高灰中煤重选抛尾-浮选联合提质工艺研究

摘要

我国肥煤和焦煤资源极度紧缺，在稀缺煤资源极度紧缺的背景下，每年仍有大量的稀缺炼焦煤中煤作为动力煤使用，造成了资源的极度浪费。论文以钱家营矿浮选中煤为研究对象，最终提出了适合浮选中煤分选的抛尾-磨煤-超声强化浮选工艺流程，旨在为浮选中煤的分选提供新的思路。
　　研究了钱家营选煤厂浮选中煤的煤质特性，得到以下结论：浮选中煤灰分达49.30%，主导粒级为+0.5mm，产率为32.32%；+0.125mm粒级产率为80.77%，灰分47.66%，总体粒度较粗。浮选中煤中矸石含量较高，+1.5kg/L密度级产率为48.62%，灰分71.88%；通过对浮选中煤矿物质组成分析，浮选中煤含有以高岭石为主的粘土类矿物。
　　浮选中煤直接磨矿试验结果表明，-0.045mm粒级含量随磨矿时间的增加而增加，灰分呈先增加后减小的趋势，但灰分均在57%以上。对螺旋分选机进行处理量条件试验探索，得出随着螺旋分选机处理量的增加，精煤可燃体回收率呈逐渐减小的趋势，灰分呈逐渐升高的趋势。对螺旋分选机进行入料浓度条件试验探究，得出螺旋入料浓度越高，精煤可燃体回收率越低，灰分呈现先降低后升高的趋势。在螺旋分选机处理量0.25t/h、给料浓度为20%时，可抛除产率49.76%，灰分为69.21%的矸石，浮选中煤灰分从49.30%降至31.24%。
　　对螺旋精煤进行磨矿时间探索，磨煤时间定为2min、3.5min、5min、10min、15min，分别对磨后产品进行粒度组成分析，得出随着磨煤时间增加，细粒物料含量越来越多，当磨煤时间为2min时，-0.045mm粒级含量为30.18%，当磨煤时间为15min时，-0.045mm粒级含量已达到71.46%；对磨后产品进行密度组成分析，得出磨煤时间越长，产品解离越充分，在现场要求的精煤灰分为12.50%时，得到的累计产率大小依次是R15min（65%）＞R10min（61%）＞R5min（59%）＞R3.5min（55%）＞R2min（25%）；对磨后产品进行分步释放试验，现场要求精煤灰分为12.50%时，累计产率大小依次为R3.5min（50%）＞R5min（40%）＞R2min（33%）＞R10min（16%）＞R15min（12%）得出当磨矿时间为3.5min，产品已能满足解离要求。
　　研究了浮选中煤的常规浮选，在单因素寻优的条件试验下，对粗选过程矿浆浓度、捕收剂用量、起泡剂用量、叶轮转速进行条件试验，得出在较优的粗选试验条件下可得到产率为65.68%，灰分为18.18%的精煤。对精选进行捕收剂、起泡剂药剂探索试验，得出在精选较优条件下可得到精煤产率为60.62%，灰分15.63%。常规一粗一精浮选工艺难以达到合格的精煤灰分，增加一段精选（一粗二精）可分选出灰分为12.48%的合格精煤，产率为50.14%。
　　对超声波进行不同频率、超声波加入方式以及处理时间的条件探索试验，得出40KHz超声波全过程处理效果较好。将超声波全过程处理用于一粗一精浮选工艺中，最终可获得灰分为12.49%、产率为61.75%的合格精煤。通过对超声波处理后的煤样进行SEM扫描电镜分析可知，超声波对煤粒表面清洗作用显著。
　　提出了浮选中煤螺旋抛尾-磨矿-超声波强化浮选提质联合工艺。对该工艺进行了数质量流程计算，并与常规分选工艺进行对比，精煤产率提高约9个百分点，此新工艺不仅可以节省一段精选，而且初步经济效益计算表明，该工艺可为企业增收销售利润。该工艺的提出为高灰浮选中煤分选工艺提供了一条新的思路。

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致谢

变量注释

1绪论

1.1选题背景及意义(Background and Significance)

1.2研究内容和方法（Research Contents and Methods）

2文献综述

2.1 我国炼焦煤资源及开发利用现状（Current situation of coking coal resources in China and its development and utilization）

2.2浮选中煤二次分选面临的问题（Problems in Re-separation of Flotation Middling Coal）

2.3细颗粒强化回收研究现状（Research Progress on Recovery of Fine Particles）

2.4 浮选中煤二次分选工艺(Secondary Separation Technology of Coal Flotation Middlings)

2.5 超声波技术的应用研究现状（Application and Research Status of Ultrasonic Technology）

3浮选中煤试样来源及性质分析

3.1试验药剂及仪器设备（Chemical Medicines and Equipment）

3.2高灰中煤性质分析（Characteristics of Coal Middings）

3.3本章小结(Summary)

4浮选中煤重选-磨矿处理工艺研究

4.1 螺旋抛尾研究（Throwing-tail of Coal Middlings by Spiral）

4.2 磨煤解离研究（Dissociation of Coal Middlings by Grinding）

4.3本章小结(Summary)

5超声波强化的浮选试验

5.1高灰浮选中煤常规浮选试验（Conventional Flotation Tests）

5.2 超声波强化高灰中煤浮选试验研究（ Research on Coal Flotation with Ultrasonic）

5.3 螺旋抛尾-磨煤-浮选工艺流程对比（ Comparison of Gravity Concentration-Grinding-Flotation Process Flow）

5.4本章小结（Summary）

6结论与展望

6.1结论（Conclusions）

6.2展望（Prospects）

参考文献

作者简历

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