試驗(yàn)條件確定

依據(jù)GB/T 4757-2013煤泥單元浮選試驗(yàn)方法，對(duì)朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠煤泥進(jìn)行小浮選試驗(yàn)，試驗(yàn)產(chǎn)品為精煤和尾煤，分別對(duì)水分和發(fā)熱量進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　煤泥水分和發(fā)熱量試驗(yàn)結(jié)果

高位發(fā)熱量和灰分之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為線性關(guān)系，即Qgr.d=m-b·Ad，根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)可計(jì)算出m=33.056，b=0.3778。在固定水分或灰分條件下，可計(jì)算出灰分和水分對(duì)發(fā)熱量的影響。對(duì)該煤泥進(jìn)行浮選試驗(yàn)，預(yù)期精煤水分為24.70%、灰分為13%，單位灰分對(duì)發(fā)熱量的影響為0.279 MJ/kg，即灰分升高1%發(fā)熱量下降0.279 MJ/kg；單位水分對(duì)發(fā)熱量的影響為0.305 MJ/kg，即水分升高1%發(fā)熱量下降0.305 MJ/kg。目前的壓濾煤泥灰分為26.93%，發(fā)熱量為16.50 MJ/kg。但要滿足產(chǎn)品發(fā)熱量大于18.83 MJ/kg，還需將煤泥灰分降低到12.82%，浮選精煤灰分控制在14.11%以內(nèi)。

2.2低階煙煤泥浮選試驗(yàn)

2.2.1可浮性試驗(yàn)

根據(jù)GB/T 30046.2-2013順序評(píng)價(jià)試驗(yàn)要求進(jìn)行順序評(píng)價(jià)試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室選用的浮選機(jī)容積為3.5 L，其充氣量為0.25 m3/（m2·min），葉輪轉(zhuǎn)速為1500 r/min，使用的捕收劑為正十二烷，起泡劑為4-甲基-2-戊醇。順序評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果繪制煤泥可浮性曲線如圖1所示。

圖1　煤泥可浮性曲線

由圖1中的精煤產(chǎn)率曲線和基元灰分曲線可以看出，精煤灰分從11.00%增加到12.00%時(shí)，精煤產(chǎn)率由72.15%增加到77.85%，分界灰分由17.00%增加到27.50%，這說(shuō)明當(dāng)精煤灰分大于11.00%時(shí)，精煤產(chǎn)率的增加主要是由于高灰煤泥進(jìn)入精煤產(chǎn)品。對(duì)于不同的精煤灰分有3個(gè)對(duì)應(yīng)的重要指標(biāo)，分別是精煤產(chǎn)率、尾煤灰分和可燃體回收率，并可判斷出不同精煤灰分對(duì)應(yīng)煤泥的可浮性，可浮性判斷指標(biāo)如表2所示。

表2　可浮性判斷指標(biāo)

由表2可以得出，當(dāng)精煤灰分為11%和12%時(shí)，煤泥的可浮性由易浮提高到極易浮，基元灰分小于30%，精煤中高灰細(xì)泥含量較少；當(dāng)精煤灰分大于12%時(shí)，基元灰分均大于70%，精煤產(chǎn)品被高灰細(xì)泥嚴(yán)重污染。

2.2.2藥劑選擇試驗(yàn)

按照GB/T 4757-2014《煤粉（泥）實(shí)驗(yàn)室單元浮選試驗(yàn)方法》規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行煤樣的藥劑制度和藥劑選擇試驗(yàn)。試驗(yàn)選用的浮選機(jī)容積為1.5 L，其充氣量為0.25 m3/（m2·min），礦漿濃度25 g/L，礦漿溫度為（25±10）℃，葉輪轉(zhuǎn)速為1800 r/min，捕收劑選用KD-1、HZ-1和柴油，起泡劑均為仲辛醇。對(duì)不同藥劑用量和藥劑比例進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。

表3　藥劑制度選擇試驗(yàn)結(jié)果

由表3可以看出，采用KD-1為捕收劑在油比為8∶1時(shí)，隨著藥劑耗量從0.6 kg/t增加到1.0 kg/t，浮選精煤的產(chǎn)率由55.81%增加到77.30%，而精煤灰分在14.5%±0.7%區(qū)間內(nèi)變化不大，尾煤灰分由39.38%提高到61.36%，浮選完善指標(biāo)以藥劑耗量為1.0 kg/t時(shí)的數(shù)值最大，為42.95%，取得了理想的浮選效果。以藥劑耗量為1.0 kg/t為基礎(chǔ)進(jìn)行油比試驗(yàn)，分別取油比為8∶1和4∶1進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果是油比為4∶1與油比為8∶1相比較，浮選完善指標(biāo)高出2.52個(gè)百分點(diǎn)，當(dāng)藥劑增加到1.0 kg/t時(shí)可燃體回收率開始下降，所以該藥劑的合理用量為1.0 kg/t，藥劑比例為4∶1。

