抑制剂对屯兰选煤厂细煤泥浮选效果的影响研究

李玄怀

(山西焦煤 西山煤电集团有限公司 屯兰选煤厂，山西 古交 030206)

抑制剂对屯兰选煤厂细煤泥浮选效果的影响研究

李玄怀

(山西焦煤 西山煤电集团有限公司 屯兰选煤厂，山西 古交 030206)

针对屯兰选煤厂细煤泥浮选效率低、生产成本高等问题，分别以煤油和仲辛醇作为捕收剂、起泡剂，探索水玻璃和三偏磷酸钠、羧甲基纤维素钠三种抑制剂对细煤泥浮选效果的影响规律，并确定不同药剂的最佳用量。试验结果表明：在试验范围内，随着抑制剂用量的增加，细煤泥浮选效果逐步改善，但过量添加抑制剂会使其浮选效果变差；当羧甲基纤维素钠用量为40 g/t时，细煤泥浮选效果最好，浮选精煤产率为69.72%，对应的灰分为9.81%，精煤可燃体回收率为78.60%，浮选完善指标为44.40%。

细煤泥；浮选；抑制剂；精煤可燃体回收率；浮选完善指标

目前，国内大多数煤矿采用机械化采煤，导致原煤中的细粒煤逐渐增多，同时细粒煤中的矿物类杂质含量不断增加，此类煤的有效分选成为当前亟待解决的难题。选煤是从原煤中分选出符合用户质量要求的煤炭产品的过程，在煤炭生产和加工过程中起着十分重要的作用。常用的选煤方法主要有跳汰选煤、重介质选煤[1-2]等，而这些分选方法均存在一定的缺陷，在实际生产中会产生大量的次生煤泥，导致浮选精煤数质量均下降，最主要的是其对细煤泥分选效果不理想[3-4]。

浮选是从细煤泥中分选出精煤最有效的方法，2015年姚立阳[5]等分析了长治司马煤业选煤厂煤泥的煤质特征，并在最优药剂用量和矿浆浓度、充气量条件下进行浮选试验，最终的浮选精煤产率达到81.46%；2015年沈笑君[6]等选用复合药剂、煤油和仲辛醇对七台河铁东选煤厂的煤泥进行浮选试验，试验结果表明：煤泥浮选效果良好，浮选完善指标为67.73%，浮选精煤可燃体回收率为80.82%。

为了改善屯兰选煤厂细煤泥的浮选效果，降低生产成本，在对该选煤厂煤泥性质分析的基础上，选取水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素钠(CMC)三种抑制剂，研究其对细煤泥浮选效果的影响规律，并探索各种药剂的最佳用量。

1 材料与仪器

1.1 试样性质

粒度组成是影响煤泥浮选效果的重要因素之一，研究中选取屯兰选煤厂的细粒煤，将其制成符合浮选要求的煤样，并按照GB/T 477—2008《煤炭筛分试验方法》[7]对其粒度组成进行分析，结果见表1。

表1 试样的粒度组成

由表1可知：随着粒度的减小，煤样灰分逐渐升高，<0.045 mm粒级的灰分为22.58%，平均灰分为19.48%，说明煤样中的高灰细泥含量相对较高，浮选比较困难。

1.2 药剂性能

试验捕收剂为煤油，密度为0.78 g/cm3，起泡剂选择仲辛醇，密度为0.84 g/cm3；三种抑制剂均来自化工企业，水玻璃为无色半透明稠状液体，密度为1.35 g/cm3；三偏磷酸钠为白色结晶粉末，密度为2.48 g/cm3；羧甲基纤维素钠为白色纤维状颗粒，密度为0.65 g/cm3。

1.3 试验仪器

浮选试验选用XFD-1.5型浮选机，外形尺寸为560 mm×310 mm×590 mm，浮选槽容积为1.50 L，叶轮转速为1 900 r/min，入料浓度为100 g/L，充气量为0.25 m3/(m2·min)；辅助仪器包括天平和量筒等，天平的测量精度为0.001 g，量筒的容积为500 mL。

2 试验步骤与评定指标

2.1 试验步骤

参照GB/T 4757—2013《煤粉(泥)实验室单元浮选试验方法》[8]进行试验，试验时浮选机的转速设定为1 800 r/min，充气量设定为0.25 m3/(m2·min)，浮选入料的质量浓度为100 g/L，煤油用量为1 000 g/t，仲辛醇用量为90 g/t。在此条件下，研究不同抑制剂及其用量对煤泥浮选效果的影响规律，并探索不同抑制剂的最佳用量。

2.2 评定指标

试验主要以浮选精煤可燃体回收率[9]和浮选完善指标[10]作为评定煤泥可浮性的指标，二者的计算式为：

式中：E为浮选精煤可燃体回收率，%；η为浮选完善指标，%；γj为浮选精煤产率，%；Aj为浮选精煤灰分，%；Ay为计算入料灰分，%。

3 试验结果与分析

3.1 水玻璃用量优选试验

在上述试验条件下，以水玻璃作为抑制剂，探索不同用量对煤样浮选效果的影响规律，结果如图1所示。

由图1可知：随着水玻璃用量的增加，浮选精煤产率先增加后降低，其灰分波动较大，但总体上呈下降趋势；当水玻璃用量为600 g/t时，浮选精煤灰分为10.76%，对应的精煤可燃体回收率为77.01%，浮选完善指标为39.87%，说明水玻璃具有提高精煤产率、降低其灰分的作用；对比各组试验可以看出，试验条件下水玻璃的最佳用量为600 g/t。

