【委员视角】这篇文章把“两段浮选”讲透了！ / 四六文摘

编者按

煤炭工业技术委员会作为行业最具权威的参谋咨询机构，聚集了全行业一流的科技专家和学科带头人，得到了原煤炭部、煤炭局历任领导的高度重视，在煤炭工业改革发展中发挥了重要作用，是推动行业科技进步的智囊团，是行业人才培养的摇篮，是推动煤炭工业创新发展的重要驱动力。

第三届煤炭工业技术委员会选煤专家委员会由37位委员组成，他们对选煤都有专业的技术眼光、先进的实践方案和优化的解决措施。作为选煤行业第一自媒体品牌，“五六选煤”之前陆续发布了部分委员的精彩观点，受到了选煤同仁的肯定和好评。为了促进选煤技术交流，“五六选煤”特开辟【委员视角】栏目，继续选取部分委员的精彩观点予以发布，请大家持续关注。

本文作者蔚志恒系

神华乌海能源公司副总工程师

路天选煤厂属矿井型选煤厂，采用湿法脱泥的有压三产品重介旋流器分选及煤泥直接浮选联合工艺。最初设计能力为0.9Mt/a，目前实际入洗能力已达1.5Mt/a。入洗的原煤以该矿1/3焦煤为主，同时还外购部分原煤进行入洗。由于原煤来源杂、品质波动大，给浮选及煤泥水处理系统的运行、操作及管理造成很大的压力，致使浮选指标控制困难、浮选精煤灰分常常超标、重选背灰现象比较严重、精煤综合产率受到影响;同时，浮选尾矿的灰分总体偏低、跑煤现象比较严重、影响企业经济效益。为了改善浮选效果、稳定精煤质量、提高精煤产率，对浮选流程和系统进行优化、增强系统对原煤的适应性非常必要。

1、试验及试验分析

试验用煤泥取自路天选煤厂的浮选入料;煤泥浮选使用柴油做捕收剂，GF做起泡剂。煤泥的粒度分析采用标准套筛;煤泥的分步释放及浮选试验采用MFDF－2型实验室小浮选机。

1.1　粒度分析

路天煤泥的粒度分布见下表。

煤泥的粒度总体偏粗，各粒度级的产率起伏也比较大。其中0.25～0.125mm粒级的含量超过总量的1/3，+0.125mm的部分接近50%;－0.045mm细煤泥的产率约占1/4;各粒度级煤泥的灰分分布比较均匀、相差不是很大，中间几个粒度级的灰分基本与入料灰分接近;－0.045mm部分细煤泥的灰分较入料灰分略有上升，但是该粒级的含量不是很大、灰分也不是很高。结合浮选的理论与实践，仅从粒度分析的结果来看，路天煤泥的粒度分布和质量对浮选没有明显的不利影响

1.2　分步释放试验及分析

从指导生产实践的角度，煤泥分步释放浮选试验的结果比小浮沉资料更具有代表性。结合生产实践，路天煤泥分步释放试验的入料浓度控制在100g/L，捕收剂用量0.34kg/t，起泡剂用量0.11kg/t。试验结果见下表。

根据路天煤泥分步释放试验的结果可以发现，获得灰分10.5%以下的精煤需要精选3次以上。当精煤灰分为10.5%时，浮选精矿产率约为55%;相应的尾矿产率为45%、尾矿灰分在31%左右。

根据分步释放的结果分析，中间产物(W1～W3)，或参考重选的临近密度物概念称之为临近产物，其数量占浮选入料的1/3左右、灰分15%～17%左右，对浮选效果的影响很大。这部分成分主要影响浮选作业的选择性。在实践中，如何提高这部分中间物料的选择性是解决路天选煤厂总体浮选效果不理想的问题的关键。

1.3　浮选流程试验及分析

上述的分步释放试验实际上相当于亏药条件下的多次精选试验。根据分步释放试验的结果，结合路天实际的生产状况，为了改善路天煤泥分选过程的选择性，在实验室开展了一次直接浮选和粗选+精选的两段浮选流程模拟试验。

