MT180-1988选煤厂浮选工艺效果评定方法.pdf

'中华人民共和国能源部部标准MT180一88选煤厂浮选工艺效果评定方法1主题内容与适用范围本标准规定了反映选煤厂浮选工艺效果的浮选精煤数量指数和浮选完善指标的计算方法本标准适用于粒度小于0.5mm的烟煤和无烟煤2引用标准MT144选煤实验室分步释放浮选试验方法3浮选工艺效果的评定本标准采用浮选精煤数量指数、浮选完善指标来评定选煤厂浮选工艺效果浮选精煤数量指数用于评定不同煤之间的浮选工艺效果，浮选完善指标用于评定同一煤在不同工艺条件下的分选完善程度。3.1浮选精煤数量指数的计算如式(l)。计算结果取小数点后一位，第二位按数字修约规则处理。，r一会X‘。。式中:浮选精煤数量指数，%;实际浮选精煤产率，%;精煤灰分相同时，标准浮选精煤产率，%。东今~标准浮选精煤产率按MT144所绘制的精煤产率曲线确定。乙︸合浮选完善指标的计算如式(2)。计算结果取小数点后一位，第二位按数字修约规则处理。竺、一而冬A,“凡生X100二，⋯，.。⋯。⋯。.......⋯⋯(2)式汁汗9"r-一浮选完善指标，%;A一计算入料灰分，%;A一浮选精煤灰分，%。3.4当选煤厂浮选车间采用浮选精煤滤液返回搅拌桶(或其他预处理设备)的流程，则煤浆为不含有滤液的浮选来料;浮选精煤为过滤机等浮选精煤脱水后的滤饼。当采用滤液单独处理不返回搅拌桶(或其他预处理设备)的流程时，则浮选精煤为浮选机的泡沫产品。中华人民共和国能源部1988一10一06批准1989一07一01实施 MT180一88附加说明:本标准由煤炭科学研究院唐山分院提出并归口。本标准由煤炭科学研究院唐山分院和淮南矿业学院负责起草。本标准主要起草人陈爱珠、顾少雄、吴大为、张明旭。本标准委托煤炭科学研究院唐山分院负责解释。 选煤厂浮选工艺效果评定方法(MT180-88)宣贯说明(煤炭科学研究总院唐山分院顾少雄)1概述建国40多年来，我国煤炭浮选工业得到了较快的发展，到目前为止，已拥有年处理能力达到3000万吨以上的百多座浮选车间。为煤炭浮选生产服务的设计、科研工作也得到了相应发展。但十分遗憾的是，长期以来我国一直没有统一的能较正确表征煤炭浮选工艺效果的方法标准，由此给生产、科研、设计和教学都带来了极大的不便。鉴于上述原因，原煤炭工业部技术发展司于1984年下达了《选煤厂浮选工艺效果评定方法》标准的研究课题，并责成煤炭科学研究总院唐山分院和淮南矿业学院组成研究组，共同承担和完成此项研究工作。经过三年的努力工作，在广泛收集、消化国内外有关选煤厂浮选工艺效果评定方法的文献资料;收集、整理和分析400余分我国煤炭可浮性试验资料和采取数十个有代表性煤炭样品进行实验室浮选试验后，研究组提出用浮选精煤数量指数le作为评定各选煤厂浮选工艺效果的方法，用浮选完善指标9,作为评定同一选煤厂浮选完善强度的方法。1987年该方法标准通过了部级审查,1988年10月原煤炭工业部正式发布MT180-88((选煤厂浮选工艺效果评定方法》标准，并从1989年7月正式实施。199。年标准获能源部煤炭科技进步三等奖。2选煤厂浮选工艺效果评定方法的现状和分析2.1国外选煤厂浮选工艺效果评定方法现状对选煤厂浮选工艺效果评定至今国际标准化组织(ISO)还没有一个评定方法，作为一种建议，仅于1964年原则性的提出用Ep和1值及其他指标作为评定煤粉(泥)分选效果的国际标准。在上述情况下，目前有的国家自己颁布一种评定方法标准，而大多数国家则至今也没有统一的方法，各自根据自己的意愿采用某种方法来评价浮选工艺效果。2.1门德国工业标准22017规定，用r/,,来判断选煤厂浮选工艺效果。(Ao-A,)(A2一Ao)T/nc=2X102(I)(A且大一Ao)(Ao-A,)+(A2-Ao)(A.