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先进的尾煤物理精选方法

2005/10/13 11:44:27       

摘 要:用选择性团聚方法对东曲2#尾煤进行深度脱灰研究,发现尾煤精选的效果很好,降灰潜力大,精煤产率很高,可提高全厂的精煤产率3.67个百分点。常规浮选与尾煤深加工的综合结果,使浮选的精煤产率提高到86.32%,而且精煤灰分有所降低。深加工的一、二次精选的尾煤合并可作为副产品制备高灰水煤浆,作为锅炉掺烧燃料。
关键词:选择性聚团;深度降灰;尾煤
文献标识码:A 文章编号:0253-2336(2000)05-0024-03

Study and Evaluation of Advanced Physical Fine Preparation Method for Tailings

The No.2 coal in Dongqu of Shandong Province is coking coal. With a fine preparation, the tailings of No.2 coal will have a economic benefit. A selective agglomeration deep de-ash method was applied to a de-ash test. The test results of the tailings are very good with a high cleaned coal recovery rate. The cleaned coal recovery rate of the tailings was 64.72 % when a ash content was 9.68 %. This de-ash method can improve the cleaned coal recovery rate of the coal preparation plant by 3.67 %. The combined results of the conventional flotation and tailings deep de-ash method can make the cleaned coal recovery rate to 86.32 %. Tailings from the first and second fine preparations can be prepared to be high ash coal water mixture for boiler application.

  洗选尾煤是煤炭洗选加工中排出的固体物。通过对国内一百多家选煤厂的不完全统计(1994年),全国原煤年入选量约1.25亿t,浮选尾煤排放量约为80万t,大多数灰分在50%以上,热值约为2.09~8.37 MJ/kg。分析结果表明,浮选尾煤主要是作工业或民用燃料或利用其热值烧砖、烧水泥、石灰,其次是掺入混煤或中煤,也有些厂用于充填矿井,这样可减少尾煤的堆放占地和对环境造成的污染。由于浮选尾煤的量较高,如对它进行综合利用会产生较大的经济效益和社会效益。
  山西东曲2#煤属于焦煤,对它的尾煤进行精选可获得较高的经济效益。采用选择性聚团深度脱灰方法对该煤进行脱灰实验发现,尾煤深加工的效果十分好,降灰潜力大,精煤产率很高(灰分为 9.68% 时,产率达64.72%), 可提高全厂的精煤产率3.67个百分点。常规浮选与尾煤深加工的综合结果,使浮选的精煤产率提高到86.32%,而且精煤灰分有所降低。此外药剂的用量较低,与常规浮选药剂用量相当,约为3 kg/t以下, 深加工的一、二次精选的尾煤合并可作为副产品制备高灰水煤浆,作为锅炉掺烧燃料。这样,浮选原料的可燃体回收率很高,资源得到充分利用。

1 尾煤精选实验

1.1 煤的工业分析和元素分析
  选择中国山西DQ2(东曲2#)煤作为试验用煤。东曲2#尾煤是在现场采取卧式振动离心脱水机排料和压滤机滤饼两个试样。现场提供数据:前者灰分占40%, 后者占60%, 合并后相当于常规浮选尾煤。按这个比例混合两个试样作为尾煤试验样进行深加工试验。煤质分析采用美国LECO公司生产的MAC-400工业分析仪、AC-300发热量测定仪和SC-132测硫仪测定。煤质分析数据见表1。

表1 东曲2#尾煤的工业分析和元素分析

煤种 Mad/% Vdaf/% Ad/% FCd/% St/% Qdaf/MJ.kg-1
DQ2 1.16 15.18 31.19 53.63 0.48 2.38

1.2 岩相分析

  煤中矿物的种类和嵌布状况直接影响分选结果。若矿物嵌布粗,就不必磨得很细,即可将矿物与有机质分离。若矿物嵌布细,呈侵染状充填在有机质的细胞腔或裂隙中,就必须将煤细磨到平均粒度<5μm,才能使矿物质与有机质分离。通常粘土矿物较难除去。粘土矿物分为团块状、颗粒状、浸染状、细分散状等。浸染状和细分散状的粘土较难除去。而石英和方解石嵌布较粗,易于除去。黄铁矿的嵌布情况根据煤种而定。岩相分析是用德国生产的Opton Ⅱ型偏反光显微镜测定的,见表2。

表2 尾煤中各种矿物含量

%

煤种 有机组分 粘土 黄铁矿 碳酸盐 石英
DQ2 83.52 15.02 0.37 0.55 0.54
  DQ2煤是尾煤,矿物含量较高。其中大部分矿物是粘土,粘土颗粒的大小不均匀,大的有200μm×150 μm,小的为0.5~2 μm。需经细磨才能使煤中粘土与有机质分离,提高精煤的产率。煤中石英、方解石和黄铁矿的颗粒较粗,易于分选。DQ2煤中主要矿物是粘土,单独粘土颗粒200 μm×150 μm,100 μm×50 μm;胞腔中充填细粒状粘土,棕色粘土0.5 μm,细分散状粘土0.5~2 μm。方解石颗粒较大为100 μm×100 μm;石英颗粒20 μm×15 μm;黄铁矿颗粒50 μm×50 μm,单个晶体10 μm×10 μm。
1.3 常规浮选尾煤深加工试验
  深度加工试验的关键技术包括超细磨,先进的分选技术和细粒煤过滤技术。对混合后试样进行磨矿细度(13.82 μm)、矿浆pH值、分散剂、团聚捕集剂(3.34 kg/t)、起泡剂以及浮选浓度(92.4 g/L)试验。最佳结果见表3。

