利用废弃无烟煤煤泥生产冶金喷吹料

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2000.06.002 第22卷第6期 北京科技大学学报 VoL.22N0.6 2000年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2000 利用废弃无烟煤煤泥生产冶金喷吹料 胡军》刘炯天)马力强)王永田) 1)北京科技大学资源工程学院，北京1000832)中国矿业大学，徐州221008 摘要利用浮选柱回收风凰山矿废弃无烟煤煤泥，突破了无烟煤不浮选的传统，把浮选柱新 技术、新工艺应用于废弃资源回收，既充分利用煤泥资源、增加经济效益，又减少煤泥外排对环 境的污染. 关键词浮选柱：煤泥：选矿：废弃物资源化 分类号TD923;TF04 文献标识码：A 晋城矿务局煤泥的特点是：灰分偏高 冲洗水 (>40%):粒度过细(<0.045mm部分达90%以 上)：水分含量高（约在30%左右）：热值较高（平 均低位发热量为19Mkg).本项目研究的目标 浮选段 精 就是在400万t/a的凤凰山选煤厂建立浮选柱 起泡剂空气 煤泥分选系统，并达到如下效果： (1)利用适应大型洗煤厂需要的国内最大的 柱浮选设备—FCSMC-3000×6000旋流一静 旋流段 气泡以生器 态微泡浮选床； 循环矿浆♂ (2)针对高灰细泥物料，通过浮选柱分选，获 业尾矿 得高炉喷吹低灰精煤，提高煤炭产品的附加 图1旋流一静态微泡浮选柱的原理图 值，进一步提高浮选柱的适应性，完善浮选柱的 Fig.1 Block diagram of cyclonic-static microbubble flota- tion column 性能； (3)简化现行的细粒煤分选工艺，降低投资 旋流一静态微泡浮选柱包括浮选柱分选段 及运行费用，进一步提高细粒煤的分选效益. (下称浮选段)，旋流器分选段（下称旋流段）和 高炉喷吹粉煤是从高炉风口向炉内直接喷 气泡发生器3部分.浮选段为一柱体，位于整个 吹磨细了的无烟粉煤或烟煤粉煤或这两者的混 柱体上部：旋流段采用柱一锥相连的水介旋流 合煤粉，以替代焦炭提供热量和还原剂.这种方 器结构，并与浮选段呈上、下结构相连，从旋流 法可以降低焦炭消耗，少建焦炉，降低炼铁系统 段角度，浮选段相当于放大了的旋流器溢流管. 的投资，提高劳动生产率，减少污染，大幅度降 在浮选段的顶部，设置了清洗水管和泡沫精矿 低生铁成本.对高炉喷吹用煤的要求是：低灰、 收集糟：给矿点位于浮选段中上部，最终尾矿由 旋流器底流口排出.气泡发生器采用外置式，并 低硫、可磨性好、胶质层厚度小、煤的燃烧性能 好、煤的发热量高 沿切线方向与旋流段柱体相连（相当于旋流器 切线给料管).气泡发生器上设导气管. 1旋流一静态微泡浮选柱 气泡发生器是浮选柱的关键部件，它采用 该技术的关键是采用先进高效的微细粒分 文丘里管的内部结构，具有引入气体并把气体 粉碎成气泡的双重作用.经过加压的循环矿浆 选手段，浮选柱选煤技术为该项目的实施提供 了可靠的技术保障.旋流一静态微泡浮选柱的 进入气泡发生器，引入气体并形成含有大量微 细气泡的气、固、液三相体系，然后沿切线高速 基本结构及原理如图1所示. 进入旋流段.这样，气泡发生器在完成浮选充气 2000-01-12收稿胡军男，40岁，副教授 ◆国家“九五”重点科技攻关项目(N0.95-215-01-04-02) 的同时，又在柱体底部形成了旋流力场，为整个

第 22 卷 第 6 期 2州 X. 年 12 月 北 京 科 技 大 学 学 报 OJ u nr a l of U . vi 的yit Of s c i e n e e a n d Te e h o o】例井 B eij ni g V b L 2 2 N O 一 6 D伙 。 2州】0 利用废弃无烟煤煤泥生产冶金 喷吹料 胡 军 ” 刘炯 天 ” 马力强 ” 王永田 ” 1)北京科技大学资源工程学院 , 北京 10 0 83 2) 中国矿业大学 ,徐州 2 21 0 8 摘 要 利用 浮选 柱 回收凤 凰 山矿 废弃无 烟煤煤泥 , 突 破了无烟 煤 不浮 选 的传统 , 把浮选 柱新 技术 、 新工 艺应用 于废弃资源 回收 , 既充 分利用 煤泥 资源 、 增加 经济效益 , 又 减少煤泥 外排 对环 境的污 染 . 关键词 浮选柱 : 煤泥 : 选 矿; 废弃 物 资源化 分 类号 T D 92 ;3 FT 04 文献 标识 码 : A 晋 城 矿 务 局 煤 泥 的 特 点 是 : 灰 分 偏 高 ( >4 0% ) ; 粒度 过细 (< .0 0 45 r n r n 部 分达 90 % 以 上 ) ; 水分含量高 ( 约在 30 % 左右 ) ; 热值较高 ( 平 均低位发热 量为 19 M J瓜g ) . 