3.2 三偏磷酸钠用量优选试验

在上述试验条件下，以三偏磷酸钠作为抑制剂，探索不同用量对煤样浮选效果的影响规律，结果如图2所示。

图1 水玻璃用量优选试验结果

图2 三偏磷酸钠用量优选试验结果

由图2可知：三偏磷酸钠用量对煤泥浮选效果的影响不是很明显，当其用量为100 g/t时，浮选精煤灰分为11.96%，对应的精煤可燃体回收率为72.27%，浮选完善指标为33.00%。与不添加三偏磷酸钠相比，添加抑制剂后煤泥浮选效果有所提高；随着药剂用量的增加，浮选精煤灰分变化不大，而其产率先升高后降低，说明试验条件下三偏磷酸钠的最佳用量为100 g/t。

3.3 CMC用量优选试验

在相同的试验条件下，以CMC作为抑制剂，探索不同用量对煤样浮选效果的影响规律，结果如图3所示。

图3 CMC用量优选试验结果

由图3可知：采用CMC作为抑制剂进行试验发现，其与另外两组药剂对煤样浮选结果的影响规律相近；当CMC用量为40 g/t时，煤泥浮选效果最好，浮选精煤产率为69.72%，精煤灰分为9.81%，精煤可燃体回收率和浮选完善指标分别为78.60%、44.40%；随着CMC用量的增加，煤泥浮选效果变差，浮选精煤可燃体回收率和完善指标均降低。

就添加抑制剂的三组煤泥浮选试验结果来看，添加CMC的浮选试验结果最佳，浮选精煤可燃体回收率达到78.60%，浮选完善指标达到44.40%。故CMC适宜作为屯兰选煤厂的煤泥浮选抑制剂，其最佳用量为40 g/t。

4 结论

以屯兰选煤厂的细粒煤为研究对象，将其制备成符合浮选要求的煤样，采用煤油作为捕收剂，仲辛醇作为起泡剂，探索不同抑制剂对细煤泥浮选效果的影响规律，可得出如下结论：

(1)不同的抑制剂对煤泥浮选效果影响不同，但其影响规律相近；随着抑制剂用量的增加，煤泥浮选效果呈现出先变好后转差的趋势。

(2)在适宜的药剂用量范围内，水玻璃和三偏磷酸钠、CMC三种抑制剂均能提高细煤泥的浮选效果；过量添加抑制剂会使浮选精煤的相关指标变差，浮选效果恶化。

(3)CMC适宜作为该选煤厂的抑制剂，在最佳用量为40 g/t时，浮选精煤可燃体回收率为78.60%，浮选完善指标为44.40%。

[1] 翟 红，曹 伟.动筛跳汰机在汾西矿业集团选煤中的应用[J].煤炭科学技术，2009, 37(6): 92-94.

[2] 刘 峰.重介质旋流器选煤技术的研究与发展[J].选煤技术，2006(5): 1-11.

[3] 信延才，杨学民，王东胜，等. 极难选高细泥煤炭的洗选工艺在永锦选煤厂的实施与应用[J].科技致富向导，2014(5):297-297.

[4] 徐虎彪. 粗煤泥流态化浮选柱试验研究与流场分析[D]. 太原：太原理工大学，2012.

[5] 姚立阳，马力强，黄 根，等.煤泥浮选降灰提升产率试验研究[J].煤炭技术，2015 (11): 254-256.

[6] 沈笑君，梁传程，郝立伟.铁东选煤厂浮选药剂选择试验[J].选煤技术，2015(1): 20-23.

[7] 中国煤炭工业协会. 煤炭筛分试验方法：GB/T 477—2008[S]. 北京：中国标准出版社,2008.

[8] 中国煤炭工业协会. 煤粉(泥)实验室单元浮选试验方法：GB/T 4757—2013[S]. 北京：中国标准出版社,2013.

[9] 中国煤炭工业协会. 煤粉(泥)可浮性评定方法：GB/T 30047—2013[S]. 北京：中国标准出版社,2013.

[10] 中国煤炭工业协会. 选煤厂浮选工艺效果评定方法：MT 180—88[S]. 北京：中国标准出版社,1988.

Study on the effect on fine coal flotation performance produced by depressing agent at Tunlan Coal Preparation Plant

LI Xuan-huai

(Tunlan Coal Preparation Plant, Xishan Coal Electricity Group Co., Ltd., Gujiao, Shanxi 030206, China)

The fine coal flotation system of Tunlan Coal Preparation Plant is operating with a low efficiency and high cost. For tackling this problem, experiments have been conducted on the performance of the flotation system with the use of kerosene as collector and sec. Octyl alcohol as frother and sodium silicate, sodium trimetaphosphate and sodium carboxymethyl cellulose as depressing agents. It is aimed to making known the law of the influence produced by the use of each kind of depressant and determine its optimal dosage. As evidenced by test result, within the extent of the experiments, the flotation performance tends to improve gradually with the increase of dosage of depressing agent and become deteriorated with over-dosage. It is found that when CMC is used at a dosage of 40 g/t, a best flotation performance as follows can be expected: concentrate yield and ash-69.72% and 9.81%; recovery rate of combustible matter-78.60%; and flotation performance index-44.40%.

1001-3571(2016)05-0019-03

TD943+.14

A

Keywordsfine coal; flotation; depressant; concentrate yield; recovery rate of combustible matter; flotation perfection index

2016-10-14

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.005

李玄怀(1972—)，男，山西省原平市人，工程师，从事煤炭洗选加工方面的管理工作。

E-mail:lixuanhuai1972@sina.com Tel:18724593241

李玄怀.抑制剂对屯兰选煤厂细煤泥浮选效果的影响研究[J]. 选煤技术，2016(5)：19-21，26.