论文部分内容阅读
[摘要]开滦（集团）唐山矿业公司为适应原煤煤质的變化，针对当前所用的柴油做为捕收剂存在的不易分散，用量大以及对粗颗粒捕收效果欠佳的情况，采用新型药剂乳化装置并配以新型浮选药剂对煤泥水进行浮选。浮选药剂乳化后与水形成乳浊液，有利于其在矿浆中分散，增加与矿粒接触几率，大大增加矿粒表面的疏水性，降低药剂消耗，提高浮选效率。
[关键词]浮选矿浆乳化药剂消耗
中图分类号：O658.6+6 文献标识码：O 文章编号：1009―914X（2013）28―0594―01
1概述
开滦（集团）唐山矿业公司选煤厂是一座矿井型炼焦煤选煤厂，设计年处理能力为3.0Mt/a，近年来经多次改造，年处理量达到4.0Mt/a，选煤厂采用重介-浮选选煤工艺，原煤不脱泥、不分级直接入洗，0.5mm以下原煤进入浮选处理。由于服务矿井构造复杂化的趋势和煤质不稳定等因素，随着开采煤层的变化，原煤煤质变得愈来愈差，尤其是原煤中细粒煤含量增加更为严重，根据2012年1～9月的入洗选煤厂的原生煤泥含量统计，原生煤泥含量在17%～21%之间波动，浮选系统不能适应现有原煤煤质的变化，大大影响了原煤处理能力和分选精度煤泥水系统的负担越来越大，造成浮选药剂（柴油和起泡剂）用量增大。
唐山矿选煤厂采用柴油作为捕收剂对煤泥进行浮游分选，但柴油为油性药剂，其特点是难溶于水，不易分散，直接给药不能使药剂均匀的分散在矿浆中，使粒度细小而数量巨大的煤粒与粒径较大而数量较少的药剂液滴相互碰撞、接触的机会减少。因此，只能采用增大药剂使用量的方法来弥补，造成浮选药剂的消耗量较大，同时过量的药剂对沉降、过滤、泵送等作业产生了不易消除的副作用。此外，浮选药剂为紧缺的石油产品或副产品，浮选作业中提高药剂效能，提高资源利用效率是非常必要的。
2浮选药剂乳化设备工作原理
浮选药剂的乳化是利用乳化泵站的离心搅拌作用将浮选药剂与水混合打散，使药剂在清水中分散成大量的小液滴，形成乳浊液。
设备运转时，用泵将水给入到乳化泵站的入口，在水流切线方向给入浮选药剂，首先水流在管道泵的压力下有一定的动量，当浮选药剂沿切向给如是，会被水流冲击切割能够将一部分药剂打散混入水中，在进入到乳化泵叶轮内部后，经过叶轮360度高速旋转，沿切向给入的药剂和水的混合液被再一次搅拌切割，捕收剂通过乳化泵由泵出口射出时在离心力的作用充分在水中弥散，就会形成无数的小液滴，这就形成了浮选药剂的乳浊液。我们都知道，药剂分散的液滴越多越小，其接触面积就会成倍的增长，从而增加了捕收剂与矿里表面接触的几率，提升浮选效果。在处理相同煤泥量的情况下，经过乳化后的药剂消耗量明显比不经乳化的药剂耗量小。
3浮选药剂使用中存在的问题
浮选机使用的是两台五室XJX-TA-B16浮选机，粗颗粒浮选效果不佳，尾煤灰分偏低，浮选跑粗现象严重，损失大量精煤，降低选煤厂经济效益，大大增加了尾煤浓缩、压滤系统负担，造成洗选系统不稳定，事故率增加。
浮选是利用矿物之间亲水性的差异实现矿物分离的方法。通常煤泥浮选过程使用的药剂多为非极性油类，其特点是难溶于水，不易分散，常规直接给药方法药耗量大，成本加大，并且对沉降、过滤、泵送等产生不易消除的副作用。因此改善浮选药剂性能、减少用量是需要解决的课题。煤油和轻柴油是最常用的捕收剂，但不溶于水，因此在实际使用中耗量往往过高。而理论和实践都已证明，用适当的方法将捕收剂乳化后使用，可以改善煤表面的疏水性，降低药剂用量，减少浮选时间，减轻高灰细泥对浮选精煤的污染。
近几年来，一些选煤厂采用药剂乳化的方法提高药剂效能，大大减少了药剂用量，降低了选煤加工成本。唐山矿业公司选煤厂计划采用药剂乳化的方法解决这一问题，即使用专用乳化装置，将药剂在清水中分散成小的液滴，制成乳浊液，然后将其加入到浮选矿浆中和物料充分混合。由于乳浊液呈水性，在矿浆中能够快速的分散开来，充分与煤粒接触，改善煤粒表面的疏水性，提高浮选分选效果。
4浮选加药乳化系统的改造
在唐山矿选煤厂浮选车间，与浮选入料搅拌桶和浮选机同一层，选择一空地，安装浮选药剂乳化装置。因为考虑到乳化后的药剂有一个破乳时间，经过乳化后的液滴平均破乳时间为42s。因此乳浊液在管道内流速为1m／s时，要保证乳化装置安装在距离浮选机加药点42m的范围内。
