低阶烟煤煤泥浮选提质技术的研究与应用*

魏昌杰

（中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北省唐山市，063000）

★ 煤炭科技·加工转化★

低阶烟煤煤泥浮选提质技术的研究与应用*

魏昌杰

（中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北省唐山市，063000）

对低阶烟煤煤泥洗选提质技术的现状进行分析研究后得出，目前的煤泥提质技术已不能满足煤泥提质的要求，需对浮选提质技术进行新的研究。对朔州中煤平朔能源有限公司选煤厂的煤泥进行了可浮性提质试验，得出该煤泥在满足产品质量要求的情况下，浮选可燃体回收率大于80%，煤泥的可浮性为易浮，使得低阶烟煤煤泥浮选成为可能。通过药剂选择性试验，得出HZ-1浮选药剂更加适合煤泥浮选需要，煤泥浮选的工业生产实践表明，在满足产品质量要求的前提下，浮选完善指标为43.85%，同实验室结果相近，取得了理想的提质效果。

低阶烟煤 煤泥浮选 可燃体回收率 浮选完善指标

目前低阶烟煤占我国已探明煤炭储量的32.66%以上，主要分布在新疆、内蒙、山西、东北三省以及甘肃等地。洗选提质是洁净煤技术的源头和基础，是提高煤炭利用效率、节能、节运和保护环境最为经济有效的技术途径。低阶烟煤由于水分高、含碳量低、热值低、易风化自燃以及难以洗选等特点，使得其入选比例不足40%，造成严重的资源浪费和环境污染。探究低阶烟煤入选比例低的主要原因是由于低阶烟煤煤泥提质问题未能解决，而低阶烟煤煤泥洗选提质技术的研究将有利于解决这一问题，既可有效地降低煤泥的灰分和水分，提高发热量，又可以改善产品结构、提升产品质量以及增加显著的经济效益，对减少资源浪费和保护环境有着重要的意义。

1　低阶烟煤煤泥洗选提质现状

1.1发热量主要影响因素

发热量是低阶烟煤重要的经济技术指标，而水分和灰分是影响低阶烟煤发热量的主要因素，对于全粒级入选的低阶烟煤，块煤产品水分可满足质量要求，但对于末煤产品和煤泥产品，水分比原煤有明显升高趋势，煤泥产品水分升高可高达10%～15%，使得发热量大幅下降。为此，在制定低阶烟煤洗选工艺时，需要尽量提高分选下限，避免煤泥进入洗选系统导致产品质量下降。

1.2低阶烟煤煤泥提质技术现状

煤泥提质技术是降低煤炭入选下限并提高煤炭综合利用效率的关键技术，降低水分和灰分可提高低阶煤煤泥的发热量，目前低阶烟煤泥洗选提质技术主要以降低水分为主，采用工艺为掺配和煤泥干燥。掺配提质工艺主要是将回收的煤泥直接掺配到末煤产品中而不影响末煤产品质量，该工艺适用适用于高发热量的优质煤泥；煤泥干燥提质工艺主要通过干燥提质技术脱去产品10%～15%的水分，使煤泥的发热量提高2.51～3.77 MJ/kg，干燥后的煤泥产品满足质量要求或掺入末煤产品满足质量要求。

2　低阶烟煤煤泥浮选提质技术研究

随着煤质的变化、采煤方式的多样性和洗选工艺的优化升级，适用中、高发热量的优质煤泥提质工艺已不能满足生产需要，需从洗选降灰的角度出发研究低阶烟煤泥提质关键技术。浮选是细粒煤泥分选中应用最广且效果最好的一种选煤方法，通过调整浮选工艺指标，可有效控制产品中的灰分。取朔州中煤平朔能源有限公司选煤厂煤泥为试验煤样，煤种为长烟煤进行低阶烟煤煤泥浮选的研究。

2.1低阶烟煤泥浮选试验条件确定

依据GB/T 4757-2013煤泥单元浮选试验方法，对朔州中煤平朔能源有限公司选煤厂煤泥进行小浮选试验，试验产品为精煤和尾煤，分别对水分和发热量进行试验，试验结果见表1。

表1　煤泥水分和发热量试验结果

高位发热量和灰分之间的对应关系为线性关系，即Qgr.d=m-b·Ad，根据表1中的数据可计算出m=33.056，b=0.3778。在固定水分或灰分条件下，可计算出灰分和水分对发热量的影响。对该煤泥进行浮选试验，预期精煤水分为24.70%、灰分为13%，单位灰分对发热量的影响为0.279 MJ/kg，即灰分升高1%发热量下降0.279 MJ/kg；单位水分对发热量的影响为0.305 MJ/kg，即水分升高1%发热量下降0.305 MJ/kg。目前的压滤煤泥灰分为26.93%，发热量为16.50 MJ/kg。但要满足产品发热量大于18.83 MJ/kg，还需将煤泥灰分降低到12.82%，浮选精煤灰分控制在14.11%以内。

