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    高灰細粒難浮煤泥浮選試驗:複配捕收劑最佳複配比和用量

    來源:煤 瀏覽 239 次 發布時間:2025-03-11

    浮選是處理高灰細粒煤泥必要的分選方法。選煤廠通常采用煤油或輕柴油作捕收劑進行煤泥浮選,但普遍存在精煤灰分高、藥劑用量大等問題。相關研究表明,若將煤油與表麵活性劑進行複配以配製新型捕收劑,用於煤泥浮選可以有效改善以上問題。李海鵬等將煤油與油酸乙酯進行複配,並對其性質進行分析,發現黏度、表麵張力、分散度等發生了較大變化,從而使其捕收性能得到提高。李驕陽等研究了表麵活性劑對煤潤濕性的影響,發現表麵活性劑可以增大煤表麵的疏水性,對煤泥浮選具有一定的促進作用。He等通過製備新型酯基複合捕收劑對煤泥進行浮選試驗,結果發現,當達到相同浮選效果時,該捕收劑的用量僅為煤油的一半。郭麗敏等將煤油與NP10按照10∶1進行複配,對低階難浮煤泥進行浮選試驗,精煤產率、尾煤灰分和可燃體回收率分別提高了11.96%、13.46%和15.71%。本文采用複配捕收劑進行高灰細粒難浮煤泥浮選試驗,確定複配藥劑最佳複配比和用量,以達到低生產成本、高浮選效率的目的。


    1試驗部分


    1.1試驗煤樣


    試驗所用煤泥樣品取自國家能源集團某選煤廠,取樣過程嚴格按照《生產煤樣采取方法》(MT/T808-1999)進行。采用四分法對煤樣進行製備,製備後煤樣待浮選使用。參照國家標準GB/T 30732-2014《煤的工業分析方法儀器法》對煤樣進行工業分析,結果見表1。對煤樣進行粒度分析,得出其粒度組成如表2所示。




    由表1、2可知,該煤樣水分為2.83%,灰分為28.17%,揮發分為29.14%,固定碳含量為39.86%。-0.045 mm粒級以下的煤泥產率為61.34%,灰分為34.89%,說明該煤樣中細粒煤占比大且灰分較高,煤樣為高灰細粒難浮煤泥。


    1.2試劑與儀器


    試劑:煤油(工業純);仲辛醇(分析純);油酸二乙醇酰胺(ODEA),含量99%。


    儀器:XL-1馬弗爐,DHG-9070A電熱恒溫鼓風幹燥箱,L1064激光粒度分析儀,XFD-1.5浮選機,DL-5C真空過濾機,微量進樣器,FA214電子天平。


    1.3實驗方法


    分別用煤油和煤油-ODEA捕收劑,仲辛醇為起泡劑進行煤泥浮選試驗。浮選機參數為:主軸轉速1 800 r/min,刮板速度30 r/min,充氣量1.33 L/min。以精煤產率(γj)、尾煤灰分(Aw)和可燃體回收率(ε)為浮選指標,首先確定最佳礦漿濃度、起泡劑用量和煤油用量,然後將煤油與ODEA按照不同比例進行複配,進行複配捕收劑的煤泥浮選試驗,根據試驗結果對複配捕收劑的性能進行分析,確定最佳複配比和用量。


    2結果與討論


    2.1煤油作捕收劑的煤泥浮選試驗


    2.1.1礦漿濃度對煤泥浮選效果的影響


    試驗條件:常溫(25℃)條件下,煤油用量為400 g/t,起泡劑用量為150 g/t,通過改變礦漿濃度考察其對煤泥浮選效果的影響,相同條件下進行3次試驗後取平均值,試驗結果如圖1所示。

    圖1礦漿濃度對煤泥浮選效果的影響


    由圖1可知,隨著礦漿濃度的增大,3個浮選指標都呈先升高後降低的變化趨勢。當礦漿濃度為90 g/L時浮選效果最佳,此時精煤產率為49.81%,尾煤灰分為40.53%,可燃體回收率為55.72%。繼續增大則浮選效果變差,主要原因是當礦漿濃度過大時,礦漿體係中煤顆粒的密集度隨之升高,單位體積內的煤顆粒含量增加,煤-煤、煤-氣泡之間所產生的相互幹擾作用會降低煤與氣泡的有效接觸率,從而影響煤泥的浮選效果。


