淮北选煤厂乳化浮选系统实践_周宗丰.pdf

淮北选煤厂乳化浮选系统实践周宗丰，朱宏政，赵 晴（淮北矿业集团 淮北选煤厂，安徽 淮北）摘 要：淮北选煤厂属于矿区型选煤厂，入选多个矿井原煤，煤种复杂、煤泥含量大以及煤质不稳定，为选煤厂的浮选工艺控制带来困难，增加了选煤厂的运行成本。为提高精煤产率，减少浮选药剂使用量，淮北选煤厂安装应用一套乳化加药系统，通过现场试验的结果显示：捕收剂乳化后进入浮选，总精煤灰分平均约降低.，精煤产率也有明显提高，浮选可燃体回收率平均增加约。使用该系统为企业节省了药剂耗量，提高了经济效益，在行业上起到了示范作用，产生一定的社会效益。关键词：选煤厂；药剂乳化；浮选；搅拌器中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，）：，.，.，.，：；收稿日期：.作者简介：周宗丰（），男，安徽淮北人，年毕业于淮南矿业学院选矿专业，工学学士，淮北选煤厂总工程师，副高级工程师。引用格式：周宗丰，朱宏政，赵 晴 淮北选煤厂乳化浮选系统实践 煤炭加工与综合利用，（）：淮北选煤厂入选煤种复杂，煤泥含量高，生产中浮选处理量较大。由此带来各种药剂耗量增加的问题也影响了选煤厂的生产效益。在浮选工艺优化中，浮选捕收剂的乳化对浮选生产具有节约药剂使用量，提高精矿产率，降低精煤灰分等良好的效果。目前，浮选药剂乳化技术常用的乳化器有以下几种：搅拌器、均质器、胶体磨、射流泵和超声波发生器。搅拌器需要连续操作；均质器和胶体磨结构复杂，装配精度高，检修困难；射流泵体积小，结构简单，故障少，寿命长，检修容易，使用方便；超声波发生器要求使用环境清洁，否则故障多，检修困难，连续使用也困难。笔者介绍了淮北选煤厂通过安装机械搅拌式乳化系统，使浮选药剂乳化后浮选，不但药剂用量可以大幅度减少，而且可以提高浮选药剂的选择性，减少硫分、水分等，降低淮北选煤厂生产成本。选煤厂存在的问题淮北选煤厂是一座炼焦煤选煤厂，工艺流程为主洗重介煤泥重介选煤泥脱泥浮选联合工艺，年入洗能力为.。采用二次浮选工煤炭加工与综合利用 .，艺（部分精选工艺），其中浮选作业的主要设备为 台 的矿浆准备器、台（）雾化跌落式煤浆预处理器和 组 的四室浮选机等。在实际浮选中，入浮煤泥多为难浮或极难浮，浮选入料含大量高灰细泥。取部分淮北选煤厂浮选入料.粒级原煤，分别随机取样，用二分法缩分后使用磨矿机磨成粉末，各取 煤样装袋、标号，制成试样，利用 射线衍射仪（型号为，）对试样进行矿物组成分析，结果如图 所示。图 煤样 图谱由图 可知，淮北选煤厂浮选入料的主要成分为石英、高岭土及伊利石，主要来自浮选入料中的高灰细泥。高灰细泥颗粒的比表面积大，吸附大量药剂，并占据气泡表面，不仅增加药耗，而且影响了较粗颗粒的浮选进程，提高了浮选工艺的复杂性，给药剂用量的控制带来困难，增加了浮选的运营成本。改进方案.乳化设备改进为降低浮选药剂消耗，提高浮选效果，淮北选煤厂应用以搅拌器为核心的乳化装置，通过对捕收剂进行乳化，使药剂在少量清水中分散成 左右的药滴，制成乳浊液，然后将其加到浮选矿浆入料中和物料充分混合。