采用HZ-1為捕收劑在油比為8∶1時(shí)，隨著藥劑耗量從0.6 kg/t增加到1.5 kg/t，浮選精煤的產(chǎn)率由39.12%增加到46.81%，而精煤灰分在13.0%±0.5%區(qū)間內(nèi)變化不大，浮選完善指標(biāo)由39.12%提高到46.81%。在藥劑用量1.5 kg/t時(shí)改變藥劑比例，進(jìn)行油比8∶1和4∶1試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果是油比為8∶1較油比為4∶1相比較浮選完善指標(biāo)高出0.42個(gè)百分點(diǎn)，所以該藥劑的合理用量為1.5 kg/t，藥劑比例為8∶1。

采用柴油為捕收劑時(shí)，當(dāng)精煤灰分為13.64%時(shí)，藥劑耗量高達(dá)2.5 kg/t，當(dāng)藥劑用量增加到3.0 kg/t時(shí)，精煤灰分變化不大，尾煤灰分由51.75%增加到59.61%，但總體藥劑耗量較高。

比較KD-1和HZ-1這2種藥劑的浮選效果，可得出藥劑用量與精煤產(chǎn)率、尾煤灰分、浮選完善指標(biāo)關(guān)系曲線如圖2、圖3和圖4所示，尾煤灰分與精煤產(chǎn)率關(guān)系曲線如圖5所示，精煤產(chǎn)率與浮選完善指標(biāo)關(guān)系曲線如圖6所示。

圖2　藥劑用量與精煤產(chǎn)率關(guān)系曲線

圖3　藥劑用量與尾煤灰分關(guān)系曲線

圖4　藥劑用量與浮選完善指標(biāo)關(guān)系曲線

圖5　尾煤灰分與精煤產(chǎn)率關(guān)系曲線

圖6　精煤產(chǎn)率與浮選完善指標(biāo)關(guān)系曲線

由圖2、圖3和圖4可以看出，在相同藥劑耗量的情況下，KD-1對(duì)應(yīng)的精煤產(chǎn)率和尾煤灰分均高于HZ-1捕收劑，要得到相同的精煤產(chǎn)率和尾煤灰分，HZ-1需要消耗更多的藥劑，但HZ-1對(duì)應(yīng)的完善指標(biāo)大于KD-1對(duì)應(yīng)的完善指標(biāo)，從浮選效果上看，HZ-1的浮選效果優(yōu)于KD -1捕收劑。

由圖5和圖6可以看出，在尾煤灰分相同的條件下，HZ-1對(duì)應(yīng)的精煤產(chǎn)率高于KD-1精煤產(chǎn)率，在精煤產(chǎn)率相同的情況下，HZ-1對(duì)應(yīng)的完善指標(biāo)高于KD-1的完善指標(biāo)。綜合分析HZ-1的浮選效果優(yōu)于KD-1的浮選效果。

3　低階煙煤煤泥提質(zhì)應(yīng)用效果

朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠是一座11.0 Mt/a的動(dòng)力煤選煤廠，采用的工藝為塊煤淺槽，末煤不入洗，粗煤泥螺旋分選機(jī)分選。增加浮選系統(tǒng)后，浮選的來(lái)料為濃縮分級(jí)旋流器的溢流、螺旋精煤濃縮分級(jí)旋流器溢流和精煤泥振動(dòng)弧形篩篩下水進(jìn)入浮選機(jī)浮選，浮選精煤壓濾機(jī)脫水回收，尾煤濃縮壓濾。

煤泥的試驗(yàn)結(jié)果表明該煤泥的浮選是可行的，將該技術(shù)成功應(yīng)用于朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠的工業(yè)生產(chǎn)中，藥劑選用HZ-1捕收劑，起泡劑為仲辛醇，煤泥浮選生產(chǎn)效果如表4所示。

表4　煤泥浮選生產(chǎn)效果

由表5可以看出，煤泥平均灰分由26.54%降至13.62%，收到基低位發(fā)熱量由16.50 MJ/kg提高到19.35 MJ/kg，浮選平均完善指標(biāo)43.87%，同實(shí)驗(yàn)室完善指標(biāo)接近，取得了理想的浮選效果。