1.3.1一段直接浮选试验

在分步释放试验和探索性试验的基础上，为了提高过程的选择性，直接浮选试验适当降低了浮选入料浓度(80g/L)。当捕收剂用量为0.43kg/L、起泡剂用量为0.14kg/t时，浮选精煤灰分为10.43%，满足生产需要。此时精煤产率为44.20%，尾煤灰分为31.14%(见下表);尾矿灰分偏低、精煤损失较大。降低精煤灰分和提高尾煤灰分之间存在很大的矛盾，其原因主要是中间部分物料的数质量及选择性问题，即一次直接浮选存在一定的局限性。模拟试验的结果与路天选煤厂的生产实际状况是一致的。

1.3.2精选型两段浮选试验

针对单段浮选选择性差的问题，为了提高尾煤灰分，开展了精选型的两段浮选试验，即先采用粗选尽可能回收可燃体、减少精煤损失、提升尾煤灰分;然后对粗选高灰精矿进行精选降灰、提高精煤质量。

两段浮选中粗选的入料浓度控制在100g/L，捕收剂用量为0.5kg/t，起泡剂用量为0.15kg/t。试验结果见下表。当粗选精煤灰分为12.83%时，粗精煤产率为77.55%;粗选尾矿灰分为53.40%，尾煤产率为22.50%。

经过试验探索和比较，将精选段的入料浓度依然控制在100g/L，当捕收剂用量为0.12kg/t，不使用起泡剂时，精选后的精煤灰分可控制在10.14%，此时的浮选精煤产率为:77.55%×75.44%=58.50%;此时的精选尾煤灰分为21.22%，精选尾煤的产率为24.56×77.55=19.05%。

对比单段直接浮选和二次浮选的结果，对路天煤泥而言，在精煤灰分接近的情况下，先粗选后精选的两段浮选流程所获得的精煤产率比单段浮选高了约15%，非常可观;粗选尾矿和精选尾矿直接合并，那么综合尾矿的灰分为38.65%、综合尾煤的产率为41.50%，也优于单段浮选的结果。

通过上述分析，采用二次浮选可以达到一段保回收、二段保质量的目的。不仅精矿质量改善、精煤产率提升，而且综合浮选尾矿的灰分也高于单段浮选近7%。这主要是因为在两段分选过程中，浮选过程存在两次调浆，并且采用分段加药，该方式有利于提高调浆效果、充分发挥药剂的作用、改善分选过程的选择性;同时，采用两段浮选相当于延长了中间产物的实际分选时间、减少了一段分选过程中的夹带污染，提高了相对难选的中间产物在分选过程中的选择性;而且由于药剂在精矿中所具有的富集效应，因而可减少二段浮选中起泡剂的用量(甚至可以不添加)，浮选生产调控的自由度相对比较大。

1.3.3两段浮选流程结构探讨

一般而言，两段浮流程可分为两种结构:一种为先初选后扫选的流程，即通过初次分选获得低灰的精矿和尾矿，然后通过对初选尾矿的扫选获得高灰精矿和高灰尾矿，初选低灰精矿与扫选高灰精矿合并为最终精矿。该流程的基本特征是初选保质量、扫选保回收。另一种是先粗选后精选的流程，即先通过粗选获得高灰的精矿和尾矿，然后对高灰精矿进行精选降灰、提高精煤质量。该流程的基本特征是初选保回收精选保质量

上述两种浮选流程模型如图1与图2所示，图中的符号说明如下:

C表示实际灰分值低于精煤灰分指标值的那部分精煤;ML表示与C加权之后灰分满足精煤灰分指标值时去掉C后的那部分精煤;MH表示实际灰分值高于ML灰分值但可能会进入一段选精煤中的那一部分中煤;T表示与MH加权后作为尾煤的那一部分高灰煤泥。

在初选+扫选的浮选流程结构中，煤泥先经过一次初选，分选出C精矿与低灰尾矿，尾矿中包含ML、MH、T三部分。然后，尾矿再进行一次调浆和扫选后，得到ML与最终尾矿MH+T;最终出两产品时，ML与C精矿混合作为最终精煤。由于扫选的入料来自粗选的尾矿，高灰产物(一般内含大量的细泥)占主体低灰部分量很少，不加药的话，尾矿中的捕收剂与起泡剂的量微乎其微;加药的话，其选择性难以保证。所以再用扫选的方法从高灰物料为主的混合体系中分选出可浮性总体偏差的ML，就需要向该尾矿中添加捕收剂与起泡剂，药耗水平偏大，而且从尾矿中分选出ML很容易形成高灰细泥的夹杂污染。