2.2低阶烟煤泥浮选试验

2.2.1可浮性试验

根据GB/T 30046.2-2013顺序评价试验要求进行顺序评价试验，实验室选用的浮选机容积为3.5 L，其充气量为0.25 m3/（m2·min），叶轮转速为1500 r/min，使用的捕收剂为正十二烷，起泡剂为4-甲基-2-戊醇。顺序评价试验结果绘制煤泥可浮性曲线如图1所示。

图1　煤泥可浮性曲线

由图1中的精煤产率曲线和基元灰分曲线可以看出，精煤灰分从11.00%增加到12.00%时，精煤产率由72.15%增加到77.85%，分界灰分由17.00%增加到27.50%，这说明当精煤灰分大于11.00%时，精煤产率的增加主要是由于高灰煤泥进入精煤产品。对于不同的精煤灰分有3个对应的重要指标，分别是精煤产率、尾煤灰分和可燃体回收率，并可判断出不同精煤灰分对应煤泥的可浮性，可浮性判断指标如表2所示。

表2　可浮性判断指标

由表2可以得出，当精煤灰分为11%和12%时，煤泥的可浮性由易浮提高到极易浮，基元灰分小于30%，精煤中高灰细泥含量较少；当精煤灰分大于12%时，基元灰分均大于70%，精煤产品被高灰细泥严重污染。

2.2.2药剂选择试验

按照GB/T 4757-2014《煤粉（泥）实验室单元浮选试验方法》规定的试验方法进行煤样的药剂制度和药剂选择试验。试验选用的浮选机容积为1.5 L，其充气量为0.25 m3/（m2·min），矿浆浓度25 g/L，矿浆温度为（25±10）℃，叶轮转速为1800 r/min，捕收剂选用KD-1、HZ-1和柴油，起泡剂均为仲辛醇。对不同药剂用量和药剂比例进行试验，结果如表3所示。

表3　药剂制度选择试验结果

由表3可以看出，采用KD-1为捕收剂在油比为8∶1时，随着药剂耗量从0.6 kg/t增加到1.0 kg/t，浮选精煤的产率由55.81%增加到77.30%，而精煤灰分在14.5%±0.7%区间内变化不大，尾煤灰分由39.38%提高到61.36%，浮选完善指标以药剂耗量为1.0 kg/t时的数值最大，为42.95%，取得了理想的浮选效果。以药剂耗量为1.0 kg/t为基础进行油比试验，分别取油比为8∶1和4∶1进行试验，试验结果是油比为4∶1与油比为8∶1相比较，浮选完善指标高出2.52个百分点，当药剂增加到1.0 kg/t时可燃体回收率开始下降，所以该药剂的合理用量为1.0 kg/t，药剂比例为4∶1。

采用HZ-1为捕收剂在油比为8∶1时，随着药剂耗量从0.6 kg/t增加到1.5 kg/t，浮选精煤的产率由39.12%增加到46.81%，而精煤灰分在13.0%±0.5%区间内变化不大，浮选完善指标由39.12%提高到46.81%。在药剂用量1.5 kg/t时改变药剂比例，进行油比8∶1和4∶1试验，试验结果是油比为8∶1较油比为4∶1相比较浮选完善指标高出0.42个百分点，所以该药剂的合理用量为1.5 kg/t，药剂比例为8∶1。

采用柴油为捕收剂时，当精煤灰分为13.64%时，药剂耗量高达2.5 kg/t，当药剂用量增加到3.0 kg/t时，精煤灰分变化不大，尾煤灰分由51.75%增加到59.61%，但总体药剂耗量较高。

比较KD-1和HZ-1这2种药剂的浮选效果，可得出药剂用量与精煤产率、尾煤灰分、浮选完善指标关系曲线如图2、图3和图4所示，尾煤灰分与精煤产率关系曲线如图5所示，精煤产率与浮选完善指标关系曲线如图6所示。

图2　药剂用量与精煤产率关系曲线

图3　药剂用量与尾煤灰分关系曲线

图4　药剂用量与浮选完善指标关系曲线

图5　尾煤灰分与精煤产率关系曲线

图6　精煤产率与浮选完善指标关系曲线

由图2、图3和图4可以看出，在相同药剂耗量的情况下，KD-1对应的精煤产率和尾煤灰分均高于HZ-1捕收剂，要得到相同的精煤产率和尾煤灰分，HZ-1需要消耗更多的药剂，但HZ-1对应的完善指标大于KD-1对应的完善指标，从浮选效果上看，HZ-1的浮选效果优于KD -1捕收剂。