-As小)式中:汽—人料灰分，%;A,—浮选精煤灰分，%;A一一浮选尾煤灰分，%;Anx—人料中最大灰分值，%八一般采用91编)A,、一人料中最小灰分值，%。(一般采用0)2.1.2美国较普遍的采用下列二种评价选煤厂浮选工艺效果的计算式。2.1.2.1用浮选精煤可燃体回收率与灰分回收率之差值评价浮选工艺效果。浮选效率(%)二E;-W(2)式中:E;一一浮选精煤可然体回收率，%;W.一浮选精煤灰分回收率，%。r,(100-A)E(%)=(3)100-A,619 J戈中浮选精煤产率，环;八浮选精煤灰分，%;浅浮选人料灰分，%。.Aw一，(4)AyH-算式(2)的物理意义是很明确的，在浮选过程中富集于浮选精煤中的可嫩体回收率越多，夹杂于浮选精煤中的1f=可燃体越少则表征浮选工艺效果越佳，计算式(2)是著名的汉考克公式的一种表达形式2.1.2.2用浮选效率指数E.%评价浮选工艺效果E=r".9"(5)八;式中:A，一浮选尾煤灰分，%。浮选效率指数的物理意义可以这样描述:即用浮选精煤产率r,%作为浮选过程的数量指标，将浮选.__._，__，、、-A-，.、__，._.__二..一__一_.、___._.__WC*从分7梢保从分6"J比但，不作为质量沼你网省的采积米农址徉远一艺双果，采积越大表--r4远工艺日II效果越佳浮选效率指数不但在美国，而且在澳大利亚、苏联、日本和印度等国也较普遍使用，近年我国选煤工作者也有用此来评价浮选工艺效果。1978年澳大利亚的A.P，斯旺森等将计算式修改为:E(%)=E;A.r;(100一A).AW(6)A;100一A,AJ2.1.3原苏联近年来除使用浮选效率E值外，早期还使用选分系数和选择性指数计算式评价浮选工艺效果。2.1.3.1选分系数KA=-A(7)A、，‘.、、_、。L_一、.，.‘.、，、、._.一、._.‘._‘.-A..、~一、_‘_._A...、、二_计异式1/)阴理息又足以)T远瓜程甲仔远尾保增从比但不-勺件远稍保降从比但丫的差值米表址了.yzL，浮选L艺效果。2.1.3.2选择性指数Si精煤可燃体回收率.尾煤灰分回收率(8)尾煤可燃体回收率精煤灰分回收率计算式(8)表明:富集于精煤中的可嫩体和富集于尾煤中的非可燃体越多，损失于尾煤中的可燃体和夹杂于精煤中的非可燃体越小，则表示浮选工艺效果越佳，简化计算式(8)则S)可以书写成计算式(9)〕100一人.A,(9)100一A-A、、、，.，、，_、。.、，_、、_.二_、，_。___，_、，~。、，_、。___，、、二__二‘._A_._‘._._‘_右Yl徉异八(`J)勺八(6)"比牧pi以明显有出甘具式(y)保留7T(6)的项量fia"怀-都分，0除f21]100-A100一A;数量指标尸.，同时用取代了100-AW100一A,2.1.4波兰的勃么尼纳在其发表的文章中(选煤技术1980年第三期“精选煤泥用IZ-12型充气机械搅拌式浮选机”)，为了把不同生产条件下的浮选试验结果进行工艺效果比较，采用了浮选程度指数SW仇人SW一-一Aj(10)这是个更加简单的单纯用精煤灰分降低程度，即人料灰分与浮选精煤灰分的比值来表征工艺效 果，很明显它只能表示精煤灰分降低程度，仅此而已。2.2我国选煤_C作者提出的评价浮选t艺效果的方法由T我国长期没有一个统一的评定浮选工艺效果的方法，因此一般仅参照我国常用的评定重选工艺效果的精煤数量效率的方法，即精煤灰分相同时，浮选精煤产率与浮沉试验的理论产率的比值百分率，尽骨人们都普遍认为，浮沉与浮选试验各自基于不同的分选原理，但由于无其他评价方法可以使用，因此也只能暂作参考。从198。