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 |
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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 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。 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 |
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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。 |
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