CN105127002B - 一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺 - Google Patents

Abstract

一种有效减少高灰细泥污染精煤的浮选工艺，属于一种微细粒煤高效分选方法。该工艺首先采用正浮选工艺回收所有的精煤及部分随精煤浮出的高灰细泥，再采用反浮选工艺浮出正浮选工艺所得精煤中携带的高灰细泥，最终获得质量合格，满足精煤灰分要求的精煤；在常规粗‑精选两段工艺的基础上，采用反浮选方法将粗选精煤中少量的高灰细泥通过泡沫从矿浆中浮出，不仅大大减少浮选药剂和动力的消耗，而且有效避免大量固体颗粒通过泡沫浮出时高灰细泥与精煤颗粒的机械混杂和水流夹带，从矿物颗粒的回收方式上避免高灰细泥对精煤的污染，保证精煤质量，从而实现对高灰细泥含量大煤泥的高精度分选。

Description

一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺

技术领域

本发明涉及一种煤泥浮选深度降灰工艺，尤其涉及一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，属于煤炭高效清洁技术加工领域。

背景技术

浮选是目前分选细粒和微细粒煤泥最成熟、有效的方法，并已实现工业化。然而，随着我国煤矿采煤机械化程度的提高和开采深度不断加深，煤质越来越差，重介质旋流器分选工艺的大面积推广，均配有粗煤泥直接回收或分选回收环节以及我国煤炭资源本身“细、杂、难”的特点，综合导致入浮煤泥呈现粒度越来越细、灰分越来越高和分选越来越困难的显著特点。细粒矿物具有质量小、比表面积大的物化特性，浮选过程中存在亲水性细粒脉石矿物污染精矿，降低精矿品位的共性难题。选煤生产实践也表明，入浮煤泥中高灰难浮细煤泥比例增大，分选难度加大，浮选精煤灰分普遍超灰，是当前选煤厂存在的共性技术难题，并已成为制约企业精煤质量改善和经济效益提高的瓶颈。

煤泥浮选过程中，精煤中高灰细泥的污染是导致其灰分超标的主要原因。现有研究表明，高灰细泥污染精煤的主要机制包括：水流夹带、颗粒混凝、细泥罩盖和中矿连生体颗粒。为减少煤泥浮选过程中高灰细泥对精煤的污染，国内外学者已从浮选药剂的开发及优化、浮选设备的改进、多种分选方法的组合和浮选工艺流程的改造等方向开展研究。其中，针对高灰细泥含量大煤泥的分选特性要求，提出适应性更强的新型浮选工艺及方法是实践证明的有效措施，如分级浮选工艺、多段浮选工艺和反浮选工艺等。

发明内容

为了克服传统的选煤工艺入浮煤泥呈现粒度越来越细、灰分越来越高和分选越来越困难的的问题，本发明提供了一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，该工艺是一种适宜于高灰细泥含量大煤泥高精度分选，其生产成本低、产品结构灵活、有效减少高灰细泥对浮选精煤的污染、实现精煤深度降灰的浮选工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，首先采用正浮选工艺回收所有的精煤及部分随精煤浮出的高灰细泥，再采用反浮选工艺浮出正浮选工艺所得精煤中携带的高灰细泥，最终获得质量合格，满足精煤灰分要求的精煤；具体步骤如下：

①将入浮煤泥和水加入粗选调浆预处理装置中，配制矿浆浓度为60~120 g/L，搅拌0~5 min使矿浆充分均匀，然后依次向粗选调浆预处理装置中加入煤的捕收剂和起泡剂分别搅拌0~5 min和0~3 min，最后将调制好的矿浆给入粗选浮选设备进行分选，分别收集泡沫产品和剩余矿浆，完成正浮选过程，即粗选过程；所述的泡沫产品为正浮选精煤，剩余矿浆为正浮选尾煤。