年开始，我国选煤工作者迫于科研、生产中的实践需要，在总结消化国外评价浮选工艺效果方法的基础上，结合我国实际情况，考虑到浮选的最终目的是最大限度地将可燃体富集于精煤产品的同时，最火限度地将非可姗体富集于尾煤中，根据这样的原则相继提出了一些评价我国煤粉(泥)浮选工艺效果的计算式。2.2门1981年周田澎提出了用选择性系数ZS作为评价浮选工艺效果的建议选择性系数一浮选精煤降灰率X浮选精煤产率+浮选尾煤增灰率X尾煤产率。__A.-A;A。一A}_A-A乙}==.r;十—.r,-艺~一犷-.厂(11)月,nr”，周田澎同志还建议用下列数值区间作为评价浮选工艺效果的等级表1选择性系数值与效果等级选择性系数>0.90.9-0.70.7-0.s<0.s工艺效果等级优良一般差2.2.21982年吴大为提出用浮选效率V.作为评价浮选工艺效果的计算式。一、.__‘，_，、，.，二_.‘，。.、_‘~.‘_，二.⋯_，_。，、.，_.u_‘_-A一A;缪远效革仇诅是"l然体勺非pi燃体分禺的JTt重与数量附练甘住In你，’匕田仔选稍保降伙半一不月卫y与精煤可燃体回收率E,两部分组成。10(A一A)Tl.0a=坛.E;(12)A式中:Ig-一以10为底的自然对数。·2.2.3顾少雄等同志1983年提出试用浮选效率KH值来评价浮选工艺效果。KH值是基于:浮选的目的是最大限度地将可燃体富集于精煤产品中，与此同时又最大限度地将非可燃体丢弃于尾煤中，因此当精煤产品的可燃体回收率和尾煤产品中灰分回收率分别为10008时，即为理想分选。由此:训AKH==/E;·-A-t(13)顾少雄等还建议用表2所列数值区间作为评价浮选工艺效果的等级表2浮选效率KH值与效果等级浮选效率>7575^-6565^-55<55工艺效果等级优良一般差2.2.4简用康在其发表的文章中，建议用浮选精煤灰分相同时浮选精煤产率与计算入料的浮沉(即浮选后根据精煤和尾煤产品的密度组成计算的人料浮沉)的理论精煤产率的比值作为评价浮选工艺效果的方法，这种方法考虑到了由于在浮选过程中煤炭破碎解离而使其密度组成发生变化的因素，从而克服了某些情况下比值大于100%的情况。2.2.51988年匡亚莉同志提出，用选煤工作者比较熟悉的浮选精煤可嫩体回收率1.值作为评价浮选_1_艺效果的方法，她认为浮选的目的是在精煤灰分合格的情况下，尽量多的回收可#R体，"l.值可以明确表达这个目的，其物理意义是很明确的。为了全面衡量浮选工作状况，她还建议用煤泥人浮率、浮选机单位处理两项指标作为辅助指标。 应该指出，在短短的几年中我国选煤工作者提出了上述种种评价煤粉〔泥)浮选工艺效果的方法，足以说明选煤厂作者在科研、生产和教学的实践中，迫切需要一个评价煤粉(泥)浮选工艺效果的方法，人们对此已经引起了足够的重视。3评价我国选煤厂浮选工艺效果方法的讨论众所周知，浮游选煤主要是依据煤和矿物杂质表面物理化学性质的差异，即煤的疏水性和矿物杂质的亲水性，因而影响选煤厂浮选工艺效果的因素极为复杂，大致可以分为二大类，一类是煤炭本身性质，诸如煤的岩相组成、煤中矿物杂质种类及其嵌布特性、煤的煤化程度、煤表面的氧化程度以及煤的密度组成和粒度组成等。第二类是煤粉(泥)在浮选过程中的各项工艺参数，如药剂种类及加药方法，人料浓度、浮选流程，浮选机结构形式及结构参数，煤浆的pH值及温度等。因此我们在考虑制定选煤厂浮选工艺效果的方法时，必须全面综合地考虑这些因素。在一般情况下，浮选工艺效果与煤粉(泥)的可浮性有着密切的正相关关系，这一点已为选煤工作者所共识，即评价不同可浮性煤的浮选工艺效果所得结果，实际上是包括可浮性与浮选工艺效果的综合效果。而在某个选煤厂评价不同工艺制度下的工艺效果时.由于其煤炭可浮性可视为一个固定不变因素，其评价结果显然只是分选效果的因素，因此在评价几个不同可浮性煤的浮选工艺效果和在某个选煤厂评价不同工艺制度下的浮选工艺效果时，必须采用不同的评价方法也是显而易见的了。