本项 目研 究的 目标 就 是在 4 0 万 t a/ 的凤凰 山 选煤厂建立 浮选柱 煤泥 分选系统 , 并达 到如下 效 果 : ( l) 利用适应大型洗煤厂 需要 的国内最大 的 柱浮选设备— F C S M C 一 3 0 0 0 x6 0 0 旋 流一静 态 微泡浮选床 ; (2 )针对高灰细泥物料 , 通过浮选柱分选 , 获 得 高炉 喷 吹低 灰精 煤 , 提 高煤 炭 产 品 的附加 值 ,进 一步提高浮选柱 的适应 性 , 完善浮选柱 的 性 能 ; (3 )简化现行 的细粒煤 分选 工艺 , 降低投 资 及运 行费用 , 进一步 提高细粒煤 的分选效益 . 高炉喷 吹粉煤是从 高炉风 口 向炉 内直接喷 吹磨细 了的无烟粉煤或烟煤粉煤或这两者 的混 合煤粉 , 以替代焦 炭提供热量 和还 原剂 . 这种方 法可 以 降低焦炭消耗 , 少建焦 炉 , 降低炼铁系统 的投 资 , 提高劳动 生产率 , 减 少污染 , 大幅度 降 低生铁成 本 . 对 高炉喷吹用煤 的要求 是 : 低灰 、 低硫 、 可磨性好 、 胶 质层厚度 小 、 煤 的燃 烧性 能 好 、 煤 的发 热量高 . 1 旋流一静态微泡浮选柱 该技术 的关键是采用 先进高效 的微细粒分 选 手段 . 浮选柱选 煤技术 为该项 目的实施提供 了可靠 的技术保 障 . 旋流一静态微泡 浮选柱 的 基本结构及 原理如 图 1 所示 . 20 0 一 01 一 12 收稿 胡 军 男 , 40 岁 , 副 教授 * 国家 “ 九五 ” 重 点科技攻 关项 目( N 0 . 9 5 一 21 5 一 0 1 一 0 4 一 0 2) 令尾矿 图 1 旋流一静态徽泡浮选柱的原理图 F落 1 B olC k d 场g ar m of c y c ol n ic 一at ict nI ic r o b u b b le on at - 柱。 n co l u m n 旋流一静 态微 泡浮选柱包括浮选 柱分选段 ( 下称 浮选段 ) , 旋流 器分选段 ( 下称旋流 段 ) 和 气泡 发生器 3 部分 . 浮选段 为一 柱体 , 位 于整个 柱体 上部 ; 旋流 段采用柱一锥相 连 的水介 旋流 器 结构 , 并 与浮选段 呈上 、 下 结构相连 . 从旋流 段 角度 , 浮选段相 当于放大 了的旋流 器溢流管 . 在 浮选段 的顶部 , 设 置 了清洗 水管和泡沫 精矿 收集 糟 ; 给矿 点位于浮选段 中上 部 , 最终尾矿 由 旋流 器底 流 口 排 出 . 气泡 发生器采用 外置式 , 并 沿切线方 向与 旋流 段柱 体相连 ( 相 当于旋流器 切 线给料 管 ) . 气泡 发生器上 设导气管 . 气泡 发生器是 浮选柱 的关键部件 . 它采用 文丘里管 的 内部 结构 , 具有 引入气体 并把气体 粉 碎成气 泡 的双重 作用 . 经过 加压 的循环矿浆 进入气泡 发生器 , 引入气体 并形成含有 大量微 细气泡 的气 、 固 、 液 三相体 系 , 然后 沿切 线 高速 进入 旋流段 . 这样 , 气泡发生器在完成浮选充气 的同时 , 又 在柱体底部形成了旋 流力场 , 为整个 声 浮 ] 选 段 旋 厂 流 段 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2000. 06. 002

·494 北京科技大学学报 2000年第6期 分选打下了基础 选回收：(4)减少了循环系统，特别是关键部件气 当大量气泡沿切线进入旋流段时，由于离 泡发生器的磨损，有利于延长设备寿命， 心力和浮力的共同作用，便迅速以旋转方式向 浮选段内的介质充填是应其内部的分选静 旋流段中心汇集，进入浮选段并在柱体断面上 态化要求而设的，由于沿柱体高度方向上大量 得到分散.与此同时，由上部给入的矿浆连同可矿 涡旋体系的存在（特别是下部旋流场的扰动，使 物（煤）颗粒呈整体向下柱塞式移动，与呈整体 其涡旋尺度达到几米)，不仅使得浮选段内的 向上升浮的气泡发生逆向运行与碰撞.气泡在 “逆向碰撞矿化”无法进行，分选效率降低，而且 上升过程中不断矿化.与其他浮选柱不同的是， 由于沿柱高灰分梯度太小，极大地恶化了柱体 气泡一进入浮选柱即被矿浆水流很快分散，减 内的分离环境，抑制柱体内的祸旋形成是实现 少了沿柱体断面扩散所需的路径，从而为降低 浮选柱分选优势的关键， 浮选柱高度创造了条件. 旋流段不仅加速了气泡在柱体断面上的分 2 煤质特性及分选试验结果 散，更重要的是对经过浮选段分选的中矿以及 2.1煤泥的煤质特征 循环中矿具有再选作用，在旋流力场作用下，两 煤泥的煤质特征、元素和煤灰成分分析如 部分中矿按密度发生分离，低密度物料（包括绝 表1和表2所示. 