专利名称：高灰分细煤泥的浮选工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种煤泥的浮选方法，特别是涉及一种高灰分细煤泥的浮选工艺方法。
背景技术：
选煤厂的原料煤中混杂的泥质页岩在湿法选煤过程中遇水浸泡碎散泥化于浮选煤泥中，并积聚在< 0. 03mm (500网目)的细煤泥里。这种煤泥有两个特点1、灰分高、粒度细，浮选煤泥灰分高达42%，而我国某些选煤厂的浮选尾煤也就百分之四十几。< 0. 03mm细泥几乎占了 2/3，灰分高达58. 65%。2.极难浮选
细泥有害于浮选主要表现在以下
a.高灰分细泥严重污染浮选精煤，使其质量难于保证。并对后续的脱水回收作业造成恶劣影响。b.细泥无选择性的占据气泡表面，使一般煤粒与气泡粘附的难度增加。c.细泥比表面积大，极易吸附浮选剂，使一般煤粒不能获得应有的浮选剂。由于浮选煤泥中细泥含量大、灰分又高，因此根据目前国内的相关行业标准进行的实验室浮选试验结果，所绘制的潘一选煤厂浮选煤泥的浮选速度曲线可知，当精煤灰分为11. 00%时，精 煤产率仅为2. 07%，精煤可燃体回收率也仅为2. 80%，属极难浮煤泥。对煤泥可浮性等级为极难浮的煤泥，目前选煤系统采用粗选泡沫再行精选的工艺流程，如淮南矿业集团的望峰岗选煤厂就是这种工艺流程见图3，其流程是煤浆预处理、粗选、精选、脱水回收。对于浮选煤泥中细泥灰分高的情况，采用预先脱泥的工艺流程见附图2，其流程是预先脱泥、煤浆预处理、粗选、脱水回收。淮北矿业集团临涣选煤厂就是采用这种流程进行浮选，利用水处理的通用设备一 式浓缩机预先脱除少部分细泥，再由浮选机进行粗选，即可满足生产要求。上述流程对于煤泥可浮性极差，如潘一选煤厂的浮选煤泥，< 0. 030mm细泥量大，灰分又极高，采用现有两种工艺流程的任意一种，都不可能达到生产指标(浮选精煤灰分(11. 00%，总尾煤灰分彡60%)。按照《煤炭可浮性评定方法》可燃体回收率小于或等于40%的判定为极难浮等级，对于这种难浮煤泥的浮选，目前尚没有较好的浮选工艺报道
发明内容
本发明的发明目的在于针对现有技术不能浮选的可浮性极差、灰分极高的劣质煤泥的性质，提供一种设备选型优化、工艺科学，煤泥分选完善指标大幅度提高的高灰分细煤泥的浮选工艺方法。实现上述目的采用以下技术方案
一种高灰分细煤泥的浮选工艺方法，该方法利用唐山国华科技国际工程有限公司发明的浮选煤泥用浮选入料脱泥池进行预先脱泥，用雾化跌落式煤浆预处理器进行预处理，然后再用喷射式浮选机进行粗选和精选，所述方法包括下述步骤
A.预先脱泥
将待浮选的高灰分细煤泥水用浮选入料泵打入浮选入料脱泥池，用变频器控制浮选入料泵，浮选入料泵的流量也是脱泥池底流流量，调整到浮选入料脱泥池入料流量的40-80%，在浮选入料脱泥池内借助水力分级作用进行脱泥，将< 0. 03mm的部分细泥脱除，所脱除的细泥灰分在50%水平；
B.煤浆预处理
浮选入料泵将经过预先脱泥的煤浆输入至雾化跌落式煤浆预处理器内，往雾化跌落式煤浆预处理器内添加浮选剂和循环稀释水进行预处理，煤浆中的粗、细颗粒与浮选剂混合接触时间不同，用清净循环水稀释煤浆的浓度，具体控制参数为
a.浮选机的入料浓度
粗选和精选的煤浆浓度为80-50g/L，稀释用水量均为吨煤4. 5-5. 5m3/h ；
b.浮选剂添加量 浮选剂添加量按入浮干煤泥量计算，为0. 8-0. 6kg/t ；
c.浮选
该步骤选用多台喷射式浮选机分别进行粗选、精选，其步骤为
a.粗选