3门不同选煤厂浮选工艺效果评价方法讨论多数选煤工作者认为，评价不同选煤厂浮选工艺效果，首先应从理论与实际效果的差别出发，找出IT确衡量这种差别的指标，例如我国选煤工作者使用的GB/T15715-95((煤用重选设备工艺性能评定方法》中，用数量效率YA评价重力分选过程工艺效果，即在精煤灰分相同的条件下，实际精煤产率与精煤理论产率的百分比值。作者认为，应用这种方法有以下优点:a)概念明确，有直观性;b)取得原始数据方便并易于应用;。)计算简单易于掌握;d)有较好的可比性;e》与我国颁布实施的、选煤工作者熟悉的GB/T15715-95国家标准中规定的数量效率相似，易于被人们所理解和接受。问题的关键是如何正确地确定浮选的理论精煤产率鉴于煤炭表面性质极不均匀，煤的结构和组成又极为复杂，加之在浮选过程中又有诸多的影响因索，因此在目前技术条件下要制订一种确实浮选理论精煤产率的方法尚不具备条件1985年12月我国通过了煤炭科学研究总院唐山分院起草的《实验室分步释放浮选试验方法从MT144--86)，并已由原煤炭工业部于1986年11月起实施。“分步释放”浮选试验是在实脸室中采用统一标准的浮选机，统一标准的浮选药剂和浮选工艺参数，用一次粗选、四次精选(特殊情况下进行六次精选)的方法，按煤的可浮性将煤粉分成灰分不同的六个(特殊情况下为八个)产品，由于在粗选和多次精选中将影响浮选工艺效果的各种因素统一起来，因此浮选结果就是煤粉(泥)可浮性和浮选工艺诸因素的综合反映，而且由于“分步释放”浮选试验是在经过试验确定的良好工艺参数和试验步魏下进行的，因此其所获得的试验结果应该是在目前技术条件下的标准试验效果，当然其精煤产率就是目前技术条件下浮选法所能获得的标准值，我们可以称之为标准精煤产率Y。根据“分步释放”浮选试验结果，可以绘制类似可选性曲线中的浮煤曲线的浮选标准精煤产率曲线，表3是灰分不同的三个选煤厂浮选人料的“分步释放”浮选试验结果，图1是根据表3数据绘制的浮选标准精煤产率曲线。622 表3三个煤粉样“分步释放”浮选试验结果煤粉样产品123456,a计累计产率1平均灰分642..9406659..3927756..8425866..8335987..62071090.8.800‘:。8:。累计产率2平均灰分269..9205475..9942693..3661一:.:::;.;:12000..004012000..0040累计产率3平均灰分391..2782::.::::.:::;.::::.;:13050..908013050..9080次‘铃忆艘公05101520253035404550灰分，%图1三个煤粉样的浮选标准精煤产率曲线根据图1我们可以确定三个选煤厂浮选人料，在不同精煤灰分时各自的标准精煤产率r。由此可以计算精煤数量指数7a，其计算式如(14),，【一rr1;;·100(14)式中:I.f—浮选精煤数量指数，%;1i-一实际浮选精煤产率，%;尸—精煤灰分相同时，标准浮选精煤产率，%。作者曾采取了50多个有代表性的煤粉样和选煤厂浮选人料样进行“分步释放”和浮选试验，表4列举了精煤数量指数从100.2%到50.4%的六个结果。 表性用浮选精煤数量指数评价浮选工艺效果编号1浮选精煤产率浮选精煤灰分浮选尾煤灰分人料灰分标准精煤产率精煤数量指数95.678.294639闷眨曰95协72.619.43465373巧一乃门r780川1?0泛7808969.339.17曰42况凸八785朴5，.60984︸0，57.9710.62八夕7户价30.4121.62::.;;::..::.::::在作者试验的50多个有代表性的煤粉样或选煤厂人料的浮选精煤数量指数V}r值时，发现有个别的q.,值大于10000(例如表4的编号1为100.200)，对此我们认为是由于下列原因所造成的。