低階煙煤煤泥浮選提質技術的研究與應用*

魏昌杰

（中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北省唐山市，063000）

★ 煤炭科技·加工轉化★

低階煙煤煤泥浮選提質技術的研究與應用*

魏昌杰

（中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北省唐山市，063000）

對低階煙煤煤泥洗選提質技術的現狀進行分析研究后得出，目前的煤泥提質技術已不能滿足煤泥提質的要求，需對浮選提質技術進行新的研究。對朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠的煤泥進行了可浮性提質試驗，得出該煤泥在滿足產品質量要求的情況下，浮選可燃體回收率大于80%，煤泥的可浮性為易浮，使得低階煙煤煤泥浮選成為可能。通過藥劑選擇性試驗，得出HZ-1浮選藥劑更加適合煤泥浮選需要，煤泥浮選的工業生產實踐表明，在滿足產品質量要求的前提下，浮選完善指標為43.85%，同實驗室結果相近，取得了理想的提質效果。

低階煙煤 煤泥浮選 可燃體回收率 浮選完善指標

目前低階煙煤占我國已探明煤炭儲量的32.66%以上，主要分布在新疆、內蒙、山西、東北三省以及甘肅等地。洗選提質是潔凈煤技術的源頭和基礎，是提高煤炭利用效率、節能、節運和保護環境最為經濟有效的技術途徑。低階煙煤由于水分高、含碳量低、熱值低、易風化自燃以及難以洗選等特點，使得其入選比例不足40%，造成嚴重的資源浪費和環境污染。探究低階煙煤入選比例低的主要原因是由于低階煙煤煤泥提質問題未能解決，而低階煙煤煤泥洗選提質技術的研究將有利于解決這一問題，既可有效地降低煤泥的灰分和水分，提高發熱量，又可以改善產品結構、提升產品質量以及增加顯著的經濟效益，對減少資源浪費和保護環境有著重要的意義。

1　低階煙煤煤泥洗選提質現狀

1.1發熱量主要影響因素

發熱量是低階煙煤重要的經濟技術指標，而水分和灰分是影響低階煙煤發熱量的主要因素，對于全粒級入選的低階煙煤，塊煤產品水分可滿足質量要求，但對于末煤產品和煤泥產品，水分比原煤有明顯升高趨勢，煤泥產品水分升高可高達10%～15%，使得發熱量大幅下降。為此，在制定低階煙煤洗選工藝時，需要盡量提高分選下限，避免煤泥進入洗選系統導致產品質量下降。

1.2低階煙煤煤泥提質技術現狀

煤泥提質技術是降低煤炭入選下限并提高煤炭綜合利用效率的關鍵技術，降低水分和灰分可提高低階煤煤泥的發熱量，目前低階煙煤泥洗選提質技術主要以降低水分為主，采用工藝為摻配和煤泥干燥。摻配提質工藝主要是將回收的煤泥直接摻配到末煤產品中而不影響末煤產品質量，該工藝適用適用于高發熱量的優質煤泥；煤泥干燥提質工藝主要通過干燥提質技術脫去產品10%～15%的水分，使煤泥的發熱量提高2.51～3.77 MJ/kg，干燥后的煤泥產品滿足質量要求或摻入末煤產品滿足質量要求。

2　低階煙煤煤泥浮選提質技術研究

隨著煤質的變化、采煤方式的多樣性和洗選工藝的優化升級，適用中、高發熱量的優質煤泥提質工藝已不能滿足生產需要，需從洗選降灰的角度出發研究低階煙煤泥提質關鍵技術。浮選是細粒煤泥分選中應用最廣且效果最好的一種選煤方法，通過調整浮選工藝指標，可有效控制產品中的灰分。取朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠煤泥為試驗煤樣，煤種為長煙煤進行低階煙煤煤泥浮選的研究。

2.1低階煙煤泥浮選試驗條件確定

依據GB/T 4757-2013煤泥單元浮選試驗方法，對朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠煤泥進行小浮選試驗，試驗產品為精煤和尾煤，分別對水分和發熱量進行試驗，試驗結果見表1。

表1　煤泥水分和發熱量試驗結果

高位發熱量和灰分之間的對應關系為線性關系，即Qgr.d=m-b·Ad，根據表1中的數據可計算出m=33.056，b=0.3778。在固定水分或灰分條件下，可計算出灰分和水分對發熱量的影響。對該煤泥進行浮選試驗，預期精煤水分為24.70%、灰分為13%，單位灰分對發熱量的影響為0.279 MJ/kg，即灰分升高1%發熱量下降0.279 MJ/kg；單位水分對發熱量的影響為0.305 MJ/kg，即水分升高1%發熱量下降0.305 MJ/kg。目前的壓濾煤泥灰分為26.93%，發熱量為16.50 MJ/kg。但要滿足產品發熱量大于18.83 MJ/kg，還需將煤泥灰分降低到12.82%，浮選精煤灰分控制在14.11%以內。