由于乳浊液表观呈水性，因此它在水性的矿浆中快速、充分、均匀地分散，从而增加捕收剂与矿物颗粒的接触概率，达到提高捕收剂效能、降低药耗的目的。淮北选煤厂所用的浮选药剂乳化器结构如图 所示。图 浮选药剂乳化器结构示意在选煤厂浮选流程中，乳化装置位于药剂桶与矿浆跌落雾化预处理器之间。所用的乳化器包括乳化桶、叶轮、变频电机、电磁阀、隔膜泵、流量计、输送管路等设备。浮选药剂乳化装置利用以下设计原理实现药剂乳化：水由乳化桶上部的喷嘴给入搅拌桶，在喷嘴作用下，水速增大，通过水流剪切作用在管道内部形成负压。药剂管道与注水管道垂直分布，并在负压作用下，药剂被吸入管道，与水充分混合，流量计 与流量计 分别用于测量加入乳化系统的用水量及药剂用量。其中搅拌结构叶轮为单层结构，叶轮上为多孔结构且叶轮较短，水和药剂进入搅拌桶后，在叶轮高速剪切作用下被分散为细小液体颗粒，充分乳化后乳化药剂由上方出料口排出，流量计 用于观察测量乳化药剂的用量。药剂乳化完成后通过药剂出口管道输入到浮选机中。在选煤厂的实物布置时，浮选药剂乳化器位于药剂桶与捕收剂之间，煤油捕收剂经水流作用卷吸进入乳化器后，经过电机带动的叶轮高剪切搅拌，产生的乳化药剂通过出口管路进入跌落雾化矿化处理器中，随后进入浮选机中进行选矿。如图 所示。图 浮选药剂乳化器实物图及设备联系图 年第 期周宗丰，等：淮北选煤厂乳化浮选系统实践图（）所示为包括药剂桶乳化器等在内的设备联系图：左上角为乳化器，左下角为浮选槽；由于煤油捕收剂属于易燃药剂，考虑选煤厂安全布置，防患于未然，故将电源控制开关设置在较远位置。.试验研究为探究乳化药剂在实际浮选生产中的性能与效果，选用适当的乳化操作条件对捕收剂乳化后进行浮选试验，将其与未乳化捕收剂浮选效果进行对比，考察煤泥在实验室浮选操作下的精煤、尾煤灰分，可燃体回收率，灰分回收率等浮选指标，进而验证乳化捕收剂在生产中的实际意义。在室温（）下，使用去离子水与淮北选煤厂浮选入料（.粒级煤泥）配置浓度为（）的矿浆，称取单槽试验所用煤样。使用淮北选煤厂现场浮选作业所用煤油为捕收剂，捕收剂用量（体积）为.、起泡剂用量（体积）为.，乳化捕收剂使用的磁力搅拌器设定参数分别为搅拌转速 、搅拌时间。依据 煤粉（泥）实验室单元浮选试验方法，结合实际浮选方案，对淮北选煤厂浮选入料进行浮选试验，并测定其浮选精煤与尾煤的产率和灰分，计算分析其可燃体回收率，试验分析结果如表 所示。表 浮选综合指标浮选入料灰分 油水比精煤灰分 精煤产率 尾煤产率 尾煤灰分 可燃体回收率.淮北选煤厂浮选入料的浮选综合指标对比分析如图 所示。图 不同乳化条件下各矿煤泥浮选精煤灰分由表 及图 可知，捕收剂的乳化对浮选实际生产有明显的改善作用，乳化捕收剂的油水比为 时，其浮选结果综合指标最好，精煤灰分最低，且浮选的可燃体回收率最高。这一结果表明，药剂乳化浮选不仅可以节省药剂消耗，而且能在保持浮选精煤灰分降低的情况下提高精煤产率及可燃体回收率。选煤厂应用实践在配煤比例不变、起泡剂不变的条件下，参考实验室研究结果，选用合适的乳化参数（表），在选煤厂浮选系统中进行捕收剂未乳化与乳化后的生产效果对比，按照以下方案进行试验。表 乳化药剂浮选实验参数组号条件捕收剂油量（）水量（电磁阀开度）入料浓度（）入料灰分 扭矩（）正常加油乳化加油.