个别可浮性容易的浮选人料或煤粉煤样，如果浮选过程中采用了选择性优于“分步释放”浮选试验方法(M1144一86)所规定的十二烷和甲基异丁基甲醇等其他条件;采用低于100g/L的煤浆浓度和其他选优的浮选工艺条件，所有这些都能改善浮选过程的选择性，使浮选试验获得较“分步释放”浮选试验更佳的结果，从而导致浮选精煤数量指数高于100%的现象，我们认为这是正常的，因为标准精煤产率二‘仅仅是人为树立的一个标准值，实际浮选精煤产率高于或低于标准精煤产率都是可能的、正常的，它并不影响作为评价选煤厂浮选工艺效果的真实性和可靠性。实践证明，煤的分选工艺效果与可选性(可浮性)有着密切的相关关系，选煤工作者常利用这两者的相关性来衡量一种评价分选工艺效果方法的正确程度。为了验证用浮选精煤数量指数评价浮选工艺效果的正确性，曾用40个不同可浮性的煤粉和选煤厂浮选人料试验结果，进行了浮选精煤数量指数乳值与表征煤炭可浮性的浮选精煤可燃体回收率的相关分析，结果其相关系数高达+0.909，表明两者有非常好的正相关性。作者还收集了另外50多个浮沉试验、单元浮选试验和“分步释放”浮选试验等结果在内的资料，定性地分析了浮选精煤数量指数与试验结果的关系，也难以用浮选精煤数量指数正确的评价不同选煤厂浮选工艺的效果。3.2选煤厂评价浮选工艺效果方法的讨论一个选煤厂为了评价不同浮选工艺条件或不同操作条件下的工艺效果，应该着重以在浮选过程中，可燃体与非可然体在选后产品中的分配情况来衡量，即当可燃体在精煤产品中富集越多而非可燃体在尾煤产品中富集越多，则表征分选的精度高，亦即分选工艺效果好，这一点是显而易见的，也是大多数学者提出的评价工艺效果方法的基点，本文介绍的国内外浮选工艺效果评价方法，尽管其表达形式和侧重点可能各不相同，其评价工艺效果的正确程度也可能有所不同，但极大多数方法都是基于这个基点最能完善体现上述基点的首推1918年由汉考克和芦伊肯提出的，以确定矿物分选绝对比率和技术效果最大值的著名汉考克计算式。作者曾用近5。个浮选试验结果，分别计算了国内外学者提出的汉考克、德工标}N4、浮选效率指数E,选择性指数Si、浮选效率KH、浮选效率17.和选择性系数ZS等的计算值，分析这些结果我们可以得到以下几点:3.2.1儿乎所有试验结果计算的浮选效率指数E值，‘随着浮选精煤灰分的提高，E值也随之增大，这是由于在精煤灰分提高的同时，精煤产率和尾煤灰分都相应提高，而尾煤灰分的提高幅度远大于精煤灰分和产率的提高幅度，因此整个浮选过程浮选效率指数E值始终是上升，造成浮选工艺效果不断上升的假象。3.2.2在几乎所有被试验煤样的结果中，汉考克、选择性系数ZS,浮选效率KH和浮选效率7}等四条曲线有惊人的相似性，它们的变化规律几乎完全一致，而且都有极相似的峰谷值，这说明尽管这四个计算式在表达形式上有所不同，但构成计算式的内容是基本一致的，即取r,或E;作为浮选的数量指标，取A一A..,AA六或A,作为浮选质量指标，并以此两者的乘积表征浮选工艺效果·其他几种评价方法。由于物理意 义不够明确、规律性不强或其他缺陷，不再赘述。323考虑到汉考克计算式是国内外]’泛使用又为我国选煤工作者所熟悉的一种评价分选完善程度的计算式，其物理意义明确且计算简便，同时有利于l+IA际上的交流，因此作者们认为应采用汉考克计算式作为我[A选煤厂评价浮选工艺效果方法并定名为浮选完善指标7.f.浮选完善指标7.计算式如下:7.t。A,-A，100(15)A,表5是用浮选完善指标评价某选煤厂浮选人料药剂用量不同时的分选完善程度，结果表明采用捕收剂轻柴油用量1000g八、起泡剂二号油用量50g八时，分选完善程度最好，起泡剂二号油用量再增加，分选完善程度将逐渐下降。