CN103831164A - 一种炼焦中煤的重浮联合分选工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炼焦中煤的重浮联合分选工艺，属于矿物加工技术领域。包括（一）炼焦中煤的破碎；（二）水介旋流器重选；（三）重选中间产品的磨矿-浮选。该工艺的特点：重选采用水介旋流器，设备环节少、工艺简单；不需消耗重介质，运行成本低；重选“拔头”或“抛尾”，可使后续磨矿物料量减少，节约能耗。

Description

一种炼焦中煤的重浮联合分选工艺

技术领域

本发明涉及一种细粒煤分选工艺，具体地说，涉及一种炼焦中煤的重浮联合分选工艺，属于矿物加工技术领域。

背景技术

中煤是煤炭洗选过程产生的副产物，其灰分通常在30~40%，含有一定数量的有机组分，因其与煤中的无机矿物质形成紧密伴、共生，故需通过破碎或磨矿以促使其解离。但对于解离后的细粒中煤，目前尚无高效的分选技术，致使国内绝大多数炼焦煤选煤厂的中煤因灰分高而被用作燃料，造成稀缺煤炭资源的极大浪费。为合理利用煤炭资源，开发炼焦中煤高效再选技术势在必行。

疏水絮凝-浮选是较早提出的一种炼焦中煤再选技术，利用球磨机对中煤进行细磨矿，出料平均粒度为十几微米，然后通过疏水絮凝-浮选的方法回收中煤有效组分。由于对全粒级中煤进行细磨，能耗极大，而且物料粒度过细会造成后续脱水环节的困难。

公开号为CN102861663 A的中国专利，公开了一种稀缺炼焦中煤的碎磨解离和重浮选两段回收工艺，将中煤破碎至6mm以下，6~0.5mm物料采用三产品重介质旋流器分选，＜0.5mm细粒中煤与精煤磁选机尾矿一并进入球磨机湿磨，磨后产物采用浮选柱分选回收。公开号为CN103143432A的中国专利提出一种炼焦中煤的高效破碎与三段式分选方法，将中煤破碎至6mm以下，6~1mm物料采用三产品重介质旋流器分选，＜1mm物料与精煤磁选机尾矿混合后经旋流器组分级，1~0.25mm粒级采用干扰床分选机进行分选，＜0.25mm细粒用浮选机回收。两者均采用重介质旋流器对破碎后的粗粒中煤进行重选，由于涉及介质的净化与回收，致使流程比较复杂，生产成本较高。

发明内容

为了克服上述不足，本发明旨在提供一种以水介质旋流器重选为特征的炼焦中煤重浮联合分选工艺，以提高炼焦中煤，特别是稀缺煤种炼焦中煤的利用效率。

本发明提供的一种炼焦中煤的重浮联合分选工艺，具体包括以下步骤：

（一）炼焦中煤的破碎

（1）炼焦煤选煤厂的重选中煤经两段脱水脱介后粒度为50~0.5mm，采用筛孔为3mm的分级筛对中煤进行筛分；

（2）粒度为50~3 mm的筛上物进入破碎机，出料粒度控制在3mm以下；

（二）水介旋流器重选

（1）粒度为3mm以下的物料合并进入混料桶，加水调节矿浆浓度至100~150 g/L；

（2）利用渣浆泵将矿浆以0.1~0.15MPa的压力切向给入水介旋流器；

（3）在水介旋流器的离心力作用下，对中煤进行“拔头”或“抛尾”；低密度物灰分符合要求时可直接作为精煤，即拔头；高密度物灰分较高时，可直接抛弃，即抛尾；中间密度级物料磨矿再选；

若中煤有效组分嵌布粒度较粗，即3mm破碎实现了基本解离，则采用重选“拔头”工艺，经旋流器溢流出合格质量的精煤，然后对旋流器底流进行磨矿、再选。

若中煤有效组分嵌布粒度细，即3mm破碎解离不充分，致使重选得不到合格质量精煤或精煤产率过低，则采用重选“抛尾”工艺，经旋流器底流排高灰尾矿，然后对旋流器溢流进行磨矿、再选。