2.2低階煙煤泥浮選試驗

2.2.1可浮性試驗

根據GB/T 30046.2-2013順序評價試驗要求進行順序評價試驗，實驗室選用的浮選機容積為3.5 L，其充氣量為0.25 m3/（m2·min），葉輪轉速為1500 r/min，使用的捕收劑為正十二烷，起泡劑為4-甲基-2-戊醇。順序評價試驗結果繪制煤泥可浮性曲線如圖1所示。

圖1　煤泥可浮性曲線

由圖1中的精煤產率曲線和基元灰分曲線可以看出，精煤灰分從11.00%增加到12.00%時，精煤產率由72.15%增加到77.85%，分界灰分由17.00%增加到27.50%，這說明當精煤灰分大于11.00%時，精煤產率的增加主要是由于高灰煤泥進入精煤產品。對于不同的精煤灰分有3個對應的重要指標，分別是精煤產率、尾煤灰分和可燃體回收率，并可判斷出不同精煤灰分對應煤泥的可浮性，可浮性判斷指標如表2所示。

表2　可浮性判斷指標

由表2可以得出，當精煤灰分為11%和12%時，煤泥的可浮性由易浮提高到極易浮，基元灰分小于30%，精煤中高灰細泥含量較少；當精煤灰分大于12%時，基元灰分均大于70%，精煤產品被高灰細泥嚴重污染。

2.2.2藥劑選擇試驗

按照GB/T 4757-2014《煤粉（泥）實驗室單元浮選試驗方法》規定的試驗方法進行煤樣的藥劑制度和藥劑選擇試驗。試驗選用的浮選機容積為1.5 L，其充氣量為0.25 m3/（m2·min），礦漿濃度25 g/L，礦漿溫度為（25±10）℃，葉輪轉速為1800 r/min，捕收劑選用KD-1、HZ-1和柴油，起泡劑均為仲辛醇。對不同藥劑用量和藥劑比例進行試驗，結果如表3所示。

表3　藥劑制度選擇試驗結果

由表3可以看出，采用KD-1為捕收劑在油比為8∶1時，隨著藥劑耗量從0.6 kg/t增加到1.0 kg/t，浮選精煤的產率由55.81%增加到77.30%，而精煤灰分在14.5%±0.7%區間內變化不大，尾煤灰分由39.38%提高到61.36%，浮選完善指標以藥劑耗量為1.0 kg/t時的數值最大，為42.95%，取得了理想的浮選效果。以藥劑耗量為1.0 kg/t為基礎進行油比試驗，分別取油比為8∶1和4∶1進行試驗，試驗結果是油比為4∶1與油比為8∶1相比較，浮選完善指標高出2.52個百分點，當藥劑增加到1.0 kg/t時可燃體回收率開始下降，所以該藥劑的合理用量為1.0 kg/t，藥劑比例為4∶1。

采用HZ-1為捕收劑在油比為8∶1時，隨著藥劑耗量從0.6 kg/t增加到1.5 kg/t，浮選精煤的產率由39.12%增加到46.81%，而精煤灰分在13.0%±0.5%區間內變化不大，浮選完善指標由39.12%提高到46.81%。在藥劑用量1.5 kg/t時改變藥劑比例，進行油比8∶1和4∶1試驗，試驗結果是油比為8∶1較油比為4∶1相比較浮選完善指標高出0.42個百分點，所以該藥劑的合理用量為1.5 kg/t，藥劑比例為8∶1。

采用柴油為捕收劑時，當精煤灰分為13.64%時，藥劑耗量高達2.5 kg/t，當藥劑用量增加到3.0 kg/t時，精煤灰分變化不大，尾煤灰分由51.75%增加到59.61%，但總體藥劑耗量較高。

比較KD-1和HZ-1這2種藥劑的浮選效果，可得出藥劑用量與精煤產率、尾煤灰分、浮選完善指標關系曲線如圖2、圖3和圖4所示，尾煤灰分與精煤產率關系曲線如圖5所示，精煤產率與浮選完善指標關系曲線如圖6所示。

圖2　藥劑用量與精煤產率關系曲線

圖3　藥劑用量與尾煤灰分關系曲線

圖4　藥劑用量與浮選完善指標關系曲線

圖5　尾煤灰分與精煤產率關系曲線

圖6　精煤產率與浮選完善指標關系曲線

由圖2、圖3和圖4可以看出，在相同藥劑耗量的情況下，KD-1對應的精煤產率和尾煤灰分均高于HZ-1捕收劑，要得到相同的精煤產率和尾煤灰分，HZ-1需要消耗更多的藥劑，但HZ-1對應的完善指標大于KD-1對應的完善指標，從浮選效果上看，HZ-1的浮選效果優于KD -1捕收劑。

