1 前言
我国已探明煤炭储量超过8000亿t。煤炭的燃烧产生了大量的气态和固态污染物,由此带来了严重的环境问题。煤炭洗选可显著降低灰分和硫分。
我国原煤入洗率仅为22%,实施洁净煤技术要求各种煤炭都要洗选。在我国现阶段采用的煤炭洗选工艺中,浮选仍是细粒煤分选的最有效的方法。我国炼焦选煤厂几乎全部设有浮选作业,每年经过浮选处理的煤泥数量约占入洗煤总量的20%。随着采煤机械化的发展,原煤中煤泥含量日益增加,浮选入料的总量也会增加。
我国选煤厂普遍存在浮选效率低､药耗高的问题。煤泥粒度细是个主要原因。且随着采煤机械化的发展和煤层的变化,我国煤粉量相对增多,可浮性也变差,这个问题将变得更加突出。传统药剂浮选细粒难,选煤大多效果较差,并且复合浮选药剂的品种还远远不够。表面活性剂的加入可以降低药耗量,提高精煤产率,改善精煤质量,且无毒无害,操作简便,是当今研制复合浮选药剂的主要趋势。
2 表面活性剂的浮选试验
实验中选用了6类表面活性剂,有阴离子型､非离子型和高分子型表面活性剂。这些表面活性剂的性质表明,它们对煤的浮选均有可能具有促进作用。首先对多种表面活性剂进行筛选,选取煤样为大同煤样,浮选入料灰分为13.92%。采用11种表面活性剂进行小浮选实验,煤浆浓度100g/L,实验用XFDM型浮选机,容积为1.5L,轻柴油用量为1000g/t,GF油用量:柴油用量=1∶10。表面活性剂均配成0.1%的水溶液。结果显示,FS系列表面活性剂中,FS1效果较好,而FS2与FS3使精煤产率下降,抑制了浮选。ZM系列表面活性剂中,ZM3效果显著,而加入ZM1和ZM2后精煤产率大大地下降了。SU､XC1､WB和LN几种表面活性剂在2种用量下精煤产率均有所提高,FS1､ZM3､LN､SU､WB和XC16种表面活性剂在适当用量下,使精煤产率平均增加了3.8个百分点,而精煤灰分比不加表面活性剂的精煤灰分下降了0.7%,尾煤灰分也大大地提高了。选用此6种表面活性剂做进一步的浮选试验。
(1)浮选药剂最佳药量实验
选用大同煤样进行探索最佳药量的浮选试验。原煤灰分为15.74%。
① 空白试验。在不加表面活性剂时,调节捕收剂和起泡剂的用量,浮选实验结果见表1。 
②根据空白实验结果选取柴油用量1067g/t,GF油230g/t。调节表面活性剂用量分别在5､10､15和20g/t时作浮选试验,结果见图1和图2。
当FS1试剂用量为10g/t时,精煤产率提高了3.73%,灰分下降0.2%。ZM3用量为5g/t时,精煤产率提高了5.93%,灰分降低了0.4%。LN用量为10g/t时,精煤产率提高了6.13%,灰分降低了0.5%。SU用量为5g/t时,精煤产率提高了5.47%,灰分降低了0.33%。WB用量为5g/t时,精煤产率提高了7.20%,灰分降低了0.65%。XC1用量为10g/t时,精煤产率提高了4.60%,灰分降低了0.55%。这几种表面活性剂平均使精煤产率提高了5.5%,灰分平均降低0.44%。与柴油用量为1333g/t时的空白试验相比,精煤产率平均增加了1.5%,灰分下降了1%,所以在精煤产率､灰分相当的情况下节油20%以上。
③降低油比实验。选用表面活性剂的最佳用量,减少柴油用量进行浮选实验,柴油用量为800g/t,GF油用量为230g/t,实验结果见表2。
6种表面活性剂使精煤产率平均提高6%,灰分低于空白值。与柴油用量1067g/t的空白试验相比,精煤产率相近,灰分下降0.6%～1%,节油25%。
综合考虑浮选效果､浮选速率及表面活性剂的用量对精煤产率及灰分的影响,LN在提高产率及浮选速度上效果明显,XC1降低灰分效果显著,所以选取LN和XC1进行验证实验。实验用XFD型单槽浮选机,容积为1L,矿浆浓度为80g/L,实验用煤为景泰煤样,原煤灰分为20.93%。
从结果可看出,加入XC1后精煤产率提高了3.23%,灰分下降了0.55%。在柴油用量为600g/t时,精煤产率与空白实验结果相近,灰分下降了0.84%,节油率为40%。加入LN后,柴油用量为1000g/t时,精煤产率提高了5.13%,灰分有所增加,原因可能是捕收剂用量过大。柴油用量为800g/t时,加入LN后精煤产率提高了2.05%,灰分降低了0.29%,节油20%以上。
3 结论
(1)通过对非离子型､阴离子型及高分子型表面活性剂的浮选实验发现,6种不同类型的表面活性剂均有促进作用,起到了提高精煤产率､改善精煤质量､节油明显和浮选速度快的效果。
(2)LN与XC1成本为60元/kg。以入洗原煤250万t､入浮率为20%的洗煤厂为例。柴油按2.8元/kg､精煤按200元/t计算,使用LN创利247.38万元,使用XC1可创利94.38万元。而且这几种表面活性剂无毒,使用安全,生物降解性好,对环境无污染,具有很好的应用前景。