    2.1.2起泡劑用量對煤泥浮選效果的影響


    試驗條件:常溫(25℃)條件下,礦漿濃度為90 g/L,煤油用量為400 g/t,通過改變起泡劑用量考察其對煤泥浮選效果的影響,相同條件下進行3次試驗後取平均值,試驗結果如圖2所示。


    由圖2可知,煤泥浮選指標隨著起泡劑用量的增加而升高,起泡劑用量對煤泥浮選效果的影響較為顯著。當起泡劑用量為150 g/t時,3個浮選指標分別達到46.34%、40.5%和54.34%,繼續增加起泡劑用量則升高趨勢變緩。起泡劑可以降低礦漿的表麵張力,提高煤粒與氣泡的接觸附著和有效分離效率。當煤顆粒表麵的相互作用達到平衡時,即表麵張力為最小值。考慮到生產成本等因素,選擇起泡劑用量為150 g/t最為合適。

    圖2起泡劑用量對煤泥浮選效果的影響


    2.1.3煤油用量對煤泥浮選效果的影響


    試驗條件:常溫(25℃)條件下,礦漿濃度為90 g/L,起泡劑用量為150 g/t,通過改變煤油用量考察其對煤泥浮選效果的影響,相同條件下進行3次試驗後取平均值,試驗結果如圖3所示。

    圖3煤油用量對煤泥浮選效果的影響


    由圖3可知,煤油用量與煤泥浮選效果呈正相關變化,當煤油用量達到450 g/t時,精煤產率為60.02%,尾煤灰分為52.56%,可燃體回收率為70.54%。繼續增加煤油用量,其浮選指標稍有提高但整體變化不明顯。結合選煤廠實際生產情況,應最大程度降低生產成本以提高選煤廠的經濟效益,確定煤油的最佳用量為450 g/t。


    2.2煤油-ODEA捕收劑的煤泥浮選試驗


    試驗條件:常溫(25℃)條件下,礦漿濃度為90 g/L,起泡劑用量為150 g/t,考察不同複配比(r)的煤油-ODEA捕收劑用量對煤泥浮選效果的影響,試驗結果如圖4所示。


    由圖4可知,隨著複配捕收劑中ODEA所占比例的增加,3個浮選指標都呈不斷升高趨勢,采用複配捕收劑時的煤泥浮選效果要明顯優於煤油。當複配比r=10∶1時,繼續增加ODEA用量,其浮選指標的增幅均不明顯,故複配捕收劑的複配比r=10∶1時為宜。隨著複配捕收劑用量的增加,精煤產率、尾煤灰分和可燃體回收率都不斷升高,其變化趨勢均為先快後緩。當複配捕收劑用量為250~300 g/t時,3個浮選指標都達到較高水平,考慮到該用量範圍內的浮選效果相差不明顯,即選擇複配捕收劑用量為250 g/t,此時精煤產率為68.36%,尾煤灰分為60.24%,可燃體回收率為83.26%,相較於煤油作捕收劑時的最佳浮選效果分別提高了13.9%、14.61%、18.03%。據研究表明:由於ODEA在浮選過程中具有較強的起泡能力,且所形成的泡沫穩定性較好,同時,ODEA與煤油進行複配後對煤顆粒的捕收能力明顯增強,所以對分離過程有明顯的促進作用,從而使浮選效果得到改善。綜合3個浮選指標圖可以發現,當複配捕收劑用量僅為煤油用量的56%左右時,即可實現煤泥的高效浮選。

    圖4複配藥劑用量對煤泥浮選效果的影響


    綜上所述,煤油-ODEA捕收劑用於煤泥浮選不僅可以顯著改善浮選效果,而且能夠有效地降低捕收劑用量,很大程度上提高了選煤廠的生產經濟效益。


    3結語


    1)采用煤油作捕收劑時,常溫(25℃)條件下,礦漿濃度為90 g/L,起泡劑用量為150 g/t,煤油用量為450 g/t,此時精煤產率為60.02%,尾煤灰分為52.56%,可燃體回收率為70.54%。


    2)煤油-ODEA捕收劑的最佳複配比為10∶1,藥劑用量為250 g/t,此時精煤產率為68.36%,尾煤灰分為60.24%,可燃體回收率為83.26%,相較於煤油作捕收劑時分別提高了13.9%、14.61%、18.03%。


    3)當煤油-ODEA捕收劑用量僅為煤油用量的56%左右時,煤泥浮選效果就可達到較好水平。


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