大部分气泡和矿化气泡)汇集旋流段中部并向 2.2分选特性 上进入浮选段，再次经历浮选回收过程.因此， 凤凰山矿旷选煤厂进入煤泥水系统的煤泥有 作为浮选的补充，旋流段强化了分选与回收.对 以下几个来源：重介选煤系统的脱泥筛筛下水、 于煤泥的降灰脱硫来说，浮选段和旋流段的联 离心机离心液、磁选尾矿：跳汰选煤系统捞坑滋 合分选具有十分重要的意义，浮选段的优势在 流. 于提高选择性，保证较高的产品质量：而旋流段 (1)粒度组成1999年4月份完成的新、老厂 相对优势在于提高产率，保证较高的产品数量. 煤泥筛分试验综合报告如表3.根据新老厂煤 浮选柱底部的双倒锥结构把经过旋流力场 泥含量测试结果，新老厂煤泥量之比为78.67： 充分作用的底部矿浆机械地分流成两部分：少 2133.从表中看出：-0.074mm占全级的78.83%， 量微细气泡以及大量中间密度物料进入内倒 说明微细颗粒含量很高，为分选的主要级别；细 锥，单独引出后作为循环中矿；而大量高密度的 煤泥灰分为46.52%，说明有较为严重的泥化现 粗颗粒物料则由内外倒锥之间排出，成为最终 象；+0.074mm以上各粒级含量非常均匀，其 尾矿，循环中矿作为工作介质完成充气并形成 中+0.45mm含量为3.45%，说明跑粗并不严重， 旋流力场.采用双倒锥结构有以下优点：(1)减少 尤其是新厂有捞坑把关，基本没有跑粗， 了高灰物质循环对分选的影响：(2)微细气泡循 (2)煤泥分选处理结果.晋城矿务局凤凰山 环增加了溶解气体析出量：(3)中矿（中间密度级 矿高灰无烟煤泥的分选试验结果见表4和表5， 物料)循环恰好使一些可浮性差的待浮物，在气 煤样由凤凰山矿选煤厂提供，试验由中国矿业 泡发生器内得到高度紊动矿化，有利于改善浮 大学洁净煤研究所在实验室的浮选柱中试系统 表1煤质特征及元素分析（质量分数） Table 1 Coal characteristic and chemical analysis % 工业分析 低位发热量/ 煤种 全水分 MJ.kg- 全硫 元素分析 水分 灰分 挥发分 C H N 0 细煤泥 28.07 3.00 41.5 8.16 7.4 0.17 93.0 2.82 1.04 2.15 粗煤泥 26.88 2.14 29.4 7.88 19.6 0.20 94.7 2.69 1.02 1.12 表2煤灰成分分析 Table 2 Coal ash analysis w,/% 熔性 煤种 二氧化硅氧化铝 氧化铁氧化钙 氧化镁 二氧化钛 三氧硫 t受形/℃ 铁化/℃ t雨/℃ 细煤泥 44.4 34.0 4.18 10.1 4.92 138 0.74 1410 1440 >1500 粗煤泥 45.2 32.4 5.87 5.30 1.40 1.48 2.56 1420 1420 >1500

北 京 科 技 大 学 学 报 20 0 年 第 6期 分选 打下 了基础 . 当大 量气泡沿切 线进入旋 流段 时 , 由于 离 心 力和 浮力 的共 同作用 , 便 迅速 以旋 转方式 向 旋 流段 中心汇集 , 进入浮 选段并在 柱体 断面 上 得到分散 . 与此 同时 , 由上部给 入的矿浆 连同矿 物 (煤 ) 颗粒 呈整体 向下 柱塞式移 动 , 与呈整 体 向上升浮 的气 泡发生逆 向运 行与碰撞 . 气泡 在 上升过程 中不 断矿化 . 与其他浮选柱不 同的是 , 气 泡一进入 浮选柱 即被矿 浆水流很 快分散 , 减 少了 沿柱 体断面扩散所 需的路径 , 从而 为降低 浮 选柱高度创 造 了条件 . 旋 流段不仅加速 了气泡在柱体 断面 上的分 散 , 更重要 的是对 经过浮选段 分选 的 中矿 以及 循环 中矿具有再选作 用 . 在旋流力场作用下 , 两 部分 中矿按密度发 生分离 , 低密度物料 ( 包括 绝 大部 分气泡和矿 化气泡 ) 汇集旋 流段 中部并 向 上进入 浮选段 , 再次经 历浮选 回收过程 . 因 此 , 作为浮选 的补充 , 旋流段强化 了分选与回收 . 对 于煤泥 的降灰脱硫 来说 , 浮选段和 旋流段 的联 合分选 具有十分 重要 的意义 , 浮选段 的优势在 于 提高选择性 , 保 证较高 的产 品质量 ; 而旋流段 相对优势在于提高产率 , 保证较高 的产品数量 . 浮选柱底部 的双倒锥结构把经过旋 流力场 充分作用 的底部矿浆 机械地 分流成 两部分 : 少 量 微细 气泡 以 及大 量 中 间密 度物 料 进入 内倒 锥 , 单独引出后作 为循 环中矿 ; 而大量 高密度 的 粗颗粒 物料则 由内外倒锥之 间排 出 , 成 为最 终 尾矿 . 