由圖5和圖6可以看出，在尾煤灰分相同的條件下，HZ-1對應的精煤產率高于KD-1精煤產率，在精煤產率相同的情況下，HZ-1對應的完善指標高于KD-1的完善指標。綜合分析HZ-1的浮選效果優于KD-1的浮選效果。

3　低階煙煤煤泥提質應用效果

朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠是一座11.0 Mt/a的動力煤選煤廠，采用的工藝為塊煤淺槽，末煤不入洗，粗煤泥螺旋分選機分選。增加浮選系統后，浮選的來料為濃縮分級旋流器的溢流、螺旋精煤濃縮分級旋流器溢流和精煤泥振動弧形篩篩下水進入浮選機浮選，浮選精煤壓濾機脫水回收，尾煤濃縮壓濾。

煤泥的試驗結果表明該煤泥的浮選是可行的，將該技術成功應用于朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠的工業生產中，藥劑選用HZ-1捕收劑，起泡劑為仲辛醇，煤泥浮選生產效果如表4所示。

表4　煤泥浮選生產效果

由表5可以看出，煤泥平均灰分由26.54%降至13.62%，收到基低位發熱量由16.50 MJ/kg提高到19.35 MJ/kg，浮選平均完善指標43.87%，同實驗室完善指標接近，取得了理想的浮選效果。

4　結論

低階煙煤泥浮選提質技術在朔州中煤平朔能源有限公司選煤廠煤泥進行可浮性提質試驗并進行工業性應用后，得出該煤泥在滿足產品質量要求的情況下可浮性為易浮。在藥劑選擇和對比試驗后，發現HZ-1藥劑的更能滿足低階煙煤泥浮選提質要求。研究成果的成功應用表明，各項指標同實驗室結果相近，取得了理想的浮選效果，可有效地將低值煤泥轉化為優質商品煤產品，變廢為寶，取得顯著的經濟效益。

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（責任編輯 王雅琴）

黑龍江省發布煤炭價格與供熱價格實行聯動的指導意見

根據近年來黑龍江省大多數地區供熱企業煤炭成本占總供熱成本的比重（以下簡稱 “煤熱比重”），參考國內部分地區的煤熱比重，綜合黑龍江省內大型鍋爐房、背壓機組和大型抽凝機組3種集中供熱方式，該省的煤熱比重平均約為55%。按照黑龍江省政府部署，各市、縣政府（黑龍江省農墾總局、森工總局按照市地級權限執行）要按照《國家發改委、住建部印發關于建立煤熱價格聯動機制的指導意見的通知》有關規定，建立煤熱價格聯動機制。

當煤炭價格變化幅度達到10%時，應對供熱價格進行5.5%左右的調整，并兼顧其他成本的合理變化，具體年度供熱價格由市、縣政府依據 《中華人民共和國價格法》等有關規定，召開聽證會后，結合本地實際情況確定。2015年供熱價格調整，參照 《國家發改委辦公廳關于開展環渤海動力煤價格指數試運行工作的通知》確定的環渤海動力煤價格指數；2010年以前沒有環渤海動力煤價格指數數據參照的，由市、縣政府自行測算供熱價格調整幅度。從2016年開始，黑龍江省物價監管局每年公布上一采暖年度全省煤炭平均價格變化指數，供各地調整熱價時參考。各市、縣政府要明確要求各供熱企業嚴格控制各項成本，以利于煤熱價格聯動機制發揮更好作用。

Research and application on upgrading technologies of low-rank soft coal slime flotation

Wei Changjie
（CCTEG Tangshan Research Institute，Tangshan，Hebei 063000，China）

According to analytical study current situation of upgrading technologies on lowrank soft coal slime flotation，the current upgrading technologies could not meet coal quality requirements which need conduct new studies about flotation upgrading technologies.Basing upon the floatability of coal slim upgrading experiment in coal preparation plant of ChinaCoal Pingshuo Group Co.，Ltd.，the authors found that when the coal slime meet coal quality requirements，recovery rate of flotation combustible was more than 80%，floatability of coal slime was easy floating which made low-rank soft coal slim flotation possible；according to agent selective test，HZ-1，flotation agent was more suitable for coal slime flotation requirement，industrial production practice of coal slime flotation showed that complex index of flotation was 43.85%on the premise of meet the requirements of product quality，and the results were similar in same laboratory which had the ideal upgrading effects.

low-rank soft coal，coal slime flotation，recovery rate of flotation combustible，floatation complex index

TD94

A

魏昌杰（1984-），男，陜西旬陽人，助理研究員，主要從事煤泥浮選裝備與浮選工藝研究。

天地科技公司研發項目低階煤表面改質技術與浮選工藝研究（KJ-2014-TSKY-01）