经过测量最终在搅拌桶东面5m处安装了乳化泵站，浮选药剂由库房经泵打入到乳化泵站药剂箱里面，经过乳化后形成的乳浊液经管路给入到搅拌桶中，乳化中用到的清水则是由管道泵增压后给入的。
5技术和经济评价
增加浮选乳化加药系统，采用专用乳化装置，预先将药剂与清水充分混合，制成乳浊液，再加入到矿浆准备器和浮选机中与物料混合，从而提高分选效果，降低药剂消耗，预计能够减少捕收剂用量20%以上。
在全社会大力倡导降本增效的理念下，唐山矿选煤厂所进行的浮选加药系统改造能够很好的契合这样的要求。经过改造后这一段时间的使用，浮选系统稳定，并在指针和药耗上有了突破：
经过统计，浮选精煤灰分平均下降了近一个百分点，灰分从原来的平均13.4%下降到12.5%；浮选尾煤灰分大幅度提升，从原来的43.2%升到了现在的48.7%；浮选尾矿中的粗颗粒相对减少，尾矿“跑粗”现象得了明显的改善。从这几方面可以看出，该加药系统对浮选影响显着，真真正正的提高了选煤厂的浮选机的分选效果。
在药剂消耗方面，使用乳化设备后，药剂消耗量大幅降低，每吨原煤的药剂消耗量由原来0.28kg/t降低至0.20kg/t，降低了药耗近28%。按年入洗原煤400万吨计算，改造前油耗为0.28kg/t，柴油价格7000元/吨计算，年可节约材料费用224万，经济效益突出。
6结语
浮选药剂乳化设备在唐山矿业公司选煤厂的应用取得了良好的效果，使用乳化设备后，能很好的改善浮选效果，降低精煤灰分，提高尾煤灰分。同时，乳化后的药剂消耗量大幅降低，能够有效控制选煤成本，取得了良好的技术和经济效益。
参考文献
[1] 陆芳琴，喷射技术乳化浮选药剂的规律研究D 北京：中国矿业大学（北京），2007：32---48
[2] 孙建忠，等。浮选药剂乳化站在选煤厂生产中的应用 J。选煤技术，2002（6）：28---29
[3] 陆芳琴，刘令云等 射流乳化后浮选药剂破乳情况研究 A 选煤技术，2012（2）：5----7
[4] 刘焕胜等，浮选药剂乳化站的设计与应用 J 选煤技术，2006（2）：15---19
作者简介
张心亮（1987.8-），男，辽宁铁岭人，选煤助理工程师，现在开滦（集团）唐山矿业公司从事生产管理工作
[关键词]浮选矿浆乳化药剂消耗
中图分类号：O658.6+6 文献标识码：O 文章编号：1009―914X（2013）28―0594―01
1概述
开滦（集团）唐山矿业公司选煤厂是一座矿井型炼焦煤选煤厂，设计年处理能力为3.0Mt/a，近年来经多次改造，年处理量达到4.0Mt/a，选煤厂采用重介-浮选选煤工艺，原煤不脱泥、不分级直接入洗，0.5mm以下原煤进入浮选处理。由于服务矿井构造复杂化的趋势和煤质不稳定等因素，随着开采煤层的变化，原煤煤质变得愈来愈差，尤其是原煤中细粒煤含量增加更为严重，根据2012年1～9月的入洗选煤厂的原生煤泥含量统计，原生煤泥含量在17%～21%之间波动，浮选系统不能适应现有原煤煤质的变化，大大影响了原煤处理能力和分选精度煤泥水系统的负担越来越大，造成浮选药剂（柴油和起泡剂）用量增大。
唐山矿选煤厂采用柴油作为捕收剂对煤泥进行浮游分选，但柴油为油性药剂，其特点是难溶于水，不易分散，直接给药不能使药剂均匀的分散在矿浆中，使粒度细小而数量巨大的煤粒与粒径较大而数量较少的药剂液滴相互碰撞、接触的机会减少。因此，只能采用增大药剂使用量的方法来弥补，造成浮选药剂的消耗量较大，同时过量的药剂对沉降、过滤、泵送等作业产生了不易消除的副作用。此外，浮选药剂为紧缺的石油产品或副产品，浮选作业中提高药剂效能，提高资源利用效率是非常必要的。
2浮选药剂乳化设备工作原理
浮选药剂的乳化是利用乳化泵站的离心搅拌作用将浮选药剂与水混合打散，使药剂在清水中分散成大量的小液滴，形成乳浊液。