（4）“拔头”或“抛尾”的物料分别离心脱水；

（三）重选中间产品的磨矿-浮选

（1）采用分级旋流器对重选产生的中高灰物质进行分级，分级粒度为0.5mm；

（2）粒度为0.5mm以上的物料进入球磨机进行湿法磨矿，使磨矿产物中＜0.074mm的物料含量为30%~50%；

（3）磨矿产物与分级旋流器溢流一并进入调浆设备，调节矿浆浓度至80~100 g/L；

（4）向矿浆中加入捕收剂和起泡剂，采用“粗选+精选”的流程进行浮选，选后的泡沫产品作为精煤，精选尾矿与粗选尾矿合并作为尾煤；

（5）精煤采用隔膜压滤机进行脱水，尾煤经浓缩机处理后用压滤机脱水回收；浓缩机溢流、精煤压滤机和尾煤压滤机滤液均返回循环水池。

进一步地，所述水介旋流器采用煤泥旋流重选柱。该设备处理细粒物料具有较高的分选精度和分选效率。煤泥旋流重选柱是太原理工大学的专利产品。

更进一步地，所述水介旋流器是由两段煤泥旋流重选柱组合而成，一段底流出高灰尾煤，二段溢流为低灰精煤，二段底流为中间产品。

更进一步地，所述高灰尾煤的灰分>40%，低灰精煤的灰分<11%，中间产品的灰分为11%~40%。

上述方案中涉及炼焦中煤的重浮联合分选工艺，属于稀缺煤种炼焦中煤的重浮联合分选工艺，通过破碎和磨矿，使中煤的有效组分与无机矿物质解离，利用重选与浮选相结合，重选采用水介旋流器，浮选采用“粗选+精选”流程，选出质量合格的精煤，提高中煤利用效率。

本发明提供的分选技术，对稀缺煤种炼焦中煤进行先破碎后磨矿，水介旋流重选与浮选相联合的分选工艺，有效实现了“碎磨结合，梯级解离，重浮联合、分级分选”的理念。将炼焦煤选煤厂的重选中煤破碎至3mm以下，使粗颗粒的煤与连生的无机矿物质解离，采用水介旋流器对其进行重选，与重介分选相比，可减少介质净化回收等后续环节，工艺简单、运行成本低；根据中煤有用组分的解离特性，重选“拔头”或“抛尾”，剩余物料用球磨机进行湿法磨矿，促使细颗粒煤与伴、共生矿物质进一步解离，然后采用“粗选+精选”流程，浮选回收细粒精煤。通过重选联合分选工艺，实现了对炼焦中煤的有效分选，可得到灰分≤11.0%的精煤产品。

本发明的有益效果：

（1）重选采用水介旋流器，设备环节少、工艺简单；（2）不需添加重介质，无介质消耗，运行成本低；（3）采用重选“拔头”或“抛尾”，可减少磨矿量30~60%，可使后续磨矿物料量减少，节约能耗。

附图说明

图1为实施方式一中煤的联合分选工艺流程图。

图2为实施方式二中煤的联合分选工艺流程图。

图3为实施方式三中煤的联合分选工艺流程图。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施方式一：以A选煤厂重介中煤为研究对象，按图1的重选“拔头”工艺流程操作，具体步骤为：

（一）炼焦中煤的破碎

经筛孔为3mm的分级筛筛分后，采用锤式破碎机对50~3mm的筛上物进行破碎，使其粒度达到3mm以下；

（二）水介旋流器重选

称取粒度为3mm以下的物料13kg，倒入搅拌桶，与水混合配制成浓度为100 g/L的矿浆；通过渣浆泵使矿浆沿切线方向进入新型水介旋流旋—煤泥旋流重选柱（筒体直径φ150mm，溢流口直径45mm，底流口直径22mm，溢流管插入深度100mm），给料压力为0.12MPa时，旋流器溢流经弧形筛、煤泥离心机脱水后可获得灰分小于11.0%的合格精煤，实现重选“拔头”，溢流物料量约占入料的30%。

水介旋流器的底流进行磨矿、浮选。

（三）重选中间产品的磨矿-浮选

对水介旋流器的底流进行分级浓缩，＞0.5mm的物料采用球磨机进行湿法磨矿2min，磨后＜0.074mm的物料含量为46.9%，与分级浓缩机溢流混合后进入调浆桶；调节矿浆浓度至100g/L，以煤油为捕收剂，用量为30g/t，仲辛醇为起泡剂，用量为20g/t，按“一次粗选、两次精选”流程进行浮选回收，精选过程不加药剂；选后的泡沫产品作为精煤，精选尾矿与粗选尾矿合并作为尾煤，最终获得灰分9.56%的精煤。

实施方式二：以B选煤厂重介中煤为研究对象，按图2重选直接“抛尾”工艺流程来操作，具体步骤为：

（一）炼焦中煤的破碎

经筛孔为3mm的分级筛筛分后，采用锤式破碎机对50~3mm的筛上物进行破碎，使其粒度达到3mm以下；

（二）水介旋流器重选

称取粒度为3mm以下的物料13kg，倒入搅拌桶，与水混合配制成浓度为100 g/L的矿浆；通过渣浆泵使矿浆沿切线方向进入水介旋流器—煤泥旋流重选柱（筒体直径φ150mm，溢流口直径45mm，底流口直径19mm，溢流管插入深度140mm），给料压力为0.12MPa时，可实现重选“抛尾”，抛尾物料约占入料的50%。

“抛尾”后的水介旋流器溢流进行磨矿、浮选。

（三）重选中间产品的磨矿-浮选

对水介旋流器的溢流进行分级浓缩，用球磨机对＞0.5mm物料进行湿法磨矿2min，磨后产品中＜0.074mm的物料含量为32.8%，与分级浓缩机溢流混合后进入调浆桶；调节矿浆浓度至80g/L，以煤油为捕收剂，用量为30g/t，仲辛醇为起泡剂，用量为20g/t，采用“一次粗选、一次精选”流程进行浮选回收，精选过程不加药剂；选后的泡沫产品作为精煤，精选尾矿与粗选尾矿合并作为尾煤；最终获得灰分10.38%的合格精煤。