循环 中矿 作为工作 介质完成 充气并形 成 旋流力场 . 采用双倒锥结构有 以下 优点 : (l) 减 少 了高灰物 质循环对 分选 的影 响 ; (2 )微 细气泡循 环增加 了溶解气 体析 出量 ; ( 3) 中矿 ( 中间密度 级 物料 ) 循环恰好 使一些可浮性差 的待浮物 , 在气 泡发 生器 内得到 高度 紊动矿 化 , 有利 于改善浮 选 回收 ; ( 4) 减少 了循环系统 , 特别是关键部件气 泡 发生器 的磨损 , 有利 于延长设备 寿命 . 浮选 段 内的介质充填是应其 内部的分选静 态化 要求而 设的 . 由于沿柱 体高度方 向上 大量 涡旋体系 的存 在 (特别 是下 部旋流场 的扰动 , 使 其 涡 旋尺度 达 到几米 ) , 不仅使得 浮选段 内的 “ 逆 向碰撞矿化 ” 无法进行 , 分选效率降低 , 而且 由于 沿柱高灰 分梯度太 小 , 极 大地恶化 了柱体 内的分离环境 . 抑制 柱体 内的涡旋形成是实现 浮选 柱分选优 势 的关键 . 2 煤质特性及分选试验结果 .2 1 煤泥的煤质特征 煤泥 的煤质特 征 、 元 素和 煤灰成分分析如 表 1 和表 2 所 示 . .2 2 分选特性 凤凰 山矿选 煤厂进入煤泥水系统 的煤泥有 以下几个来源 : 重介选煤系统 的脱泥筛筛下水 、 离心机离心液 、 磁选尾矿 ; 跳汰选煤系统捞坑溢 流 . ( l) 粒度组成 19 9 年 4 月份 完成 的新 、 老厂 煤泥筛分试 验综合报 告如表 3 . 根据新老厂煤 泥含量测试 结果 , 新老厂煤泥量之 比为 78 .6 :7 2 1 . 3 3 . 从表 中看 出 : 一 0 .0 7 4 r n r n 占全级的 7 8 .8 3% , 说 明微细颗粒含量 很高 , 为分选 的主要级别 ; 细 煤泥灰分为 46 .5 2 % , 说 明有较 为严重的泥化现 象 ; + .0 0 74 ~ 以 上 各粒 级 含量 非 常均 匀 , 其 中+ 0 .4 5 ~ 含量为 3 . 45 % , 说 明跑粗 并不严重 , 尤其是新厂有 捞坑把关 , 基本没有跑粗 . (2 )煤泥分 选处理结果 . 晋 城矿务局 凤凰 山 矿高灰无烟煤泥的分选试验 结果见表 4 和表 5 . 煤样 由凤凰 山矿选煤厂提供 , 试验 由 中国矿业 大学洁净煤研 究所在实验 室的浮选柱 中试系统 表 1 煤质特征及元素 分析 (质 t 分数) 介b le 1 C oa l e h a ar c t e到场it e a . d e h e . 三. 1 a n a lys is 煤种 全水分 工业分析 低位发热量 Z 水分 3 . 0 0 2 . 1 4 灰分 4 1 . 5 2 9 . 4 挥 发分 M J . 匆 7 . 4 地 - 全硫 元 素分析 C H N O 细煤泥 粗煤泥 28 . 07 2 6 . 88 8 . 1 6 0 . 17 0 . 2 0 93 . 0 94 . 7 2 . 15 7 . 88 2 . 82 1 . 0 4 2 . 69 1 . 0 2 表 2 煤灰成分分析 介 b le 2 C o a l 朋h a n a yt s is 煤种 w ` / % 二氧化硅 氧化铝 氧化铁 氧化钙 氧化镁 二氧化钦 三氧硫 细煤泥 粗煤泥 4 .4 4 5 . 2 34 . 0 32 . 4 4 . 18 5 . 87 1 0 . 1 5 . 3 0 4 . 9 2 1 . 38 1 . 40 1 . 4 8 饭形 /℃ 1 4 1 0 1 42 0 熔性 饭化 /℃ 14 40 1 4 20 盆咖 /℃ > 1 50 > 1 50 4 , `U 布ō、 ù

Vol.22 No.6 胡军等：利用废弃无烟煤煤泥生产冶金喷吹料 ●495 表3煤泥筛分试验表 Table 3 Results of sludge size analysis 新厂 老厂 全厂综合 粒度/mm R/% A/% R/% A/% R/ A/% ∑R ∑A +0.90 8.87 19.09 1.89 19.09 1.89 19.09 0.90-0.45 0.21 15.36 6.54 15.70 1.56 15.67 3.45 17.54 0.450.30 1.04 10.85 4.43 17.10 1.76 14.22 5.21 16.42 0.30-0.20 1.92 11.04 3.13 16.50 2.18 12.70 7.39 15.32 0.200.15 3.62 12.59 3.33 18.73 3.56 14.10 10.95 14.93 0.15-0.125 3.46 17.97 3.24 28.37 3.41 