设备运转时，用泵将水给入到乳化泵站的入口，在水流切线方向给入浮选药剂，首先水流在管道泵的压力下有一定的动量，当浮选药剂沿切向给如是，会被水流冲击切割能够将一部分药剂打散混入水中，在进入到乳化泵叶轮内部后，经过叶轮360度高速旋转，沿切向给入的药剂和水的混合液被再一次搅拌切割，捕收剂通过乳化泵由泵出口射出时在离心力的作用充分在水中弥散，就会形成无数的小液滴，这就形成了浮选药剂的乳浊液。我们都知道，药剂分散的液滴越多越小，其接触面积就会成倍的增长，从而增加了捕收剂与矿里表面接触的几率，提升浮选效果。在处理相同煤泥量的情况下，经过乳化后的药剂消耗量明显比不经乳化的药剂耗量小。
3浮选药剂使用中存在的问题
浮选机使用的是两台五室XJX-TA-B16浮选机，粗颗粒浮选效果不佳，尾煤灰分偏低，浮选跑粗现象严重，损失大量精煤，降低选煤厂经济效益，大大增加了尾煤浓缩、压滤系统负担，造成洗选系统不稳定，事故率增加。
浮选是利用矿物之间亲水性的差异实现矿物分离的方法。通常煤泥浮选过程使用的药剂多为非极性油类，其特点是难溶于水，不易分散，常规直接给药方法药耗量大，成本加大，并且对沉降、过滤、泵送等产生不易消除的副作用。因此改善浮选药剂性能、减少用量是需要解决的课题。煤油和轻柴油是最常用的捕收剂，但不溶于水，因此在实际使用中耗量往往过高。而理论和实践都已证明，用适当的方法将捕收剂乳化后使用，可以改善煤表面的疏水性，降低药剂用量，减少浮选时间，减轻高灰细泥对浮选精煤的污染。
近几年来，一些选煤厂采用药剂乳化的方法提高药剂效能，大大减少了药剂用量，降低了选煤加工成本。唐山矿业公司选煤厂计划采用药剂乳化的方法解决这一问题，即使用专用乳化装置，将药剂在清水中分散成小的液滴，制成乳浊液，然后将其加入到浮选矿浆中和物料充分混合。由于乳浊液呈水性，在矿浆中能够快速的分散开来，充分与煤粒接触，改善煤粒表面的疏水性，提高浮选分选效果。
4浮选加药乳化系统的改造
在唐山矿选煤厂浮选车间，与浮选入料搅拌桶和浮选机同一层，选择一空地，安装浮选药剂乳化装置。因为考虑到乳化后的药剂有一个破乳时间，经过乳化后的液滴平均破乳时间为42s。因此乳浊液在管道内流速为1m／s时，要保证乳化装置安装在距离浮选机加药点42m的范围内。
经过测量最终在搅拌桶东面5m处安装了乳化泵站，浮选药剂由库房经泵打入到乳化泵站药剂箱里面，经过乳化后形成的乳浊液经管路给入到搅拌桶中，乳化中用到的清水则是由管道泵增压后给入的。
5技术和经济评价
增加浮选乳化加药系统，采用专用乳化装置，预先将药剂与清水充分混合，制成乳浊液，再加入到矿浆准备器和浮选机中与物料混合，从而提高分选效果，降低药剂消耗，预计能够减少捕收剂用量20%以上。
在全社会大力倡导降本增效的理念下，唐山矿选煤厂所进行的浮选加药系统改造能够很好的契合这样的要求。经过改造后这一段时间的使用，浮选系统稳定，并在指针和药耗上有了突破：
经过统计，浮选精煤灰分平均下降了近一个百分点，灰分从原来的平均13.4%下降到12.5%；浮选尾煤灰分大幅度提升，从原来的43.2%升到了现在的48.7%；浮选尾矿中的粗颗粒相对减少，尾矿“跑粗”现象得了明显的改善。从这几方面可以看出，该加药系统对浮选影响显着，真真正正的提高了选煤厂的浮选机的分选效果。
在药剂消耗方面，使用乳化设备后，药剂消耗量大幅降低，每吨原煤的药剂消耗量由原来0.28kg/t降低至0.20kg/t，降低了药耗近28%。按年入洗原煤400万吨计算，改造前油耗为0.28kg/t，柴油价格7000元/吨计算，年可节约材料费用224万，经济效益突出。
6结语
浮选药剂乳化设备在唐山矿业公司选煤厂的应用取得了良好的效果，使用乳化设备后，能很好的改善浮选效果，降低精煤灰分，提高尾煤灰分。同时，乳化后的药剂消耗量大幅降低，能够有效控制选煤成本，取得了良好的技术和经济效益。
参考文献
[1] 陆芳琴，喷射技术乳化浮选药剂的规律研究D 北京：中国矿业大学（北京），2007：32---48
[2] 孙建忠，等。浮选药剂乳化站在选煤厂生产中的应用 J。选煤技术，2002（6）：28---29
[3] 陆芳琴，刘令云等 射流乳化后浮选药剂破乳情况研究 A 选煤技术，2012（2）：5----7
[4] 刘焕胜等，浮选药剂乳化站的设计与应用 J 选煤技术，2006（2）：15---19
作者简介
张心亮（1987.8-），男，辽宁铁岭人，选煤助理工程师，现在开滦（集团）唐山矿业公司从事生产管理工作