②将正浮选所得精煤给入精选调浆预处理装置中搅拌0~10 min，依次加入煤的抑制剂和细泥的捕收剂，分别搅拌0~10 min和0~5 min，最后将调制好的矿浆给入精选浮选设备进行分选，分别收集泡沫产品和剩余矿浆，完成反浮选过程，即精选过程；所述的泡沫产品为反浮选尾煤，剩余矿浆为反浮选精煤。

③精选的精煤作为最终精煤产品；粗选的尾煤和精选的尾煤一起作为煤泥或者中煤产品，或者前者作为煤泥产品，后者作为中煤产品；所述的精选的精煤为反浮选的精煤，粗选的尾煤为正浮选的尾煤，精选的尾煤为反浮选的尾煤。

所述的煤的捕收剂为非极性烃类油，用量为0.2~2 kg/t 干煤泥。

所述的细泥的捕收剂为胺类捕收剂和有机酸类捕收剂，用量为0.1~1 kg/t 干煤泥。由于胺较难溶于水，先溶于盐酸中生产胺盐使用，配制时胺与盐酸的摩尔比为1:1~1:1.5。

所述的起泡剂为醇类起泡剂，用量为0.05~1 kg/t 干煤泥。

所述的抑制剂为糊精、淀粉或者其他改性淀粉，用量为0.5~5 kg/t干煤泥。

所述的粗选浮选设备和精选浮选设备为浮选机或浮选柱。

一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，其设备包括：煤泥水桶、入浮煤泥和水排出管道、粗选调浆预处理装置给料泵、粗选调浆预处理装置、粗选入浮矿浆排出管道、粗选设备、粗选精煤排出管道、粗选尾煤排出管道、粗选精矿桶、精选调浆预处理装置给料泵、精选调浆预处理装置、精选入浮矿浆排出管道、精选设备、精选精煤排出管道、精选尾煤排出管；其设备有一个煤泥水桶，煤泥水桶下部通过入浮煤泥和水排出管道、粗选调浆预处理装置给料泵和粗选调浆预处理装置连接，粗选调浆预处理装置顺序和粗选入浮矿浆排出管道、粗选设备、粗选精煤排出管道、粗选尾煤排出管道、粗选精矿桶、精选调浆预处理装置给料泵、精选调浆预处理装置、精选入浮矿浆排出管道及精选设备连接，最后分别经精选精煤排出管道和精选尾煤排出管排出。

该种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺的具体流程为：

煤泥水桶中的入浮煤泥和水通过入浮煤泥和水排出管道连通到粗选调浆预处理装置给料泵，由粗选调浆预处理装置给料泵打入粗选调浆预处理装置中，并在粗选调浆预处理装置中添加煤的捕收剂和起泡剂进行调浆搅拌形成粗选入浮矿浆，并通过粗选入浮矿浆排出管道进入粗选设备，对其进行粗选入浮矿浆分选，分选后得到粗选精煤和粗选尾煤，粗选尾煤通过粗选尾煤排出管道排出；粗选精煤通过粗选精煤排出管道流入粗选精矿桶，然后由精选调浆预处理装置给料泵打入精选调浆预处理装置中，并且在精选调浆预处理装置添加煤的抑制剂和细泥的捕收剂，进行调浆搅拌，形成精选入浮矿浆，并由精选入浮矿浆排出管道输送到精选设备进行分选，得到精选精煤和精选尾煤，并由精选精煤排出管道和精选尾煤排出管道排出。

所述的入浮煤泥和水为：入浮矿浆；粗选设备为：正浮选设备；粗选精煤为：正浮选精煤；粗选尾煤为：正浮选尾煤；精选设备为：反浮选设备；精选精煤为：反浮选精煤；精选尾煤为：反浮选尾煤。

本发明的有益效果是：

（1）工艺流程的结构更加合理、灵活。在粗-精选两段工艺的基础上，引入反浮选分选方法，首先通过粗选段的正浮选工艺脱除入浮煤泥中大量的矸石颗粒和高灰细泥，再通过反浮选工艺进一步脱除粗选精煤中携带的少量高灰细泥，有效减少高灰细泥对精煤的污染，实现浮选精煤的深度降灰，保证精煤质量。