表5用浮选完善指标评价药剂用量不同时的分选完善程度%_F,L油用量浮选精煤产率浮选精煤灰分浮选尾煤灰分浮选人料灰分浮选完善指标g/13072.619.4346.4419.5746.775081.5310.1660.2419.4148.2110087.3411.4074.5119.3944.6415085.5412.1378.1619.6942.33注:捕收剂轻柴油用量1OOOg/t4《选煤厂浮选工艺效果评定方法)(MT180-88)根据上述讨论，由唐山分院和淮南矿业学院组成的课题组起草了行业标准《选煤厂浮选工艺效果评定方法),1987年通过了媒炭工业部技术发展局组织的审查，专家们认为标准起草单位做了大量的调查研究和试验验证工作。标准草案已具备科学性和适用性，达到了国际水平，经适当修改后可以上报审批，1988年10月原煤炭工业部正式发布并于1989年7月实施。标准规定:4门用浮选精煤数量指数lif评定不同选煤厂间(或不同煤粉(泥)煤样间)浮选工艺效果。，「一牙·100(16)式中浮选精煤产率，%;精煤灰分相同时，标准浮选精煤产率，%标准浮选精煤产率r".0o，根据《选煤实验室分步释放浮选试验方法》标准(MT144-86)结果绘制的标准精煤产率曲线上确定。实例:某矿务局有甲、乙和丙三个选煤厂为评定浮选工艺效果，进行了生产检查结果如表6。表6浮选工艺效果评定实例(要求浮选精煤灰分10.5士。.2%)苍分步释放试验结果浮选结果己叭:累计产率50.1756.9968.9378.1585.6692.83100.0073.88100.00tF78.094.7平均灰分8.748.799.5510.3611.5613.7618.5210.3218.35累计产率21.4329.2545.9263.6180.2891.16100.0063.52100.00乙73.586.4平均灰分6.826.907.949.3611.5414.5620.0410.5020.15梁计产率7.2717.3032.8750.8668.5182.70100.0038.67100.00A58.566.1平均灰分7.207.2682名9.7711.3814.4224.7010.4524.57表6评定实例明确说明，在要求浮选精煤灰分10.5士。.2%的条件下，甲厂的浮选工艺效果优于乙 厂一优一于丙厂4.2用浮选完善指标q-评定选煤厂不同工艺条件，操作条件的浮选完善程度乳r一r.A,-A;.100(17)100一A,A式中:rJ一浮选精煤产率，%;A;—浮选精煤灰分，%;A一一浮选人料灰分，YO.当选煤厂浮选车间采用过滤机滤液返回浮选人料，则人料灰分为不含滤液的浮选来料灰分，精煤灰分为过滤机滤并灰分;当过渔机滤液不返回浮选入料单独处理，则精煤灰分为浮选泡沫产品灰分。实例:某选煤厂浮选车间开展技术比武活动，为评定三个生产班的浮选工艺效果，对三个生产班进行了采样结果如表7,表7三个生产班采煤结果捕收剂用t起泡剂用盘精煤产率精煤灰分尾煤灰分人料灰分班次g/Lg八%环%%p.r1435色O79.525.1461.5416.6966.0524905574.865.5050.6316.8560.6434358576.105.1154.2816.8663.79结果显示，1班的浮选完善指标最高为“.05写,2班的最低为60.64肠。标准颁布实施后，使用单位认为方法简便，能够比较正确表达浮选工艺效果。如黑龙江省某选煤厂为选拔参加原东煤公司浮选工技术比武赛队员考核过程中，应用AIM作为考核指标之一;某设计院经初步使用后认为，la概念明确、计算方便有一定的可比性，1M物理意义明确、计算方便可行'