选煤中正交试验思想的应用

高祥华 路丽娟 徐玲

摘 要：在针对细粒煤泥的分选中，浮选法的应用效果最佳，而在实际应用中，浮选中捕收剂与起泡剂的用量会对浮选效果产生直接影响，而过去在选煤工作中常常会结合生产经验去判断药剂用量，进而难以把握选煤效果的最优化。鉴于此，文章将通过两因素三水平正交试验去对浮选中药剂用量展开优化研究，同时采用浮选完善指标与精煤产出率两项指标去评断浮选选煤效果。

关键词：选煤；正交试验；浮选；药剂；应用

浮选作为当前细粒煤泥的最佳分选方法，在众多选煤厂中都得到广泛应用，再加上现如今采煤的机械化发展，原煤中所含煤泥的量也在逐步提高，浮选也势必会得到更为普遍的应用。而在浮选应用过程中，药剂用品的消耗量会对最终的选煤效果产生直接影响，药剂用量过少则会导致选煤效果不明显，而药剂用量过多则会对后续的沉降、过滤以及泵送等生产过程造成负担。鉴于过去常根据经验去确定药剂用量存在的局限性，文章将应用正交试验的思想去探寻浮选药剂用量的最佳方案。

一、试验部分

（一）准备试验材料与仪器

开展试验前，可从选煤厂获取浮选所用的捕收剂、起泡剂以及煤泥样品（<0.5mm粒级）等材料。仪器方面则需准备完善，主要包含：1.5L单槽浮选机、过滤纸、马弗炉、天平、微量注射器2只、秒表、制樣机、烘箱、流量计、烧杯、台秤、量筒等[1]。

（二）试验设计与相关数据

在浮选过程中，所使用到的药剂主要为捕收剂与起泡剂，但由于这两种药剂之间可能会存在交叉影响，因此采取单因素试验无法对其最优化的药剂用量予以确定，鉴于此笔者将展开正交试验去对其最佳药剂用量配给进行探究。本次试验则主要将捕收剂与起泡剂列作为正交因素，并且采取两因素三水平的试验方法，其中正交因素及其对应水平在表1中有所体现。

按照两因素三水平去设计的正交试验表，将试验所得数据一一记录在对应的表格位置中，最终产生的试验数据为表2所示。

二、结果讨论

（一）浮选完善指标

所谓浮选完善指标ηwf主要是对同一原煤的不同选煤条件产生的浮选结果进行评价，其指标重点再是表示浮选的完善程度，也即是说能够表达产品中混杂物的含量程度。浮选完善指标的计算公式主要为：ηwf=γj100-Ay×Ay-AjAy×100，其中公式当中的ηwf是浮选完善指标；γj表示浮选精煤产出率；Ay表示计算入料灰分；Aj则表示浮选精煤灰分[2]。

将浮选完善指标作为最终评价方案的标准，能够结合上述试验中的各项数据，便能够快速得出每一次试验的浮选完善程度，如表3所示。结合表3便能够对各因素水平的浮选完善指标总和与平均数值进行计算，进而便可看清各个因素的极差，最终计算结果如表4所示。同时，从表4中能够看出，因素A（捕收剂）对于最终的浮选完善指标产生的影响最大，可见最优化的药剂用量配比应该为A1B3。

（二）精煤产率

对使用浮选法进行选煤的效果进行评价时，人们更多是关注最终精煤的产率，因此我们结合精煤产率对正交试验的数据展开分析，也就显得极为必要。结合上文表2中的相关原始数据，能够得到两平行试验精煤产率的平均值，计算出各个因素与水平的精煤产率总和与平均值，进而得出各个因素的极差，最终计算出的结果如表5所示。从表格2中我们能够清楚得出，对浮选效果影响最大的依然是A（捕收剂），不过从中得出的最佳药剂耗量配比为A3B3。

（三）综合分析

通过上述的数据分析我们能够得出，在不断增加捕收剂用量的过程中，精煤灰分也会不断提升，但是精煤产率的提升却并不十分明显，随着捕收剂的用量逐步增多，最终浮选效果不升反降，因此可得知捕收剂用量不可过多；而随着起泡剂用量的增多，虽说浮选完善指标上升速度较慢，但大体呈上升趋势，也即表明起泡剂用量可适度增加。

利用浮选完善指标对正交数据进行分析，可看出A1B3效果最佳，但利用精美产率对正交试验数据进行分析，却显示A3B3效果最佳。通过综合分析与考虑，笔者认为A2B3药剂条件下，浮选效果最佳。在投入生产的过程中，为精准控制精煤产率则可通过控制起泡剂用量予以实现，而精煤灰分的精准控制则可通过控制捕收剂用量予以实现。结合正交试验数据结果可得出，每吨干煤泥的最合理药剂配比为捕收剂0.3kg，起泡剂0.36kg[3]。

三、结语

综上所述，随着机械化采煤日益发展，现如今开采的原煤中的煤泥含量也逐渐升高，采用浮选法开展选煤工作俨然已成为目前选煤厂的首选。文章通过开展正交试验对浮选中药剂配比进行研究，旨在优化浮选工艺、提升浮选效率且降低药剂耗量，并且提升浮选精煤质量、改进煤泥水处理效果，进而减少对环境的污染，有着重要的现实意义。

参考文献：

[1]张寸暖.通过正交试验寻求各煤种对焦炭质量的影响[J].第三届选煤企业管理论坛，2010.

[2]闫锐敏，吴静，庾朝富，等.浮选作业操作因素的正交试验优化[J].煤质技术，2014（1）：69-72.

[3]刘蒙栝.根据经验公式 应用正交试验 降低煤泥水分[J].中国科技信息，2011（19）：53.

作者简介：高祥华（1972-），女，山东曹县人，大学，高级讲师，主要从事选煤的教学培训及研究，其间有多篇论文在国家级学术期刊发表；路丽娟（1974-），女，山东汶上人，高级实习指导教师，主要从事实训教学、技能鉴定培训工作；徐玲（1972-），女， 山东兰陵人，大学，高级讲师，主要从事教学培训及研究。