蒋善勇 张 凯 裴健宇 刘炯天

（1.拜城县众泰煤焦化有限公司，新疆自治区阿克苏市，842300；2.中国矿业大学，江苏省徐州市，221008）

拜城县众泰煤焦化有限公司重介选煤厂年处理能力180万t／a，入洗原煤－0.5mm粒度级煤泥含量高达25.20%，采用常规浮选药剂受到高灰细泥的影响使浮选精煤灰分偏高，通过对煤泥成分的分析，选用六偏磷酸钠作为抑制剂用于浮选生产，在提高精煤产率和经济效益上取得了突出的成绩。

1 选煤厂工艺及原浮选系统的弊端

1.1 选煤厂工艺

外购原煤送至原煤坑贮存，入洗时通过铲车或推土机卸入受煤坑，通过永磁除铁器排出铁磁性物质后，由带式输送机进入原煤分级筛进行50mm分级，分级后的筛下物直接进入原煤入洗带式输送机，筛上物通过捡出大块矸石及其它杂物后，大于50mm的原煤破碎至50mm以下，与筛下物混合后进入入洗刮板输送机。

通过入洗刮板输送机向两组三产品旋流器给料，在旋流器中将原煤分离成精煤、中煤和矸石3种产品，分选的中煤和矸石产品经脱介脱水后分别进入中煤仓和矸石仓，通过汽车转运至各自的料场堆放、销售。精煤经脱介后大于10mm的部分，直接送至精煤场存放，10～0.5mm的部分通过离心机脱水后由带式输送机送至精煤场。离心液进入精煤稀介桶，通过泵打入4台精煤磁选机回收介质，磁选机的精煤进入合格介质桶，磁选尾矿进入精煤磁尾桶，通过泵打入分级浓缩旋流器处理后，旋流器底流进入精煤泥回收筛回收粗煤泥，筛上物由带式输送机送至精煤场，精煤泥分级浓缩旋流器溢流及粗煤泥回收筛下水进入浮选系统处理。

进入浮选系统的煤泥水首先进入两台矿浆预处理器，预先与部分捕收剂及起泡剂混合后进入浮选机浮选。浮选精矿进入浮选精矿池，通过泵打入快开压滤机脱水，滤饼为浮选精煤，通过刮板输送机送至精煤带式输送机后转运至精煤场。快开压滤机滤液进入循环水池循环使用。浮选尾矿与矸石磁选机尾矿进入浓缩池浓缩后，溢流进入循环水池，底流通过泵打入压滤机脱水后，滤液进入循环水池，滤饼通过刮板输送机输送至煤泥卸料点，通过铲车转运至煤泥贮存场进行销售。

1.2 原浮选系统的弊端

入洗原煤原生煤泥量达25.20%，由于分选过程中的泥化，使实际入浮煤泥量占原煤的比例高达30.20%，受煤泥中伴生矿物高岭石、重晶石和方解石等的影响，精煤灰分高达14.36%，而客户要求整体精煤灰分控制在11.00%以下，为了保证最终精煤产品灰分满足要求，需要将重选部分的精煤灰分控制在9.00%以下，重选精煤产率仅为60.2%，浮选精煤产率为75.2%，最终精煤产品灰分为10.88%，综合精煤产率仅为64.73%，严重影响精煤产率的提高。

2 X－射线衍射成分分析及抑制剂的选取

2.1 入浮煤泥X－射线衍射成分分析

为了分析查找导致浮选精煤灰分偏高的原因，采用X－射线衍射分析法对入浮煤泥成分进行了分析，其分析图谱如图1所示，入浮煤泥的主要伴生矿物为高岭石、重晶石和方解石等。

图1 入浮煤泥X－射线衍射图谱

2.2 六偏磷酸钠的抑制机理及抑制剂的选取

六偏磷酸钠（（NaPO3）6）不是一个简单的化合物，而是一种多磷酸盐，在水溶液中各基本结构单元相互聚合连成螺旋状的链状聚合体，它在水中的分解式如下：

（NaPO3）6＋6H2O＝6NaOH＋6HPO3（水解反应）

HPO3＋H2O＝H3PO4（偏磷酸钠水解成正磷酸）

H3PO4＝H＋＋H2PO4－（正磷酸解离）

H2PO4－＝H＋＋HPO42－

HPO42－＝H＋＋PO43－

六偏磷酸钠在水溶液中电离的阴离子有很强的活性，可与煤泥中粘土矿物中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等离子反应生成亲水而稳定的络合物，从而对晶格中含有这些金属阳离子的矿物产生抑制作用。六偏磷酸钠吸附在矿物表面后还能增加表面的负电性，使矿物与荷负电的其它矿物在静电斥力作用下相互分离，也可使带负电的粘土矿泥处于悬浮分散状态，降低对煤泥可浮性的影响。因此，选定六偏磷酸钠作为浮选的抑制剂。