20.09 14.36 16.15 0.125-0.098 3.15 22.00 3.00 18.26 3.12 21.22 17.48 17.06 0.098-0.088 1.87 23.84 2.58 22.19 2.02 23.41 19.50 17.71 0.088-0.074 1.52 27.28 2.22 26.76 1.67 27.12 21.17 18.46 -0.074 83.21 44.30 62.66 57.40 78.83 46.52 100.00 40.58 小计 100.00 39.86 100.00 43.22 100.00 40.58 注：R为产率；A为灰分 表4中试浮选柱试验条件 上完成. Table 4 Test conditions of pilot flotation columm 以压滤机的滤饼作为试验样品，进行的浮 项目名称 指标 选机分步释放试验结果如表6所示，从表中可 入料灰分比率/% 47.11 入料粒度比率/% -0.045mm大于92% 以看出，当精煤灰分接近11%时，采用浮选机的。 Cxx/g-L- 75 精煤回收率为40%，而当用浮选柱进行分选时， 处理能力Lh 80(≡3t干煤泥/m2.h) 精煤产率可达到47%，因此确定选用浮选柱来 Pzw/MPa 0.13-0.16 分选细粒煤泥. 充气量/mh 0.12 捕收剂(FS202)用量kg 1.5 3选煤方法及工艺流程 起泡剂(GF)用量kg 0.2 3.1选煤方法 喷洗水量Lh-1 10 入料原煤存在着非常严重的泥化现象.本 注：物料用量指1t干煤泥的用量 设计在确定选煤方法时，曾采用浮选机分选结 表5中试浮选柱分选结果 果为对照方案。经过对比，确定采用分选下限 Table 5 Results of pilot flotation column separation 低、分选效率高的旋流一静态微泡浮选柱，为满 项目名称 1 3 4 足浮选柱入料上限的要求，预先去除+0.5mm 精煤灰分比率/%9.6610.77 10.93 10.82 尾煤灰分比率/%78.65 79.87 79.59 79.32 的粗颗粒物料，因其量很小，可直接与浮选精煤 精煤计算r率45.72 46.41 47.31 47.02 掺合 3.2工艺流程 表6凤凰山矿细煤泥分步释放试验结果 洗选生产系统产生的煤泥水进入煤泥浓缩 Table 6 Results of step release tests of Fenghuangshan 机，跳汰选煤系统为一个30m的浓缩机，重介 sludge 产品 产率%W发%累积产率/%w% 选煤系统为一个15m和一个24m的浓缩机， Jo 18.07 5.02 18.07 3.02 浓缩机溢流作为循环水，底流进入本设计的煤 Wa 4.91 17.02 22.98 5.45 泥分选系统， W. 5.02 8.62 28.00 6.02 煤泥首先进行筛分去粗分级，分级粒度为 W. 5.85 11.22 33.85 6.92 0.5mm,而-0.5mm物料全部入浮选柱进行浮 Wa 7.00 25.61 40.85 10.12 选。根据现有生产条件，浮选柱分选的尾煤可 W 15.26 56.37 56.11 22.70 43.87 80.40 100.00 48.02 进入废水浓缩机由泵打到矸石山：在矸石山不 计算入料100.00 48.02 能使用时，可用沉降离心机和压滤机回收浓缩 实际入料 100.00 48.45 机的底流，尾煤用汽车运输至矸石山废弃.废水 注：Jo为精煤；W~W。为尾煤： 浓缩机的溢流作为循环水

、 乞L2 2 N 0 . 6 胡军 等 : 利用废弃无烟煤煤泥生 产冶 金 喷吹料 表 3 煤泥筛分试验 表 介 b el 3 R es u stl o f usl d ge s七 e a n a yl s si 粒 度 Zm m 新厂 老厂 全厂综合 码一.189567 尺月吩 A %/ 尺 2% A虑么 十 0 . 9 0 0 . 9 -0 0 8 . 87 6 . 54 19 . 0 9 15 . 7 0 17 . 10 ù、以nU 4 凡j 0 . 4 5 ~ 0 . 0 . 30 ~ 0 . 2 0 0 . 20 ~ 0 . 15 0 . 15 ~ 0 . 12 5 0 . 125司 . 0 98 0 . 0 98 ~ 0 . 0 8 8 0 . 08 8 户刁 . 0 74 一 0 . 074 小计 0 . 2 1 1 . 04 1 . 9 2 3 . 62 3 . 4 6 3 . 15 1 . 87 1 . 52 8 3 . 2 1 1 0 0 . 0 0 1 5 . 3 6 1 0 . 