表3 浮选尾煤深加工最佳结果

%

产物 试验结果 产物 累计结果 可燃体回收率
产率 灰分 产率 灰分
三次精选精煤 61.04 8.73 三次精选精煤 61.04 8.73 77.0
三次精选尾煤 3.68 25.45 二次精选精煤 64.72 9.68 80.8
二次精选尾煤 4.33 40.49 一次精选精煤 69.05 11.61 84.4
一次精选尾煤 10.50 50.98 粗选精煤 79.55 16.81 91.5
粗选尾煤 20.45 70.01 入选原料 100.0 27.69  

2 浮选工段综合结果

  根据1997年8月综合资料,常规浮选入料、精煤和尾煤的灰分分别为15.22%,10.23%和23.10%。据此结果得作业的产率为
  浮选精煤=(23.10-15.22) ÷(23.10-
 10.23)×100%
=61.23%
  浮选尾煤=(100-61.23)×100%=38.77%
  选取表3中二次精选精煤,则常规浮选与尾煤深加工的综合结果见表4。

表4 浮选工段综合结果

%

产  物 产率 灰分 可燃体回收率
常规浮选精煤 61.23 10.23 66.2
深加工后精煤(38.77×64.72%) 25.09 9.68 27.3
精煤合计 86.32 10.07 93.5
一、二次精选尾煤合并
(38.77×14.83%)**
5.75 47.92 3.6
粗选尾煤(38.77×20.45%) 7.93 70.01 2.9
常规浮选入料 100.00 17.00* 100.0
  *与月综合资料浮选入料灰分15.22%有差异,因试验用浮选尾煤的灰分是27.69%,高于月综合资料的23.10%;
  **尾煤深加工后一、二次精选尾矿合并,可以制备成高灰水煤浆作为锅炉的掺烧燃料。

3 浮选尾煤深加工量的估计及工程方案经济性

  1997年8月出厂煤泥8654 t, 当月入选原煤129 200 t,则出厂煤泥产率为6.70%, 精煤产率41.62%。浮选原料占入选原煤的14.63%,常规浮选尾煤的产率为5.61%。

表5 工程项目投入与产出

年处理尾煤/万t 方案1
8.790 8
方案2
3.000 0
收入:深加工精煤/万元

1 792.16

611.60

高灰水煤浆/万元 52.15 17.80
 合计/万元 1 844.31 629.40
支出:尾煤原料/万元 527.45 180.00
加工费/万元 362.18 123.60
工资及其它/万元 35.16 12.00
增值税(14%)/万元 126.35 43.12
折旧/万元 96.00 24.00
 合计/万元 1 147.14 382.72
毛利/万元 697.17 246.68
加工1 t尾煤创利/元 79.31 82.23

  1997年8月入选129 200 t, 设此值为全年的月平均入选量,则年入选原煤量为155.04 万t,常规浮选尾煤量为8.790 8万t。如全部尾煤进行深加工,需能力为3万t/a的超细磨机3台,另加1台备用,连同其它设备,估计投资960万元。另一方案是设1台磨机年处理3万 t尾煤,作为第一期工程,投资为240万元。设尾煤出厂价为60元/t,尾煤的加工费用为41.2元/t, 另4元/t为工资及其它费用;精煤价格315元/t,制备水煤浆的高灰煤为40元/t;设备折旧费按10年计算。工程的投入与产出见表5。
  设贷款利率为10%,则企业内部的利润见表6。

表6 工程项目利润的估算

/万元

方案 项  目 第一年后半年 第二年 第三年前半年 还贷期合计 注
方案1 毛利税 348.59 697.17 348.58 139.74 半年建设达产
还贷 240.00 480.00 240.00 960.00  
付息 96.00 72.00 12.00 180.00 2年还贷
企业内部利润 12.59 145.17 96.58 254.34  
回收折旧费 48.00 96.00 48.00 192.00  
方案2 毛利税 123.34 246.68   370.02 半年建设达产
还贷 80.00 160.00   240.00  
付息 24.00 16.00   40.00 1.5年还贷
企业内部利润 19.34 70.68   90.02  
回收折旧费 12.00 24.00   36.00  

4 分析与结论

  (1)尾煤深加工的效果十分好,降灰潜力大,精煤产率很高(灰分为 9.68%时,产率达64.72%), 可提高全厂的精煤产率3.67个百分点。
  (2)常规浮选与尾煤深加工的综合结果,使浮选工段的精煤产率提高到 86.32%,而且精煤灰分有所降低。深加工的一、二次精选的尾煤合并可作为副产品制备高灰水煤浆,作为锅炉掺烧燃料。这样,浮选原料的可燃体回收率高达93.5+3.6= 97.1%,资源得到充分利用。
  (3)按东曲选煤厂目前的月平均入选量,估计常规浮选尾煤量为8.790 8万t/a,全部深加工,工程投资估计960万元,达产后扣除增值税的毛利为697.17万元,即每加1 t尾煤创毛利79.31元。经济效益是很高的。估计工程建设半年,达产后二年还全部贷款及利息。还贷期间企业获利254.34万元。
  (4)如装备1台超细磨机,年处理3万t尾煤作为第一期工程,则投资约240万元,扣除增值税后年毛利为246.68万元,半年后可达产,投产后一年半可清还全部贷款及利息。在此期间,企业可获利90.02万元。

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