3 抑制剂的使用及效果分析

3.1 抑制剂使用量的确定

确定采用六偏磷酸钠作为浮选抑制剂后，为了确定抑制剂的合理使用量，分别在生产系统中采用不加抑制剂、0.3kg／t、0.5kg／t、1.0kg／t、1.5 kg／t和2.0kg／t入浮煤泥的抑制剂使用量进行了试验，试验结果如表1所示。

由试验结果得知，使用抑制剂后精煤灰分和产率随着抑制剂用量的增加而下降，在抑制剂用量为1.0kg／t入浮煤泥时浮选精煤灰分降至10.56%，产率仅降低7.8%。随着抑制剂用量的进一步增加，浮选精煤灰分和产率反而升高，在此情况下，抑制剂的使用效果不明显，浮选精煤灰分仍然偏高。出现以上现象的主要原因如下：随着六偏磷酸钠抑制剂用量的增加，矿浆中的负离子浓度也不断增加，负离子与煤泥中粘土矿物中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等离子反应生成亲水而稳定的络合物，并由于电排斥作用使粘土矿物的高灰细泥分散，从而提高捕收剂的选择性，使精煤灰分及精煤产率降低。但是，随着六偏磷酸钠抑制剂用量的进一步增加，使负离子在矿浆中的量进一步聚集，由于静电吸引作用会使煤颗粒被吸附到负离子絮团上，从而使吸附在负离子絮团上的粘土矿物的高灰细泥被带入浮选精煤中，从而使精煤灰分和精煤产率随着六偏磷酸钠抑制剂添加量的进一步增加而增加。为此，在实际生产过程中，为了获得良好的浮选效果和减少药剂浪费，确定六偏磷酸钠抑制剂的使用量为1.0kg／t。

表1 浮选抑制剂试验结果统计表

3.2 浮选原料来源及主要工艺设备

精煤稀介及中煤稀介，通过磁选机回收磁铁矿粉介质后的尾矿分别进入精煤磁尾桶和中煤磁尾桶，通过各自配置的输送泵送至分级浓缩旋流器分级，旋流器的底流经过弧形筛加喷水进一步脱泥后，进入高频筛脱泥和脱水，高频筛的筛上物作为直接精煤与＋0.5mm部分精煤混合后销售；分级浓缩旋流器的溢流、弧形筛的筛下物及高频筛的筛下物通过高差自流到两台矿浆预处理器，通过矿浆预处理器处理后的煤泥进入两台浮选机浮选。

3.3 抑制剂的准备及添加

购置的六偏磷酸钠抑制剂为固体颗粒，为了充分发挥抑制剂的良好效果，必须首先将抑制剂调配成饱和水溶液，我公司自制了两套内径1m、高2 m且各配有一套搅拌装置的搅拌桶，在使用的过程中保证一个搅拌桶使用，另一个搅拌桶作为配置饱和溶液使用，以保证生产过程中的正常添加。在每台搅拌桶的添加管上均设有流量计，根据检测的矿浆浓度及流量并结合浮选精煤灰分指标调节抑制剂的添加量，从而保证良好的抑制效果，改善浮选的完善度指标。

为了保证矿浆与抑制剂能有足够的接触作用时间，将抑制剂的溶液添加到进入矿浆预处理器的主管道，使矿浆在管道内的流动过程中与在矿浆预处理器里面的抑制剂在搅拌过程中充分混合，保证取得应有的效果。

3.4 抑制剂使用后的效果分析

抑制剂使用前后效果的对比如表2所示，虽然使用抑制剂后浮选精煤产率降低了7.8%（以浮选入料计算的产率），但是由于浮选精煤灰分的降低，使重选精煤的控制灰分由9.00%增加至11.00%，重选精煤产率增加10.80%（以重选实际量计算的产率）。

表2 抑制剂使用前后效果对比表%

4 结论

采用六偏磷酸钠作为抑制剂对含有方解石、重晶石和高岭石等伴生矿物的煤泥浮选具有较好的抑制效果，对于拜城县众泰煤焦化有限公司入浮的煤泥，在六偏磷酸钠使用量为1.0kg／t时，取得了良好的效果，在保持最终精煤产品质量不变的情况下，使综合精煤产率提高5.18%，由于精煤市场销售价为900元／t，中煤副产品的价格为200元／t，两者之间的差价达700元，每吨入洗原煤增加效益达36.26元，年新增效益达6526.8万元，每年处理原煤180万t，便可多生产精煤9.324万t，在相同原煤处理能力情况下精煤的产量提高8.00%，对优质资源的综合利用和企业经济效益的提升起到了促进作用。

［1］ 赵跃民.煤炭资源综合利用手册［M］.北京：科学出版社，2004

［2］ 冯其明，周清波，张国范等.六偏磷酸钠对方解石的抑制机理［J］.中国有色金属学报，2011（2）

［3］ 戚冬伟，宋玲玲，冯莉等.煤泥絮团分散剂的应用研究［J］.安徽科技学院学报，2011（4）