经过预处理的煤浆进入粗选用的喷射式浮选机内，然后进行粗选，粗选用的喷射式浮选机的单位面积充气量为0. 3-0. 5m3/m2 min,粗选用的喷射式浮选机的前一、二室的泡沫层厚度调整到250-350mm，粗选时间为11. 5-13. 5分钟，单位容积处理量为彡5mVm3 h，分选出灰分为14. 20-15. 30%的粗选精煤和灰分为65-75%的尾煤；
b.精选
粗选精煤用循环水稀释后，送入精选用喷射式浮选机内，精选用喷射式浮选机的单位面积充气量为0. 3-0. 5m3/m2 min，精选用喷射式浮选机的前一、二室的泡沫层厚度为250-350mm,精选时间为14. 5-16. 5分钟，单位容积处理量控制在< 5m3/m3 h，得到精选泡沫和灰分为50-60%的尾煤；
D.脱水回收
精选泡沫用压滤机或加压过滤机脱水回收，得到精煤和滤液，回收的浮选精煤灰分为
10. 00-11. 00%O作为优选方案，所述的粗选煤浆浓度用循环水稀释到80_50g/L。作为优选方案，浮选剂由起泡剂和捕收剂组成，两者的重量比为1:4-1:3。作为优选方案，所述的起泡剂是以碳原子数6-9个为主的脂肪醇，捕收剂是市售煤油。
作为优选方案，浮选过程中将喷射式浮选机的充气搅拌装置的吸气管盖板间隙调整到3_7mm。作为优选方案，浮选过程中将喷射式浮选机的尾矿箱闸板下调到低位。作为优选方案，脱水回收后的产品和工艺指标为精煤灰分10. 00-11. 00%，综合尾煤灰分> 55%，分选完善指标> 57%，整个浮选系统脱泥率为> 63%。采用上述技术方案，本发明采用唐山国华科技国际工程有限公司研制发明的设备，设备选型优异，在浮选入料脱泥池内借助水力分级作用，将<0. 03mm部分细泥，随上升水流将其脱除。通过变频技术，视煤质情况在线灵活调整脱泥量。用雾化跌落式煤浆预处理器，使粗、细颗粒与雾化的浮选剂有不同的混合接触时间，粗粒低灰分煤泥混合接触时间长，促使它们表面能形成足够强度的油膜，高灰分细泥混合接触时间短，避免它们无效的吸附浮选剂。用喷射式浮选机进行浮选，有效脱泥降灰、保证精煤质量，操作平稳，指标稳定，设备耐磨性好，可长期保持在最佳工况条件下工作。本发明浮选工艺方法科学优化，分选完善指标大幅度提高，彻底杜绝了煤泥水外排，实现了选煤厂洗水闭路循环，方法科学环保。本发明从劣质煤泥中，分选出炼焦精煤，符合建设资源节约型社会的基本国策。
图1是本发明的工艺流程图。图2、图3是现有技术的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的描述。本发明的关键之处在于改变了现有技术的浮选工艺，在煤浆预处理前先预先脱泥，采用了预先脱泥与煤泥精选组合的工艺流程，整个工艺选用国华科技研发的设备进行操作，从高灰分劣质煤中分选出了质量合格的优质炼焦精煤。具体工艺步骤见图1
本发明的工艺方法选用唐山国华科技有限公司发明的浮选煤泥用浮选入料脱泥池(专利申请号201210099180.4 )进行预先脱泥，用雾化跌落式煤浆预处理器(专利号ZL201010033384. 9)进行预处理，然后再用喷射式浮选机(专利号ZL200810054981. 2)进行粗选和精选，该方法的操作步骤见图1 :由预先脱泥、煤浆预处理、煤泥粗选、精选和浮选精煤脱水回收五个作业步骤组成。动态流程实施例
在潘一选煤厂小时分选能力570吨的生产系统中，高灰分细煤泥水(又称浮选煤泥)进入FFDP型浮选入料脱泥池(国华科技制造生产)进行水力分级，由变频技术控制的浮选入料泵在线调节上升水流速度，脱除灰分在50%以上的部分细泥。浮选入料泵再将已脱除部分细泥的煤浆输送到FCA型雾化跌落式煤浆预处理器(国华科技制造生产)，使得粗、细颗粒与雾化的浮选剂有不同的混合接触时间，并添加清净循环水稀释煤浆浓度后，分配到FJCA型喷射式浮选机(国华科技制造生产)进行煤泥粗选作业，分选出灰分为14. 78%的粗选精煤和灰分高达71. 21%的尾煤，粗选精煤又经循环水稀释后进入FJCA型喷射式浮选机(国华科技制造生产)进行煤泥精选作业，由精选作业排除灰分为57. 67%的尾煤，经加压过滤机脱水回收的浮选精煤灰分为10. 66%。具体操作步骤实施例 第一步预先脱泥