4　結(jié)論

低階煙煤泥浮選提質(zhì)技術(shù)在朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠煤泥進(jìn)行可浮性提質(zhì)試驗(yàn)并進(jìn)行工業(yè)性應(yīng)用后，得出該煤泥在滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的情況下可浮性為易浮。在藥劑選擇和對(duì)比試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)HZ-1藥劑的更能滿足低階煙煤泥浮選提質(zhì)要求。研究成果的成功應(yīng)用表明，各項(xiàng)指標(biāo)同實(shí)驗(yàn)室結(jié)果相近，取得了理想的浮選效果，可有效地將低值煤泥轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)商品煤產(chǎn)品，變廢為寶，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

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（責(zé)任編輯 王雅琴）

黑龍江省發(fā)布煤炭?jī)r(jià)格與供熱價(jià)格實(shí)行聯(lián)動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)

根據(jù)近年來(lái)黑龍江省大多數(shù)地區(qū)供熱企業(yè)煤炭成本占總供熱成本的比重（以下簡(jiǎn)稱 “煤熱比重”），參考國(guó)內(nèi)部分地區(qū)的煤熱比重，綜合黑龍江省內(nèi)大型鍋爐房、背壓機(jī)組和大型抽凝機(jī)組3種集中供熱方式，該省的煤熱比重平均約為55%。按照黑龍江省政府部署，各市、縣政府（黑龍江省農(nóng)墾總局、森工總局按照市地級(jí)權(quán)限執(zhí)行）要按照《國(guó)家發(fā)改委、住建部印發(fā)關(guān)于建立煤熱價(jià)格聯(lián)動(dòng)機(jī)制的指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》有關(guān)規(guī)定，建立煤熱價(jià)格聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

當(dāng)煤炭?jī)r(jià)格變化幅度達(dá)到10%時(shí)，應(yīng)對(duì)供熱價(jià)格進(jìn)行5.5%左右的調(diào)整，并兼顧其他成本的合理變化，具體年度供熱價(jià)格由市、縣政府依據(jù) 《中華人民共和國(guó)價(jià)格法》等有關(guān)規(guī)定，召開聽證會(huì)后，結(jié)合本地實(shí)際情況確定。2015年供熱價(jià)格調(diào)整，參照 《國(guó)家發(fā)改委辦公廳關(guān)于開展環(huán)渤海動(dòng)力煤價(jià)格指數(shù)試運(yùn)行工作的通知》確定的環(huán)渤海動(dòng)力煤價(jià)格指數(shù)；2010年以前沒(méi)有環(huán)渤海動(dòng)力煤價(jià)格指數(shù)數(shù)據(jù)參照的，由市、縣政府自行測(cè)算供熱價(jià)格調(diào)整幅度。從2016年開始，黑龍江省物價(jià)監(jiān)管局每年公布上一采暖年度全省煤炭平均價(jià)格變化指數(shù)，供各地調(diào)整熱價(jià)時(shí)參考。各市、縣政府要明確要求各供熱企業(yè)嚴(yán)格控制各項(xiàng)成本，以利于煤熱價(jià)格聯(lián)動(dòng)機(jī)制發(fā)揮更好作用。

Research and application on upgrading technologies of low-rank soft coal slime flotation

Wei Changjie
（CCTEG Tangshan Research Institute，Tangshan，Hebei 063000，China）

According to analytical study current situation of upgrading technologies on lowrank soft coal slime flotation，the current upgrading technologies could not meet coal quality requirements which need conduct new studies about flotation upgrading technologies.Basing upon the floatability of coal slim upgrading experiment in coal preparation plant of ChinaCoal Pingshuo Group Co.，Ltd.，the authors found that when the coal slime meet coal quality requirements，recovery rate of flotation combustible was more than 80%，floatability of coal slime was easy floating which made low-rank soft coal slim flotation possible；according to agent selective test，HZ-1，flotation agent was more suitable for coal slime flotation requirement，industrial production practice of coal slime flotation showed that complex index of flotation was 43.85%on the premise of meet the requirements of product quality，and the results were similar in same laboratory which had the ideal upgrading effects.

low-rank soft coal，coal slime flotation，recovery rate of flotation combustible，floatation complex index

TD94

A

魏昌杰（1984-），男，陜西旬陽(yáng)人，助理研究員，主要從事煤泥浮選裝備與浮選工藝研究。

天地科技公司研發(fā)項(xiàng)目低階煤表面改質(zhì)技術(shù)與浮選工藝研究（KJ-2014-TSKY-01）