85 1 1 . 0 4 12 . 5 9 17 . 97 2 2 . 00 2 3 . 84 4 . 4 3 3 . 13 3 . 3 3 3 . 2 4 3 . 0 0 2 . 5 8 2 . 2 2 6 2 . 6 6 1 00 . 00 16 . 5 0 1 8 . 7 3 2 8 . 3 7 18 . 2 6 2 2 . 19 2 6 . 7 6 5 7 . 4 0 4 3 . 2 2 2 . 18 3 . 56 3 . 4 1 3 . 12 2 . 0 2 1 . 6 7 7 8 . 83 1 0 0 . 0 0 A Z% 19 . 09 1 5 . 67 14 . 22 12 . 7 0 14 . 10 2 0 . 0 9 2 1 . 22 2 3 . 4 1 2 7 . 1 2 4 6 . 5 2 4 0 . 5 8 1 . 89 3 . 4 5 5 . 2 1 7 . 39 10 . 95 14 . 36 17 . 4 8 19 . 50 2 1 . 17 10 0 . 0 0 艺月 19 . 0 9 17 . 54 16 . 4 2 15 . 32 14 . 93 16 . 1 5 1 7 . 06 注 : R为产 率 ; A 为灰分 表 4 中试浮选柱试验条件 介 b l e 4 1艳s t e o n d i t i o n , o f p Uot ifo at iot n c o l u m m 项 目名称 指标 入料 灰分 比率肠 47 . 1 入料粒度 比率机 一 .0 0 45 ~ 大于 92 % 认 。 g/ · L 一 , 75 处理能力几一 , 8 0( 兰 3仟煤泥八n Z . h) P 工作八以P a 0 . 13刁 . 16 充气量八力 3 . h 一 , .0 12 捕收剂伊5 2 02 )用量吨 L S 起泡剂(GF )用量吨 .0 2 喷洗水 量几 一 , 10 注 : 物 料 用量指 lt 干 煤泥 的用量 表 5 中试浮选柱分选结果 aT b le 5 R e s u lst o f P伽t ifo at iot n c o lu m n s eP a r a iot n 项 目名称 1 2 3 4 精煤灰分 比率从 9 . 6 6 1 0 . 77 1 0 . 9 3 1 0 . 82 尾煤灰分 比率脱 7 8 . 6 5 7 9 . 87 7 9 . 59 79 . 32 精煤计 算r : 率zho/ 4 5 . 72 4 6 . 4 1 4 7 . 3 1 4 7 . 02 表 6 凤凰 山矿细煤 泥分步释 放试验 结果 aT b le 6 R es u lst o f s t eP elr ea s e 俪st o f F e l g h u a n g s 血a n s lu d ge 产 品 产率肌 w 二 刻% 累积产率肌 w 二别% J 。 18 . 0 7 5 . 02 18 . 0 7 3 . 02 W 6 4 . 9 1 17 . 02 22 . 9 8 5 . 4 5 W 5 . 0 2 8 . 62 28 . 0 0 6 . 0 2 W J 5 . 8 5 1 1 . 22 33 . 8 5 6 . 9 2 W 3 7 . 0 0 2 5 . 6 1 4 0 . 8 5 10 . 12 W Z 1 5 . 2 6 5 6 . 3 7 5 6 . 1 1 2 2 . 7 0 W l 4 3 . 8 7 8 0 . 4 0 10 0 . 0 0 4 8 . 0 2 计算入料 10 .0 0 48 .0 2 一 _ 实际入料 100 . 0 0 4 8 . 4 5 一 _ 注 : 0J 为精煤 ; W l~ W ` 为尾 煤 ; 上完成 . 以压滤 机 的滤饼 作为试验 样 品 , 进行 的浮 选机分 步释放试 验结果如 表 6 所示 . 从表 中可 以看 出 , 当精煤 灰分接近 n % 时 , 采用浮选 机的 · 精煤 回收率为 40 % , 而 当用浮选柱进行 分选时 , 精煤产 率可达 到 47 % , 因此确定选 用浮选 柱来 分选 细粒煤泥 . 3 选煤方法及工 艺流程 .3 1 选煤方法 入 料原煤存 在着非常严 重 的泥化 现象 . 本 设计 在确定选 煤方法 时 , 曾采 用浮选机 分选结 果为对照方 案 . 经过对 比 , 确 定采用分 选下 限 低 、 分选效 率高的旋流一静态微泡浮选柱 . 为满 足 浮选 柱 入料 上 限的要 求 , 预先 去除十 .0 s r n r n 的粗颗粒物料 , 因其量很 小 , 可直接与浮选精煤 掺合 . .3 2 工艺流程 洗选 生产 系统产 生的煤泥水进入煤泥浓缩 机 , 跳汰选 煤系统 为一个 中30 m 的浓缩机 , 重介 选煤 系统为一个 中巧 m 和一个 中24 m 的浓缩 机 , 浓缩机 溢流作 为循环水 , 底流进 入本设计 的煤 泥分选 系统 . 煤泥 首先进 行筛分去粗 分级 , 分级粒度 为 .0 5 ~ , 而 一 .0 s r o r n 物料全 部入浮选柱进行浮 选 . 根据 现有 生产条件 , 浮选 柱分选 的尾煤可 进入 废水浓缩 机 由泵打 到研石 山 ; 在研石 山不 能使用 时 , 可用沉 降离心机和 压滤机 回收浓缩 机 的底 流 , 尾 煤用汽车运输至研石 山废弃 . 废水 浓 缩机 的溢 流作为循环 水