在粗选+精选的浮选流程模型中，煤泥先经一次粗选，分选出高灰的浮选尾煤与高灰的浮选精煤，高灰精煤中包括C、ML、MH三部分。然后将粗选高灰精矿适当调浆后进行精选。粗选的精矿富集了粗选添加的捕收剂与起泡剂并浮出了大部分的精煤，减少了尾煤带煤损失。经过二次稀释、调浆后的精选，是从大量的低灰产品中分离少量的中、高灰成分ML。如试验中将粗选精矿灰分控制在12～13%左右，通过精选可以获得灰分10%左右的精煤，精选的尾矿灰分与入料接近，即此时的ML相当于分步释放中W3～W4部分。而从过程和环境来分析，通过精选从以低灰精矿为主的粗精矿中去除ML，要比通过扫选从以高灰尾矿为主的初选尾矿中回收ML要相对有利。

通过上述分析可见:对总体易浮但中间产物含量大、单段分选选择性差的煤泥，采用粗选+精选的二次浮选工艺，可以大幅度改善分选过程的选择性，提高浮选精矿的质量和产率。而且从浮选调浆及浮选过程操作控制的角度具有更强的针对性、更大的自由度、更好的适应性。

对于稀缺煤种来讲，精选尾矿还可以考虑通过再磨解离后进入粗选，实现再次分选，对提高综合回收率具有积极的意义。

2、浮选工艺的改造思路

根据上述试验和探讨，两段分选、两次调浆、适时加药，更有利于提高浮选过程的选择性、发挥药剂的作用效应;两段浮选的实质是延长中间产物的分选时间、改善中间产物的分选环境、提高分选过程的选择性;而且由于两段分选的二次调浆和分段加药使得浮选生产操作、调控的自由度比单段浮选要大得多，二次浮选流程如下图所示。

两段浮选在促进精煤产率提升与精煤质量改善的同时，还会促使尾煤灰分的增加、尾矿浓度的降低以及尾煤悬浮液体量的减小，这些积极影响能够减轻浓缩机的负荷、改善水处理的效果，进而从循环水质的角度来说，也有助于改善分(浮)选的整体环境。

两段浮选的多自由度调控机制，不仅能够提高浮选系统乃至整个生产系统对煤质波动的适应性，还可以缓解企业外购原煤、扩大洗选能力、提升综合效益的制约。对于路天选煤厂而言，为了应对复杂的原煤波动状况，改善浮选系统的适应性，提高浮选精煤质量与精煤产率，精选型的两段浮选流程具有较强的优越性。

3、精选尾矿的处理方案

两段浮选中精选段的尾矿灰分与浮选入料接近，其构成主要是小浮沉中的中间密度物或分步释放试验中的中间产物。在流程规划时，精选尾矿的去向有以下几种方案可供选择。

方案1：由于该选煤厂采用的是脱泥重介工艺，因而精选尾矿可考虑用作脱泥筛的喷水，这样可以减少系统的循环水用量;同时，在浮选入料主要来自脱泥筛下水的情况下，精选尾矿用作脱泥筛的喷水相当于中间产物又返回浮选入料，部分浮选入料可以由此形成小循环，从而能够延长中矿的分选时间、有助于提高分选效率，但是粗选的量同时也增大，在设备选型时应考虑该因素。另外，在空间布局允许的情况下，精选尾矿也可考虑用作高灰产品(矸石中煤)脱介筛的喷水，这可以减少脱泥(介)用的循环水量，进而减少系统总用水量，在一定程度上，该方案可以缓解由于系统总体扩能造成的煤泥水处理系统与设备的压力。

方案2：精选尾矿直接与粗选高灰尾矿混合。该方案简单易行，但与方案1相比较，此方案中浓缩机的压力会相对大一些。

方案3：精选尾矿经磨矿处理、适当解离后返回粗选的浮选入料，进行再次分选，有助于进一步提高总精煤产率。对于相对稀缺的煤炭资源，该方案具有积极意义。

4、结论

（1）精选型两段浮选流程的实质是优化分选环境、改善分选过程的选择性、延长中间产物的分选时间。这种浮选流程对稳定浮选精煤质量、提高浮选精煤产率具有积极的意义。

（2）在路天选煤厂的浮选系统改造方案设计中，精选作业的尾矿建议作为脱泥筛或高灰产品脱介筛的喷水。这种方案对减少系统的循环水用量，缓解系统扩能造成的水处理系统的压力具有积极的意义。