由图5和图6可以看出，在尾煤灰分相同的条件下，HZ-1对应的精煤产率高于KD-1精煤产率，在精煤产率相同的情况下，HZ-1对应的完善指标高于KD-1的完善指标。综合分析HZ-1的浮选效果优于KD-1的浮选效果。

3　低阶烟煤煤泥提质应用效果

朔州中煤平朔能源有限公司选煤厂是一座11.0 Mt/a的动力煤选煤厂，采用的工艺为块煤浅槽，末煤不入洗，粗煤泥螺旋分选机分选。增加浮选系统后，浮选的来料为浓缩分级旋流器的溢流、螺旋精煤浓缩分级旋流器溢流和精煤泥振动弧形筛筛下水进入浮选机浮选，浮选精煤压滤机脱水回收，尾煤浓缩压滤。

煤泥的试验结果表明该煤泥的浮选是可行的，将该技术成功应用于朔州中煤平朔能源有限公司选煤厂的工业生产中，药剂选用HZ-1捕收剂，起泡剂为仲辛醇，煤泥浮选生产效果如表4所示。

表4　煤泥浮选生产效果

由表5可以看出，煤泥平均灰分由26.54%降至13.62%，收到基低位发热量由16.50 MJ/kg提高到19.35 MJ/kg，浮选平均完善指标43.87%，同实验室完善指标接近，取得了理想的浮选效果。

4　结论

低阶烟煤泥浮选提质技术在朔州中煤平朔能源有限公司选煤厂煤泥进行可浮性提质试验并进行工业性应用后，得出该煤泥在满足产品质量要求的情况下可浮性为易浮。在药剂选择和对比试验后，发现HZ-1药剂的更能满足低阶烟煤泥浮选提质要求。研究成果的成功应用表明，各项指标同实验室结果相近，取得了理想的浮选效果，可有效地将低值煤泥转化为优质商品煤产品，变废为宝，取得显著的经济效益。

［1］ 田忠坤.管式气流干燥器提质低阶煤理论与技术的研究［D］.中国矿业大学，2009

［2］ 刘峰.煤炭采选技术装备的研究与发展［J］.煤炭科学技术，2007（6）

［3］ 常春祥，熊友辉，蒋泰毅.高水分褐煤燃烧发电的集成干燥技术［J］.选煤技术，2006（2）

［4］ 沈国娟，张明旭，王龙贵.浅谈褐煤的利用途径［J］.煤炭加工与综合利用，2005（6）

［5］ 邢宝林，黄光许，谌伦建等.高品质低阶煤基活性炭的制备与表征［J］.煤炭学报，2013（4）

［6］ 安茂燕，焦小莉，周璐等.低阶煤可浮性及浮选速率模型研究［J］.洁净煤技术，2012（1）

［7］ 李振，于伟，杨超等.低阶煤提质利用现状及展望［J］.矿山机械，2013（7）

［8］ 王学霞，谢广元，彭耀丽等.新型浮选药剂改善煤泥分选效果的试验研究［J］.中国煤炭，2013（8）

（责任编辑 王雅琴）

黑龙江省发布煤炭价格与供热价格实行联动的指导意见

根据近年来黑龙江省大多数地区供热企业煤炭成本占总供热成本的比重（以下简称 “煤热比重”），参考国内部分地区的煤热比重，综合黑龙江省内大型锅炉房、背压机组和大型抽凝机组3种集中供热方式，该省的煤热比重平均约为55%。按照黑龙江省政府部署，各市、县政府（黑龙江省农垦总局、森工总局按照市地级权限执行）要按照《国家发改委、住建部印发关于建立煤热价格联动机制的指导意见的通知》有关规定，建立煤热价格联动机制。

当煤炭价格变化幅度达到10%时，应对供热价格进行5.5%左右的调整，并兼顾其他成本的合理变化，具体年度供热价格由市、县政府依据 《中华人民共和国价格法》等有关规定，召开听证会后，结合本地实际情况确定。2015年供热价格调整，参照 《国家发改委办公厅关于开展环渤海动力煤价格指数试运行工作的通知》确定的环渤海动力煤价格指数；2010年以前没有环渤海动力煤价格指数数据参照的，由市、县政府自行测算供热价格调整幅度。从2016年开始，黑龙江省物价监管局每年公布上一采暖年度全省煤炭平均价格变化指数，供各地调整热价时参考。各市、县政府要明确要求各供热企业严格控制各项成本，以利于煤热价格联动机制发挥更好作用。

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，陕西旬阳人，助理研究员，主要从事煤泥浮选装备与浮选工艺研究。

天地科技公司研发项目低阶煤表面改质技术与浮选工艺研究（KJ-2014-TSKY-01）