（2）不同矿物颗粒的回收方式更加合理。精选段采用反浮选工艺，通过泡沫浮出的产品仅是粗选段精煤所携带的少量高灰细泥，而绝大部分的精煤颗粒停留在矿浆中。因此，通过气泡粘附浮出的固体量少，不仅可大大减少浮选药剂和动力的消耗，矿物颗粒的回收方式更加合理，而且有效避免大量固体颗粒通过泡沫携带浮出时高灰细泥的机械混杂和水流夹带，从不同矿物颗粒的回收方式上避免高灰细泥对精煤的污染，保证精煤质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明有效减少高灰细泥污染精煤的浮选工艺原理流程图。

图2是本发明有效减少高灰细泥污染精煤的浮选工艺设备安装示意图。

图1中：“+”表示浮选设备内的剩余矿浆；“-”表示浮选设备的泡沫产品。

图2中：1.煤泥水桶，2.入浮煤泥和水排出管道,3.粗选调浆预处理装置给料泵，4.粗选调浆预处理装置，5.煤的捕收剂，6.起泡剂，7.粗选入浮矿浆排出管道，8.粗选设备，9.粗选精煤排出管道，10.粗选尾煤排出管道，11.粗选精矿桶，12.精选调浆预处理装置给料泵，13.精选调浆预处理装置，14.煤的抑制剂，15.细泥的捕收剂，16.精选入浮矿浆排出管道，17.精选设备，18.精选精煤排出管道，19.精选尾煤排出管道。

具体实施方式

在图1中，一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，首先采用正浮选工艺回收所有的精煤及部分随精煤浮出的高灰细泥，再采用反浮选工艺浮出正浮选工艺所得精煤中携带的高灰细泥，最终获得质量合格，满足精煤灰分要求的精煤；具体步骤如下：

①将入浮煤泥和水加入粗选调浆预处理装置中，配制矿浆浓度为60~120 g/L，搅拌0~5 min使矿浆充分均匀，然后依次向粗选调浆预处理装置中加入煤的捕收剂和起泡剂分别搅拌0~5 min和0~3 min，最后将调制好的矿浆给入粗选浮选设备进行分选，分别收集泡沫产品和剩余矿浆，完成正浮选过程，即粗选过程；所述的泡沫产品为正浮选精煤，剩余矿浆为正浮选尾煤。

②将正浮选所得精煤给入精选调浆预处理装置中搅拌0~10 min，依次加入煤的抑制剂和细泥的捕收剂，分别搅拌0~10 min和0~5 min，最后将调制好的矿浆给入精选浮选设备进行分选，分别收集泡沫产品和剩余矿浆，完成反浮选过程，即精选过程；所述的泡沫产品为反浮选尾煤，剩余矿浆为反浮选精煤。

③精选的精煤作为最终精煤产品；粗选的尾煤和精选的尾煤一起作为煤泥或者中煤产品，或者前者作为煤泥产品，后者作为中煤产品；所述的精选的精煤为反浮选的精煤，粗选的尾煤为正浮选的尾煤，精选的尾煤为反浮选的尾煤。

所述的煤的捕收剂为非极性烃类油，用量为0.2~2 kg/t 干煤泥。

所述的细泥的捕收剂为胺类捕收剂和有机酸类捕收剂，用量为0.1~1 kg/t 干煤泥。由于胺较难溶于水，先溶于盐酸中生产胺盐使用，配制时胺与盐酸的摩尔比为1:1~1:1.5。