链接

蔚志恒委员曾发表《浅谈骆驼山选煤厂建设实施工程总承包的几点经验》，主要观点如下：

1、总承包建设的前提

在工程进行总承包前，对国内建设好的选煤厂进行调研，吸取其他厂的经验，做好资料的收集，是总承包建设的重要前提，具体调研内容如下：

（1）工艺方面。重点考察了几个与我厂工艺相近的大型选煤厂，总结这些厂在设计、施工、运营时工艺中存在的问题，在本厂工艺初步设计阶段就加以完善。

（2）设备方面。对选煤厂主要设备的性能、质量把关，选择国外、国内知名品牌。

2、做好招标文件的编写工作，是总承包建设的重要基础

（1）根据可行性研究报告及本矿煤质情况，在招标文件中明确本厂的工艺流程。

（2）在设备选型时，明确主要设备的技术参数、生产厂家，防止总包方以次充好。同时，尽可能选用与规模和系统相配套的大型设备，以简化系统、方便管理。同类设备及大型部件（如电动机、减速器、液力耦合器、泵类、皮带机胶带）尽量采用同一厂家一种规格，减少不同规格的数量，以减少备品备件的种类，增强设备的互换性和降低采购管理的难度，同时也为后期设备及部件保养维修便捷奠定基础。

（3）在招标文件中要明确总包方在土建、设备招标时，有甲方参加监督，防止总包方为降低成本，以低价中标形式来降低工程质量和设备质量。

（4）在厂房空间设计方面，要明确检修空间和起重检修设施。在行人通道的宽度和爬梯角度上，要给予明确，否则，设计方将按规范要求的最低限度来设计。

（5）在厂区规划时，要明确留有厂房改扩建的空间。煤泥储存场地根据本厂实际情况，设计要足够大。

（6）对生产系统有特殊要求的，在招标文件中要明确说明，如原煤储煤厂要求有降尘的喷洒水，铁路站场要设计车皮的防冻液喷洒装置等。否则，总包方认为甲方没有要求，拒绝设计施工。

（7）由于存在部分进口设备，在技术服务和培训上，要求中标方在项目实施过程中需派遣足够的技术人员进行全面技术服务。

3、总承包建设的保障

在工程设计和施工过程中，做好工程质量、工期的监督检查工作，是总承包建设的重要保障。

（1）委托当地有资质的市级建筑图审中心对主厂房、产品仓、浓缩池、原煤储煤厂几项大单位工程进行图纸的审查。对其它的土建、安装工程项目部组织相关职能部门、监理对图纸进行审查，对不符合合同协议的部分，要求设计单位及时作出变更。在解决设计、施工等环节中存在问题时，由于是总承包，协调起来非常快捷，保证了施工进度。

（2）加强对监理单位的管理，定期召开工程例会，总结上周工程的质量、进度情况，对存在的问题甲方积极协调解决，确保工程质量、工期完成情况。

（3）施工过程中，严格“三级检验”制度，由总承包单位申报，监理单位组织甲方、监理、总承包单位、施工管理人员按基本建设程序要求检查、签字认可。并按要求认真做好施工记录和检查记录。做到责任明确、层层落实、及时处理现场质量问题。要求总承包单位组织施工分包单位认真编制各单位工程及重点部位的施工方案，并严格按施工方案认真组织实施。

4、在设备联合试运转前，做好各项准备工作

（1）项目实施过程中，为保证开车成功的任何变更都视为强制性变更。

（2）组建以甲方领导为主、总承包单位技术指导为辅的开车调试工作小组。由总承包单位编制开车方案，甲方及监理单位审核通过，做好开车前一切准备工作。

（3）施工阶段注意总结经验，及时编制操作规则、控制手册、培训手册、维修手册。

（4）施工过程中，安装成一台设备，开车一台设备，局部完成，局部单机试车，局部关键线路联合开车，绝不允许推至最后一起开车，这样有问题尽早发现，尽早解决，提高了一次试车成功的可靠性。

（编辑：三三）

五六专供

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