实施方式三：对可选性介于A、B选煤厂重介中煤之间的中煤，按图3重选直接“拔头”和“抛尾”，重选中矿磨矿浮选。

（一）炼焦中煤的破碎

经筛孔为3mm的分级筛筛分后，采用锤式破碎机对50~3mm的筛上物进行破碎，使其粒度达到3mm以下；

（二）水介旋流器重选

称取粒度为3mm以下的物料13kg，倒入搅拌桶，与水混合配制成浓度为100 g/L的矿浆；通过渣浆泵使矿浆沿切线方向进入两段式新型水介旋流器组—煤泥旋流重选柱（一、二段筒体直径φ150mm，一段溢流口直径40mm，底流口直径19mm；二段溢流口直径45mm、底流口直径22mm，溢流管插入深度100mm），给料压力为0.12MPa时，旋流器溢流经弧形筛、煤泥离心机脱水后可获得灰分小于11.0%的合格精煤及灰分40.1%的高灰尾煤，实现重选“拔头”和“抛尾”。一段旋流柱抛尾物料量约占入料的35%；二段旋流柱溢流物料量约占入料的10%；二段旋流柱底流物料量约占入料的55%，再进行磨矿、浮选；

（三）重选中间产品的磨矿-浮选

对二段水介旋流器的底流进行分级浓缩，用球磨机对＞0.5mm物料进行湿法磨矿2min，磨后产品与分级浓缩机溢流混合后进入调浆桶；调节矿浆浓度至80g/L，以煤油为捕收剂，，仲辛醇为起泡剂，采用“粗选+精选”流程进行浮选回收，精选过程不加药剂；精选尾矿与粗选尾矿合并作为尾煤，选后泡沫产品作为精煤与重选精煤混合，最终获得灰分小于11.0%的合格精煤。

Claims (6)

1. 一种炼焦中煤的重浮联合分选工艺，其特征在于：通过破碎、磨矿使中煤有效组分实现梯级解离，采用水介质旋流器重选和浮选的方法分别回收粗粒和细粒精煤，包括以下步骤：

（一）炼焦中煤的破碎

（1）炼焦煤选煤厂的重选中煤经两段脱水脱介后粒度为50~0.5mm，采用筛孔为3mm的分级筛对中煤进行筛分；

（2）粒度为50~3 mm的筛上物进入破碎机，出料粒度控制在3mm以下；

（二）水介旋流器重选

（1）粒度为3mm以下的物料合并进入混料桶，加水调节矿浆浓度至100~150 g/L；

（2）利用渣浆泵将矿浆以0.1~0.15MPa的压力切向给入水介旋流器；

（3）在水介旋流器的离心力作用下，对中煤进行“拔头”或“抛尾”；剩余物料磨矿再选；

（4）“拔头”或“抛尾”的物料分别离心脱水；

（三）重选中间产品的磨矿-浮选

（1）采用分级旋流器对重选产生的中高灰物质进行分级，分级粒度为0.5mm；

（2）粒度为0.5mm以上的物料进入球磨机进行湿法磨矿，使磨矿产物中＜0.074mm的物料含量为30%~50%；

（3）磨矿产物与分级旋流器溢流一并进入调浆设备，调节矿浆浓度至80~100 g/L；

（4）向矿浆中加入捕收剂和起泡剂，采用“粗选+精选”流程进行浮选，选后的泡沫产品作为精煤，精选尾矿与粗选尾矿合并作为尾煤；

（5）精煤采用隔膜压滤机进行脱水，尾煤经浓缩机处理后用压滤机脱水回收；浓缩机溢流、精煤压滤机和尾煤压滤机滤液均返回循环水池。

2.根据权利要求1所述的炼焦中煤的重浮联合分选工艺，其特征在于：所述水介旋流器采用煤泥旋流重选柱。

3.根据权利要求1或2所述的炼焦中煤的重浮联合分选工艺，其特征在于：所述水介旋流器是由两段煤泥旋流重选柱组合而成，一段底流出高灰尾煤，二段溢流为低灰精煤，二段底流为中间产品。

4.根据权利要求3所述的炼焦中煤的重浮联合分选工艺，其特征在于：所述高灰尾煤的灰分>40%，低灰精煤的灰分<11%，中间产品的灰分为11%~40%。

5.根据权利要求1所述的炼焦中煤的重浮联合分选工艺，其特征在于：所述步骤（二）（3）中的工艺为：在破碎后物料充分解离的情况下，采用重选拔头工艺，经旋流器溢流出合格质量的精煤，然后对旋流器底流进行磨矿、再选。

6.根据权利要求1所述的炼焦中煤的重浮联合分选工艺，其特征在于：所述步骤（二）（3）中的工艺为：在破碎后物料解离不充分的情况下，采用重选抛尾工艺，经旋流器底流排高灰尾矿，然后对旋流器溢流进行磨矿、再选。

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