選煤中正交試驗思想的應用

高祥華 路麗娟 徐玲

摘 要：在針對細粒煤泥的分選中，浮選法的應用效果最佳，而在實際應用中，浮選中捕收劑與起泡劑的用量會對浮選效果產生直接影響，而過去在選煤工作中常常會結合生產經驗去判斷藥劑用量，進而難以把握選煤效果的最優化。鑒于此，文章將通過兩因素三水平正交試驗去對浮選中藥劑用量展開優化研究，同時采用浮選完善指標與精煤產出率兩項指標去評斷浮選選煤效果。

關鍵詞：選煤；正交試驗；浮選；藥劑；應用

浮選作為當前細粒煤泥的最佳分選方法，在眾多選煤廠中都得到廣泛應用，再加上現如今采煤的機械化發展，原煤中所含煤泥的量也在逐步提高，浮選也勢必會得到更為普遍的應用。而在浮選應用過程中，藥劑用品的消耗量會對最終的選煤效果產生直接影響，藥劑用量過少則會導致選煤效果不明顯，而藥劑用量過多則會對后續的沉降、過濾以及泵送等生產過程造成負擔。鑒于過去常根據經驗去確定藥劑用量存在的局限性，文章將應用正交試驗的思想去探尋浮選藥劑用量的最佳方案。

一、試驗部分

（一）準備試驗材料與儀器

開展試驗前，可從選煤廠獲取浮選所用的捕收劑、起泡劑以及煤泥樣品（<0.5mm粒級）等材料。儀器方面則需準備完善，主要包含：1.5L單槽浮選機、過濾紙、馬弗爐、天平、微量注射器2只、秒表、制樣機、烘箱、流量計、燒杯、臺秤、量筒等[1]。

（二）試驗設計與相關數據

在浮選過程中，所使用到的藥劑主要為捕收劑與起泡劑，但由于這兩種藥劑之間可能會存在交叉影響，因此采取單因素試驗無法對其最優化的藥劑用量予以確定，鑒于此筆者將展開正交試驗去對其最佳藥劑用量配給進行探究。本次試驗則主要將捕收劑與起泡劑列作為正交因素，并且采取兩因素三水平的試驗方法，其中正交因素及其對應水平在表1中有所體現。

按照兩因素三水平去設計的正交試驗表，將試驗所得數據一一記錄在對應的表格位置中，最終產生的試驗數據為表2所示。

二、結果討論

（一）浮選完善指標

所謂浮選完善指標ηwf主要是對同一原煤的不同選煤條件產生的浮選結果進行評價，其指標重點再是表示浮選的完善程度，也即是說能夠表達產品中混雜物的含量程度。浮選完善指標的計算公式主要為：ηwf=γj100-Ay×Ay-AjAy×100，其中公式當中的ηwf是浮選完善指標；γj表示浮選精煤產出率；Ay表示計算入料灰分；Aj則表示浮選精煤灰分[2]。

將浮選完善指標作為最終評價方案的標準，能夠結合上述試驗中的各項數據，便能夠快速得出每一次試驗的浮選完善程度，如表3所示。結合表3便能夠對各因素水平的浮選完善指標總和與平均數值進行計算，進而便可看清各個因素的極差，最終計算結果如表4所示。同時，從表4中能夠看出，因素A（捕收劑）對于最終的浮選完善指標產生的影響最大，可見最優化的藥劑用量配比應該為A1B3。

（二）精煤產率

對使用浮選法進行選煤的效果進行評價時，人們更多是關注最終精煤的產率，因此我們結合精煤產率對正交試驗的數據展開分析，也就顯得極為必要。結合上文表2中的相關原始數據，能夠得到兩平行試驗精煤產率的平均值，計算出各個因素與水平的精煤產率總和與平均值，進而得出各個因素的極差，最終計算出的結果如表5所示。從表格2中我們能夠清楚得出，對浮選效果影響最大的依然是A（捕收劑），不過從中得出的最佳藥劑耗量配比為A3B3。

（三）綜合分析

通過上述的數據分析我們能夠得出，在不斷增加捕收劑用量的過程中，精煤灰分也會不斷提升，但是精煤產率的提升卻并不十分明顯，隨著捕收劑的用量逐步增多，最終浮選效果不升反降，因此可得知捕收劑用量不可過多；而隨著起泡劑用量的增多，雖說浮選完善指標上升速度較慢，但大體呈上升趨勢，也即表明起泡劑用量可適度增加。

利用浮選完善指標對正交數據進行分析，可看出A1B3效果最佳，但利用精美產率對正交試驗數據進行分析，卻顯示A3B3效果最佳。通過綜合分析與考慮，筆者認為A2B3藥劑條件下，浮選效果最佳。在投入生產的過程中，為精準控制精煤產率則可通過控制起泡劑用量予以實現，而精煤灰分的精準控制則可通過控制捕收劑用量予以實現。結合正交試驗數據結果可得出，每噸干煤泥的最合理藥劑配比為捕收劑0.3kg，起泡劑0.36kg[3]。

三、結語

綜上所述，隨著機械化采煤日益發展，現如今開采的原煤中的煤泥含量也逐漸升高，采用浮選法開展選煤工作儼然已成為目前選煤廠的首選。文章通過開展正交試驗對浮選中藥劑配比進行研究，旨在優化浮選工藝、提升浮選效率且降低藥劑耗量，并且提升浮選精煤質量、改進煤泥水處理效果，進而減少對環境的污染，有著重要的現實意義。

參考文獻：

[1]張寸暖.通過正交試驗尋求各煤種對焦炭質量的影響[J].第三屆選煤企業管理論壇，2010.

[2]閆銳敏，吳靜，庾朝富，等.浮選作業操作因素的正交試驗優化[J].煤質技術，2014（1）：69-72.

[3]劉蒙栝.根據經驗公式 應用正交試驗 降低煤泥水分[J].中國科技信息，2011（19）：53.

作者簡介：高祥華（1972-），女，山東曹縣人，大學，高級講師，主要從事選煤的教學培訓及研究，其間有多篇論文在國家級學術期刊發表；路麗娟（1974-），女，山東汶上人，高級實習指導教師，主要從事實訓教學、技能鑒定培訓工作；徐玲（1972-），女， 山東蘭陵人，大學，高級講師，主要從事教學培訓及研究。