待浮选的高灰分细煤泥水自流到料脱泥池内，借助水力分级作用，将< 0. 03mm部分细泥，随上升水流将其脱除。用变频器控制浮选入料泵，浮选入料泵的底流流量为400 m3/h，通过变频技术，视煤质情况在线灵活调整脱泥量。该设备为钢筋混凝土构筑物，兼有浮选入料缓冲、脱泥两项功用。在浮选入料脱泥池内借助水力分级作用进行脱泥，将灰分为56. 79%的细泥预先脱除，脱泥率可达36. 16%，< 0. 03mm细泥脱除量为18. 4t/h。第二步煤浆预处理·
将经过预先脱泥的煤浆输入至雾化跌落式煤浆预处理器内，往雾化跌落式煤浆预处理器内添加浮选剂，浮选剂添加量按入浮干煤泥量，为0. 70kg/t ;浮选剂由起泡剂和捕收剂组成，两者的重量比为3:1,起泡剂添加量为11. 4kg/h,捕收剂添加量为34. 2kg/h。以碳原子数6-9个为主的脂肪醇，捕收剂是灯用煤油。雾化跌落式煤浆预处理器内，粗、细颗粒与雾化的浮选剂有不同的混合接触时间，粗粒低灰分煤泥混合接触时间长，促使它们表面能形成足够强度的油膜；高灰分细泥混合接触时间短，避免它们无效的吸附浮选剂。然后用清净循环水稀释煤浆的浓度，粗选和精选稀释用水量都为250m3/h ;控制浮选机的入料浓度为粗选和精选的煤浆浓度为65g/L。第三、第四步浮选
该步骤选用不同室数的喷射式浮选机即FJCA20-5型和FJCA20-4型喷射式浮选机分别进行粗选、精选，浮选过程中为了保证单位面积的充气量控制在0. 4m3/m2 ^min,将浮选机充气搅拌装置的吸气管盖板间隙调整到5mm。将喷射式浮选机的尾矿箱闸板下调到低位，然后进行浮选，其步骤为
a.粗选
经过预处理的煤浆首先进入粗选用的FJCA-5型喷射式浮选机内，然后进行粗选，粗选用的FJCA-5喷射式浮选机的单位面积充气量为0. 4m3/m2 min，粗选用的FJCA-5喷射式浮选机的前一、二室的泡沫层厚度调整到200-300mm，粗选时间为12. 8分钟，单位容积处理量为彡4m3/m3 h，分选出灰分为14. 78%的粗选精煤和灰分为71. 21%的尾煤；
b.精选
粗选精煤浓度用循环水稀释到65g/L后，送入精选用FJCA-4型喷射式浮选机内，FJCA-4型喷射式浮选机的单位面积充气量为0. 4m3/m2 min, FJCA-4型喷射式浮选机的前一、二室的泡沫层厚度为300mm，精选时间为15. 5分钟，单位容积处理量控制在彡4m3/m3 h，得到精选泡沫，和灰分为57. 67%的尾煤；
第五步脱水回收
精选泡沫用压滤机或加压过滤机脱水回收，得到精煤和滤液，回收的浮选精煤灰分为10. 66%O脱水回收后的产品和工艺指标为精煤灰分10. 66%，产率51. 57%，综合尾煤灰分66. 41%，产率48. 43%，分选完善指标59. 42%，整个浮选系统脱泥率为64. 96%。本发明的百分数均为重量百分数。以上结合附图对本发明的具体实施方式
作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。
权利要求