·496 北京科技大学学报 2000年第6期 浮选柱分选的精煤用压滤机回收，为减少 备上利用了原有生产系统的沉降过滤式离心机 压滤的处理量可与沉降离心机或电磁高频细筛 和板框压滤机.为降低成本，设计中考虑用电磁 配合使用，脱水后的精煤与高频筛分级后的粗 高频细筛带零星沉降离心机，设计全部设备生 颗粒混合进入干燥系统.精煤、尾煤脱水考虑采 产能力与现有选煤生产能力配套.选型计算中， 用沉降离心机加压滤机，沉降离心液作为压滤 电磁高频细筛作为沉降离心机备用设备，以减 机的入料，滤液作为循环水， 少电耗，降低成本 在干燥系统中，采用9m的燃烧炉和2.8m 表7最终产品平衡表 ×14m的滚简干燥机，燃烧炉的燃料来自于跳汰 Table 7 Balance values of final product 选煤系统装仓皮带的分流，燃烧的炉渣用汽车 产量 产品 R/% 外运，干燥后的产品经皮带转载返入重介选煤 时产r日产年产化 wx/%wx/% 系统的装仓皮带，可单独装仓，也可实现与末原 精煤4.30 40.90490.817.1811.8810.00 煤的摻合.干燥系统采用一段旋风除尘和二段 尾煤 3.5834.10409.214.3275 湿式除尘，以满足环保需要.为适应市场，设计 原煤7.8875.00900.031.5041.40 一 保持了原有的煤泥水系统处理工艺.系统中亦 4结论 可实现煤泥不分选干燥回收 3.3计算指标的选取 该项目技术已属成熟技术，现己有20多家 分选效率75%；浮选柱尾煤灰分75.00%，精 生产厂家投产应用，运行效果良好. 煤灰分11.50%；精煤产率52.96%；合计精煤灰分 近年来由于煤炭市场疲软，一些煤矿产品 11.88%,产率为54.57%：最终产品平衡表见表7. 销售不畅，影响了煤炭系统的经济效益.但由于 3.4主要设备选型 本项目生产的产品属优质冶金喷吹料，灰分低， 设备的选型全部采用国产设备，在回收设 粒度细，且成本很低，因而市场风险极小.本项 目总投资相对较小，利润率高，投资风险极小. Production of Metallurgical Cleans from Waste Anthracite Culm HU Junm,LIU Jingtian,MA Ligiang,WANG Yongtian 1)Resources Engineering School UST Beijing,Beijing 100083,China 2)CUMT,Xuzhou 221008,China ABSTRACT The recovery of anthracite sludge in Fenghuangshan Mine by flotation column broke through the tradition that flotation does not fit to anthraciye.The application of flotation column as a new technology in the recovery of waste anthracite did not only bring benefits to the Min by full untilization of the sludge,but also reduced the environmental pollution of the sludge discharge. KEY WOED flotation column;coal sludge;coal preparation;waste recovery