正常加油乳化加油.正常加油乳化加油.正常加油乳化加油.正常加油乳化加油.正常加油乳化加油.在正常生产确定捕收剂使用量取样后，每日进行一组浮选乳化试验，共进行 组：首先打开油阀稳定油流量（提前调整油阀量稳定流量，在油量上下规律波动也可）打开搅拌泵打开清水阀补水屏幕上调整电磁阀开度（注意：水量电磁阀每次调整开度需要先将电磁阀调零后再调整至 煤炭加工与综合利用 年第 期需要的开度），调节试验条件并使系统保持稳定，在系统运行.后按要求对浮选产物进行采样，每隔.取 个子样，每个试验条件下取 个子样即可。每组试验共需取 个子样，按照桶编号取样，避免取错样，个浓度测量后填好。根据比例对浮选产品的综合指标进行整理计算，结果如表 所示。表 浮选综合指标分析序号入料灰分 条件精煤灰分 精煤产率 尾煤灰分 可燃体回收率.正常加油.乳化加油.正常加油.乳化加油.正常加油.乳化加油.正常加油.乳化加油.正常加油.乳化加油.正常加油.乳化加油.由表 可知，淮北选煤厂入浮煤泥灰分有一定的波动，但总体平稳。每组采样试验中，乳化加药系统的精煤灰分均低于正常加油的系统，这主要是捕收剂乳化后充分分散，捕收剂与煤泥颗粒碰撞混合更充分，最终使得浮选效果更好。除第 组乳化加油系统精煤产率低于正常加油系统，其他组乳化加油精煤产率均高于正常加油系统。综合来看，捕收剂乳化加药对浮选效果有显著影响，捕收剂乳化后精煤灰分平均约降低.，精煤产率提高.，浮选可燃体回收率平均增加约.。这与试验研究的预测结果很吻合，达到了预期的提升改善效果。结论（）新型的浮选捕收剂乳化系统投入使用后，浮选精煤产率约提高.个百分点，淮北选煤厂年入浮煤泥量约为 万，精煤销售价格平均约为 元，带来的利润为 万元，经济效益较为客观。（）淮北选煤厂成功应用浮选药剂乳化技术后，煤泥调浆效果得到显著改善，浮选用药量得以减少，精煤灰分降低，重选背灰程度得以改善，在提升企业经济效益的同时，也创造了社会效益。参考文献 冯 阳 镇城底矿选煤厂浮选工艺的优化实践 山西焦煤科技，（）：解 静 高超重力环境细乳液可控制备方法及聚合新工艺 北京：北京化工大学，张立华，周国亮，朱金波，等 煤浆预处理器的综合评述 选煤技术，（）：，李昕帆 煤浮选捕收剂的超声乳化研究及其自动化设计 太原：太原理工大学，邓建军，郭崇涛，王传真 基于射流原理的风力射流乳化器在涡北选煤厂的应用实践 选煤技术，（）：任 聪，樊民强，李志红，等 复配药剂浮选低阶煤泥的效能研究 煤炭科学技术，（）：张鑫 淮北选煤厂（北区）二次浮选工艺改造实践 科技创新与应用，（）：景 涛，王守强，梁 霄 淮北选煤厂细粒煤泥分选实践 选煤技术，（）：王光青 淮北选煤厂南区技改工程“”煤泥水处理工艺流程探讨 淮北职业技术学院学报，（）：张国祥，欧战备，黄海峰 淮北矿业集团煤炭洗选加工现状分析及展望 煤炭加工与综合利用，（）：刘 锋，郭 平，朱宾，等 一次浮选作业泡沫分室处理工艺在淮北选煤厂浮选系统改造中的应用 煤炭加工与综合利用，（）：，吴德林 浮选自动加药及乳化控制系统在吕家坨选煤厂的应用 选煤技术，（）：年第 期周宗丰，等：淮北选煤厂乳化浮选系统实践