1.一种高灰分细煤泥的浮选工艺方法，其特征在于该方法利用唐山国华科技国际工程有限公司发明的浮选煤泥用浮选入料脱泥池进行预先脱泥，用雾化跌落式煤浆预处理器进行预处理，然后再用喷射式浮选机进行粗选和精选，所述方法包括下述步骤A.预先脱泥将待浮选的高灰分细煤泥水用浮选入料泵打入浮选入料脱泥池，用变频器控制浮选入料泵，浮选入料泵的流量也是脱泥池底流流量，调整到浮选入料脱泥池入料流量的40-80%， 在浮选入料脱泥池内借助水力分级作用进行脱泥，将< O. 03mm的部分细泥脱除，所脱除的细泥灰分在50%水平；B.煤浆预处理浮选入料泵将经过预先脱泥的煤浆输入至雾化跌落式煤浆预处理器内，往雾化跌落式煤浆预处理器内添加浮选剂和循环稀释水进行预处理，煤浆中的粗、细颗粒与浮选剂混合接触时间不同，用清净循环水稀释煤浆的浓度，具体控制参数为浮选机的入料浓度粗选和精选的煤浆浓度为80-50g/L，稀释用水量均为吨煤4. 5-5. 5m3/h ；b.浮选剂添加量浮选剂添加量按入浮干煤泥量计算，为O. 8-0. 6kg/t ；c.浮选该步骤选用多台喷射式浮选机分别进行粗选、精选，其步骤为粗选经过预处理的煤浆进入粗选用的喷射式浮选机内，然后进行粗选，粗选用的喷射式浮选机的单位面积充气量为O. 3-0. 5m3/m2 · min,粗选用的喷射式浮选机的前一、二室的泡沫层厚度调整到250-350mm，粗选时间为11. 5-13. 5分钟，单位容积处理量为≤5mVm3 · h，分选出灰分为14. 20-15. 30%的粗选精煤和灰分为65-75%的尾煤；b.精选粗选精煤用循环水稀释后，送入精选用喷射式浮选机内，精选用喷射式浮选机的单位面积充气量为O. 3-0. 5m3/m2 · min，精选用喷射式浮选机的前一、二室的泡沫层厚度为 250-350mm,精选时间为14. 5-16. 5分钟，单位容积处理量控制在≤5m3/m3 · h，得到精选泡沫和灰分为50-60%的尾煤；D.脱水回收精选泡沫用压滤机或加压过滤机脱水回收，得到精煤和滤液，回收的浮选精煤灰分为10. 00-11. 00%O
2.根据权利要求1所述的高灰分细煤泥的浮选工艺方法，其特征在于，所述的粗选煤浆浓度用循环水稀释到80-50g/L。
3.根据权利要求1所述的高灰分细煤泥的浮选工艺方法，其特征在于，浮选剂由起泡剂和捕收剂组成，两者的重量比为1:4-1:3。
4.根据权利要求1或3所述的高灰分细煤泥的浮选工艺方法，其特征在于，所述的起泡剂是以碳原子数6-9个为主的脂肪醇，捕收剂是市售煤油。
5.根据权利要求1所述的高灰分细煤泥的浮选工艺方法，其特征在于，浮选过程中将喷射式浮选机的充气搅拌装置的吸气管盖板间隙调整到3-7_。
6.根据权利要求1所述的高灰分细煤泥的浮选工艺方法，其特征在于，浮选过程中将喷射式浮选机的尾矿箱闸板下调到低位。
7.根据权利要求1所述的高灰分细煤泥的浮选工艺方法，其特征在于，脱水回收后的产品和工艺指标为精煤灰分10. 00-11. 00%，综合尾煤灰分> 55%，分选完善指标> 57%，整个浮选系统脱泥率为> 63%。
全文摘要
一种高灰分细煤泥的浮选工艺方法，该方法利用唐山国华科技国际工程有限公司发明的浮选煤泥用浮选入料脱泥池进行预先脱泥，用雾化跌落式煤浆预处理器进行预处理，然后再用喷射式浮选机进行粗选和精选，所述方法步骤为预先脱泥；煤浆预处理；控制浮选机的入料浓度；脱水回收；本发明从劣质煤泥中分选出炼焦精煤，浮选工艺方法科学优化，分选完善指标大幅度提高，彻底杜绝了煤泥水外排，实现了选煤厂洗水闭路循环，方法科学环保。
文档编号B03D1/00GK103041926SQ20131003428
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者吴大为, 张晓洲, 张贤贤, 许建军, 马瑞平, 李云红, 武丽丽, 郭雅利, 王亚, 李丽芳 申请人:唐山国华科技国际工程有限公司