所述的起泡剂为醇类起泡剂，用量为0.05~1 kg/t 干煤泥。

所述的抑制剂为糊精、淀粉或者其他改性淀粉，用量为0.5~5 kg/t干煤泥。

所述的粗选浮选设备和精选浮选设备为浮选机或浮选柱。

在图2中，一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，其设备包括：煤泥水桶1、入浮煤泥和水排出管道2、粗选调浆预处理装置给料泵3、粗选调浆预处理装置4、粗选入浮矿浆排出管道7、粗选设备8、粗选精煤排出管道9、粗选尾煤排出管道10、粗选精矿桶11、精选调浆预处理装置给料泵12、精选调浆预处理装置13、精选入浮矿浆排出管道16、精选设备17、精选精煤排出管道18、精选尾煤排出管19；其设备有一个煤泥水桶1，煤泥水桶1下部通过入浮煤泥和水排出管道2、粗选调浆预处理装置给料泵3和粗选调浆预处理装置4连接，粗选调浆预处理装置4顺序和粗选入浮矿浆排出管道7、粗选设备8、粗选精煤排出管道9、粗选尾煤排出管道10、粗选精矿桶11、精选调浆预处理装置给料泵12、精选调浆预处理装置13、精选入浮矿浆排出管道16及精选设备17连接，最后分别经精选精煤排出管道18和精选尾煤排出管19排出。

该种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺的具体流程为：

煤泥水桶1中的入浮煤泥和水通过入浮煤泥和水排出管道2连通到粗选调浆预处理装置给料泵3，由粗选调浆预处理装置给料泵3打入粗选调浆预处理装置4中，并在粗选调浆预处理装置4中添加煤的捕收剂5和起泡剂6进行调浆搅拌形成粗选入浮矿浆，并通过粗选入浮矿浆排出管道7进入粗选设备8，对其进行粗选入浮矿浆分选，分选后得到粗选精煤和粗选尾煤，粗选尾煤通过粗选尾煤排出管道10排出；粗选精煤通过粗选精煤排出管道9流入粗选精矿桶11，然后由精选调浆预处理装置给料泵12打入精选调浆预处理装置13中，并且在精选调浆预处理装置13添加煤的抑制剂14和细泥的捕收剂15，进行调浆搅拌，形成精选入浮矿浆，并由精选入浮矿浆排出管道16输送到精选设备17进行分选，得到精选精煤和精选尾煤，并由精选精煤排出管道18和精选尾煤排出管道19排出。

所述的入浮煤泥和水为：入浮矿浆；粗选设备8为：正浮选设备；粗选精煤为：正浮选精煤；粗选尾煤为：正浮选尾煤；精选设备17为：反浮选设备；精选精煤为：反浮选精煤；精选尾煤为：反浮选尾煤。

下面结合实例对本发明作进一步描述：

实施例一

粒度小于0.5 mm、灰分24.49%的气煤作为浮选入料。该浮选入料中粒度小于0.045mm含量62.88%，灰分33.08%。实际生产要求该煤样的浮选精煤灰分小于9.00%。

采用常规一次浮选时，煤油作为捕收剂，仲辛醇作为起泡剂。试验步骤：将煤样配置成60 g/L的矿浆1.5 L，倒入容积1.5 L的单槽挂槽式机械搅拌浮选机中，浮选机主轴转速1900 rad/min。浮选矿浆预先搅拌2 min，然后向矿浆中加入煤油1200 g/t搅拌2 min，再加入仲辛醇300 g/t搅拌0.5 min，打开进气阀门计时刮泡3 min，充气量0.25 m³/h，刮泡过程中补加去离子水以保持浮选槽内液位恒定。所得产品过滤、烘干、称重和化验。结果：精煤灰分11.55%，精煤产率72.43%，尾煤灰分58.52%，尾煤产率27.57%。

采用本发明的粗选+精选工艺时，粗选的试验参数、药剂种类与用量、试验操作步骤与上述常规一次浮选完全相同。精选试验采样淀粉作为煤的抑制剂，十二胺作为细泥的捕收剂。其中淀粉与去离子水配置成质量浓度1%的溶液使用，十二胺与盐酸按摩尔比1:1.5配置成胺盐使用。试验步骤：将粗选所得的精煤泡沫倒入容积1.5 L的单槽挂槽式机械搅拌浮选机中，浮选机主轴转速1900 rad/min。矿浆在浮选机内预先搅拌2 min，然后向矿浆中加入淀粉溶液50 ml搅拌5 min，再加入十二胺溶液2 ml搅拌2 min，最后补加去离子水使矿浆体积达到1.5 L，打开进气阀门计时刮泡3 min，充气量0.25 m³/h，刮泡过程中补加去离子水以保持浮选槽内液位恒定。所得产品过滤、烘干、称重和化验。结果：最终精煤灰分8.86%，精煤产率62.78%，精选尾煤产率9.65%，精选尾煤灰分29.05%。