. 49 6 . 北 京 科 技 浮选柱分 选 的精 煤用压滤机 回收 , 为减 少 压滤 的处理量可 与沉 降离心机或 电磁 高频细筛 配合使用 , 脱 水后 的精 煤与高频 筛分级后 的粗 颗粒混合进入干燥系 统 . 精煤 、 尾煤 脱水考虑采 用沉 降离心机加压 滤机 , 沉 降离 心液作 为压 滤 机 的入料 , 滤液作 为循 环水 . 在干燥 系统 中 , 采 用 9 耐 的燃烧 炉和 .2 8 m xl 4 m 的滚筒干燥机 , 燃烧炉 的燃料 来 自于跳汰 选煤系统 装仓皮 带的分流 , 燃烧 的炉渣用汽 车 外运 , 干燥后 的产 品经 皮带转载 返入重介选煤 系统 的装仓皮带 , 可单独装仓 , 也可 实现 与末 原 煤 的掺 合 . 干燥 系统采用 一段旋 风除尘和二段 湿式 除尘 , 以满足环 保需要 . 为适应市场 , 设 计 保持 了原有 的煤 泥水系统 处理工 艺 . 系统 中亦 可 实现 煤泥不分 选干燥 回收 . .3 3 计算指标的选取 分选效率 75 % ; 浮选柱尾煤灰分 75 . 0 % , 精 煤灰分 n . 5 0% ; 精煤产率 52 .9 6% ; 合计精煤灰分 n . 8 % , 产率为 54 . 57 % ; 最终产 品平衡表见表 7 . .3 4 主要设备选型 设备 的选型全部 采用 国产 设备 , 在 回收设 大 学 学 报 2 00 年 第 ` 期 备上利用 了原有 生产 系统的沉 降过滤式离心 机 和 板框压滤机 . 为 降低成本 , 设计 中考虑用 电磁 高频细筛 带零星沉 降离心机 . 设计全部 设备生 产 能力与现有选 煤生产 能力配套 . 选型计算中 , 电磁高频细 筛作为 沉降离心 机 备用设备 , 以减 少 电耗 , 降低 成本 . 表 7 最终产品平衡表 aT b le 7 B a 场 n c e v a lu es o f 血 a l Por d u e t _ _ _ _ 产量 产 品 留% = = 二一去任三{一= , w , 从 w 水 /% 时产入 日产t/ 年产t/ 精煤 4 . 30 40 . 9 0 4 90 . 8 17 . 18 1 1 . 8 8 10 . 00 尾煤 3 . 5 8 34 . 1 0 4 0 9 . 2 14 . 32 7 5 一 原煤 7 . 8 8 7 5 . 0 0 9 00 . 0 3 1 . 5 0 4 1 . 4 0 一 4 结论 该 项 目技 术 已属成 熟技 术 , 现 已有 20 多家 生产 厂家投产 应用 , 运行 效果 良好 . 近 年来 由 于 煤炭市场 疲软 , 一些煤矿产 品 销售不 畅 , 影 响了 煤炭系统的经济效益 . 但 由于 本项 目生 产的产 品属优质冶金喷吹料 , 灰分低 , 粒度 细 , 且成本很 低 , 因 而市场风 险极小 . 本项 目总投资相对 较小 , 利 润率高 , 投 资 风险 极小 . P or du e it o n o f M e at ll u r g l e a l C l e an s for m 研a/ s t e A n htr a e it e C u lm 万口 uJ n m , ), 五了U S Ch 0 0 1 五剑 Liq ia 褚气 删刃 G oY卿盯i o n Z, ) R e s o u国 c e s E n g in e e inr g U S T B e ij in g , B e ij ign 1 00 0 8 3 , C h in a Z不 U M T, X u bz ou 2 2 10 0 8 , C h in a A B S T R A C T Th e er e o v e yr o f 田lt hr a e iet s l u d g e in F e n hg anU g s h an M in e 勿 if o at t lon e o l uxn b r o k e 廿ir o u gh ht e tr a d lit on ht at if o at t lon do e s n o t ift t o a n廿ir a e iy e . Th e a PPli e iat on o f if o at t lon e o l unm a s a ne w t e e hn o l o gy in ht e er c o v 呷 o f w a st e a n ht ar c iet id d n o t o n ly b ir n g b en e if t s t o ht e M in by fu ll un t lliaZ t i o n o f het s l u d g e , but al s o er d u e e d ht e e n v lr o 钊m e n t a l op ll iut on o f ht e s l u 电e id s e h魂 e . K E Y WO E D fl o at t l o n e o l侧m nL ; e o al s l u d g e : e o a l Pr e Par a t ion : w as et er e o v e yr