分级小浮沉试验方法探究

摘要：我国的煤泥分选过程中经常会出现小浮沉的现象，因此催生了煤泥分级浮沉方法的产生。为了判别各个煤泥浮沉的选择性，按照GB/T19092-2003有关煤泥浮沉处理试验的方法对其进行了分级处理，试验中发现了粒级为0.25～0.5mm的浮尘在使用离心处理分离时容易产生污染。文章通过对煤泥分级浮尘的产生原因进行分析，并提出了一些改进的方法。

关键词：分级小浮沉；试验方法；煤泥分选；离心处理分离

中图分类号：TD942 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）25-0022-02

1 分级小浮沉试验方法简介

1.1 分级小浮沉试验的重要性

分级小浮沉试验是指对于粒级为0.5mm以下的煤泥小颗粒进行浮沉分级处理的方法，分级处理浮沉试验方法与其他煤块的处理方法基本类似，它是选择煤层的一项作为基本的工作。随着现在采煤以及煤炭分层精选处理技术的发展，处理好小浮沉显得尤为重要。企业可以利用煤泥小浮沉的基本特性来对于煤层的选择性进行评定，也可以根据小浮沉分级处理结果来改进煤泥精选工艺流程。目前，我国采煤、选煤过程中对于分级精选工艺流程广泛使用，而不进行分级的煤粉颗粒远远达不到工业生产的基本要求，也只有改进分级处理工艺以及细化煤泥小浮沉的基本流程，才能促进我国煤炭相关行业的发展与进步。

1.2 分级小浮沉试验中存在的问题及其形成原因

我国GB/T19092-2003有关煤泥浮沉处理试验的方法规定中指出，精选工作人员需要分别对于粒级为0.125～0.25mm以及0.25～0.5mm等的煤粉颗粒进行分级处理，但经过实验人员的重复多次试验发现，粒级为0.25～0.5mm的煤粉浮沉分级处理中存在严重的污染问题。试验人员在试验结束分离时，进行分离悬浮液以及底部沉淀物质时，会出现一些0.25～0.5mm粒级的煤粉浮沉随之进入分离产物中。但是对于其他粒级的煤粉颗粒来说，不仅重产物与上层悬浮液体明显分离，而且在倒出分离液体时，煤粉并没有对产物产生污染。

为了改进分级小浮沉试验方法，尽量减少由于试验人员的操作对于结果的影响，我们翻阅国内外有关小浮沉处理方法的文献，并对分级处理试验过程提出一些改进意见，比如试验人员在进行导出上层悬浮液时，要尽量高速稳定地转动离心管，以防备下层沉淀物中的重液对于上层悬浮液的污染。

2 重力力场下的分级小浮沉试验方法

2.1 重力小浮沉分级处理的试验准备工作

首先，这种方法主要适用于粒级在0.25～0.5mm之间的煤泥小浮沉进行分级处理。其次，我们在分级处理时，主要采用的四氯化碳、苯等有机化学试剂进行煤泥颗粒分离。但是又考虑到小浮沉颗粒的粒级大小对于分离试验结果的影响，我们又分别对于有机试剂的浓度进行了分级，以便针对于不同粒级的小浮沉进行更好的处理，以防由于浓度过大，造成的下层沉淀物黏粘而污染悬浮产物。再次，我们需要选择合适的化学试验器材，通过对于重力分级方法的研究，我们发现此实验主要借助于烧杯进行。我们在试验时可以使用口径直达7cm以及高度9.5cm的烧杯进行。同时需要自制一些捞勺、筛网等过滤性器械。主要是由于实验会产生一些浮沉物以及沉淀物，需要我们借助这些器材及时进行过滤处理。除此之外，我们还要配备分液漏斗、托盘天平以及温度计等常用的辅助器材。最后，我们需要保证煤样的质量，并且注意将煤样保存在干燥的环境中贮存，并且保证质量不要低于250克。在采集选取煤样时，需要将煤粉进行多次筛选处理。出于试验的目的以及保证煤样的代表性，以及考虑试验过程的可操作性，我们在试验时可以选取煤样总量为100克。

2.2 重力小浮沉分级处理的试验操作说明

由于试验处于重力力场条件下进行，我们可以参照大浮沉的基本处理方法进行，但与此相比，小浮沉的分级处理还存在以下不同：（1）为了保证重力力场下的小浮沉分级处理结果，我们可以将煤样分成四份进行单独处理，煤粉约重25克。（2）在进行重液与煤样混合时，首先需要将煤样放置到烧杯底部，然后倾倒入少许重液，使用玻璃棒稳定均匀的搅拌，尽量使得煤样与重液充分接触湿润。最后，再将剩余的重液导入烧杯内部，并且一边倾倒重液一边均匀搅拌，直至混合液体的容量达到烧杯容积的2/3。（3）在搅拌结束后，试验人员需要将混合液静放6分钟以上，并且在充分静置之后，再用自制的捞勺捞起表面上浮的物质。（4）待上浮物打捞完全之后，需要将悬浮液体倾倒出来，并再次加入低密度的重液。（5）需要使用分液漏斗等器械分离悬浮液体，可以将自制捞勺中的比较纯净的煤样作为轻产物处理，但是如果沉淀物污染了悬浮液时，这些煤样可以作为重产物进行下一步重力分级处理。

2.3 重力小浮沉分级处理的试验结果

为了比较离心力场以及重心力场下的试验效果，我们做了多次对比试验。我们发现对于粒级在0.25～0.5mm的小浮沉颗粒在离心力场的作用下，会使得沉淀物中的重物混入到上层悬浮液中，污染轻产物；但是在重心力场分级处理下，这种污染效果明显减弱。

我们以0.5mm粒级的煤粉小浮沉分级处理作为分析参照基准，将在离心以及重心下的0.25～0.5mm的粒级小浮沉分级处理结果作为比对。在粒级为0.125～0.25等粒级的小浮沉处理结果中并没有出现污染现象，而在粒级为0.25～0.5mm之间的小浮沉中却存在一定的差异。

通过相关数据分析指出试验加过的差异主要出现在产率上。而各个密度的灰分的差异也是由于产率差距造成的。所以，我们可以选取产率之间的差异来对比实验结果。离心分级处理小浮沉方法的结果差距较大。而在重心力场的作用下，这种差距明显缩短了。离心试验方法的差距主要是由于密度低的产物所占比重较大，这也与之前的假设相一致。而重力试验的结果是由于高密度的产物影响造成了产率的差异，所以对于粒级为0.25～0.5mm的小浮沉分级处理适合使用重力分级处理方法。

3 结语

综上所述，我们按照GB/T19092-2003有关煤泥浮沉处理试验的方法对其进行了分级处理。我们在试验中发现了粒级为0.25～0.5mm的浮尘在使用离心处理分离时，容易产生污染。针对这些问题，我们按照大浮沉颗粒处理的方法设计并改进了小浮沉分级处理方法，尤其是对于粒级在0.25～0.5mm之间的颗粒使用重心力场分级处理。通过实验结果的对比研究，我们分析了离心以及重心作用的分级方法，为以后的小浮沉分级处理方法的改进提出一些建设性的意见。

参考文献

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[2] 孙再征，沈丽娟，高伟，常发军.煤粉分级浮沉试验方法的探索[J].矿山机械，2011，（8）.

[3] 李海涛.关于煤粉浮沉试验方法中煤样粒度适用范围的探讨[J].选煤技术，2012，（2）.

作者简介：王丽红（1984-），女，山西吕梁人，山西省地质矿产研究院工程师。