可以看出，与常规一次浮选工艺相比，采用本发明的粗选+精选工艺可有效降低精煤灰分，对该试验煤样而言，精煤灰分可降低2.69%，保证了最终浮选精煤灰分满足产品质量要求。同时获得产率9.65%、灰分29.05%的精选尾煤，可作为中煤产品。

实施例二

粒度小于0.5 mm、灰分37.71%的焦煤作为浮选入料。该浮选入料中粒度小于0.045mm含量65.07%，灰分48.45%。实际生产要求该煤样的浮选精煤灰分小于11.00%。

采用常规一次浮选时，煤油作为捕收剂，仲辛醇作为起泡剂。试验步骤：将煤样配置成60 g/L的矿浆1.5 L，倒入容积1.5 L的单槽挂槽式机械搅拌浮选机中，浮选机主轴转速1900 rad/min。浮选矿浆预先搅拌2 min，然后向矿浆中加入煤油1000 g/t搅拌2 min，再加入仲辛醇500 g/t搅拌0.5 min，打开进气阀门计时刮泡2.5 min，充气量0.25 m³/h，刮泡过程中补加去离子水以保持浮选槽内液位恒定。所得产品过滤、烘干、称重和化验。结果：精煤灰分15.32%，精煤产率55.58%，尾煤灰分65.68%，尾煤产率44.42%。

采用本发明的粗选+精选工艺时，粗选的试验参数、药剂种类与用量、试验操作步骤与上述常规一次浮选完全相同。精选试验采样淀粉作为煤的抑制剂，十二胺作为细泥的捕收剂，仲辛醇作为起泡剂。其中淀粉与去离子水配置成质量浓度1%的溶液使用，十二胺与盐酸按摩尔比1:1.5配置成胺盐使用。试验步骤：将粗选所得的精煤泡沫倒入容积1.5 L的单槽挂槽式机械搅拌浮选机中，浮选机主轴转速1900 rad/min。矿浆在浮选机内预先搅拌2min，然后向矿浆中加入淀粉溶液50 ml搅拌5 min，再加入十二胺溶液5 ml搅拌2 min，最后补加去离子水使矿浆体积达到1.5 L，打开进气阀门计时刮泡2.5 min，充气量0.25 m³/h，刮泡过程中补加去离子水以保持浮选槽内液位恒定。所得产品过滤、烘干、称重和化验。结果：最终精煤灰分10.79%，精煤产率43.85%，精选尾煤产率11.73%，精选尾煤灰分32.25%。

可以看出，与常规一次浮选工艺相比，采用本发明的粗选+精选工艺可有效降低精煤灰分，对该试验煤样而言，精煤灰分可降低4.53%，保证了最终浮选精煤灰分满足产品质量要求。同时获得产率11.73%、灰分32.25%的精选尾煤，可作为中煤产品。

在实施例一与实施例二中，所述的粗选为正浮选；精选为反浮选。

Claims (8)

1.一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，首先采用正浮选工艺回收所有的精煤及部分随精煤浮出的高灰细泥，再采用反浮选工艺浮出正浮选工艺所得精煤中携带的高灰细泥，最终获得质量合格，满足精煤灰分要求的精煤；具体特征的步骤如下：

①将入浮煤泥和水加入粗选调浆预处理装置中，配制矿浆浓度为60~120 g/L，搅拌0~5min使矿浆充分均匀，然后依次向粗选调浆预处理装置中加入煤的捕收剂和起泡剂分别搅拌0~5 min和0~3 min，最后将调制好的矿浆给入粗选浮选设备进行分选，分别收集泡沫产品和剩余矿浆，完成正浮选过程，即粗选过程；所述泡沫产品为正浮选精煤，剩余矿浆为正浮选尾煤；

②将正浮选所得精煤给入精选调浆预处理装置中搅拌0~10 min，依次加入煤的抑制剂和细泥的捕收剂，分别搅拌0~10 min和0~5 min，最后将调制好的矿浆给入精选浮选设备进行分选，分别收集泡沫产品和剩余矿浆，完成反浮选过程，即精选过程；所述泡沫产品为反浮选尾煤，剩余矿浆为反浮选精煤；

③精选的精煤作为最终精煤产品；粗选的尾煤和精选的尾煤一起作为煤泥或者中煤产品，或者前者作为煤泥产品，后者作为中煤产品；所述精选的精煤为反浮选的精煤，粗选的尾煤为正浮选的尾煤，精选的尾煤为反浮选的尾煤。

2.根据权利要求1所述的一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，其特征是：所述的煤的捕收剂为非极性烃类油，用量为0.2~2 kg/t 干煤泥。

3.根据权利要求1所述的一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，其特征是：所述的细泥的捕收剂为胺类捕收剂和有机酸类捕收剂，用量为0.1~1 kg/t 干煤泥,由于胺较难溶于水，先溶于盐酸中生产胺盐使用，配制时胺与盐酸的摩尔比为1:1~1:1.5。

4.根据权利要求1所述的一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，其特征是：所述的起泡剂为醇类起泡剂，用量为0.05~1 kg/t 干煤泥。

5.根据权利要求1所述的一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，其特征是：所述的抑制剂为糊精、淀粉或者其他改性淀粉，用量为0.5~5 kg/t干煤泥。

6.根据权利要求1所述的一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，其特征是：所述的粗选浮选设备和精选浮选设备为浮选机或浮选柱。

7.根据权利要求1所述的一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，其特征是：一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺所使用的浮选设备有一个煤泥水桶（1），煤泥水桶（1）下部通过入浮煤泥和水排出管道（2）、粗选调浆预处理装置给料泵（3）和粗选调浆预处理装置（4）连接，粗选调浆预处理装置（4）顺序和粗选入浮矿浆排出管道（7）、粗选设备（8）、粗选精煤排出管道（9）、粗选尾煤排出管道（10）、粗选精矿桶（11）、精选调浆预处理装置给料泵（12）、精选调浆预处理装置（13）、精选入浮矿浆排出管道（16）及精选设备（17）连接，最后分别经精选精煤排出管道（18）和精选尾煤排出管（19）排出。

8.根据权利要求1所述的一种有效减少精煤中高灰细泥污染的浮选工艺，其特征的具体流程是： 煤泥水桶（1）中的入浮煤泥和水通过入浮煤泥和水排出管道（2）连通到粗选调浆预处理装置给料泵（3），由粗选调浆预处理装置给料泵（3）打入粗选调浆预处理装置（4）中，并在粗选调浆预处理装置（4）中添加煤的捕收剂（5）和起泡剂（6）进行调浆搅拌形成粗选入浮矿浆，并通过粗选入浮矿浆排出管道（7）进入粗选设备（8），对其进行粗选入浮矿浆分选，分选后得到粗选精煤和粗选尾煤，粗选尾煤通过粗选尾煤排出管道（10）排出；粗选精煤通过粗选精煤排出管道（9）流入粗选精矿桶（11），然后由精选调浆预处理装置给料泵（12）打入精选调浆预处理装置（13）中，并且在精选调浆预处理装置（13）添加煤的抑制剂（14）和细泥的捕收剂（15），进行调浆搅拌，形成精选入浮矿浆，并由精选入浮矿浆排出管道（16）输送到精选设备（17）进行分选，得到精选精煤和精选尾煤，并由精选精煤排出管道（18）和精选尾煤排出管道（19）排出；所述的入浮煤泥和水为：入浮矿浆；粗选设备（8）为：正浮选设备；粗选精煤为：正浮选精煤；粗选尾煤为：正浮选尾煤；精选设备（17）为：反浮选设备；精选精煤为：反浮选精煤；精选尾煤为：反浮选尾煤。