MT259-1991-煤炭可浮性评定方法.pdf

'中华人民共和国煤炭行业标准MT259一91煤炭可浮性评定方法1主肠内容及适用范围本标准规定了煤炭可浮性的评定指标和可浮性等级。本标准适用于粒度小于。.5mm的烟煤和无烟煤。2引用标准GB4757选煤实验室单元浮选试验方法3煤炭可浮性评定指标本标准采用灰分符合要求条件下的浮选精煤可燃体回收率作为评定煤炭可浮性的指标。3.1浮选精煤可嫌体回收率的计算式如下:。r=(100一Ad..)___G_=一-二下下一.r---XIOU1一Zld.(式中:E,—浮选精煤可姗体回收率，%;r.浮选精煤产率，%;A,浮选精煤干基灰分，%;Ad.f—浮选人料干基灰分，%。计算结果取小数点后二位，修约至小数点后一位。3.2浮选精煤产率按GB4757中浮选速度试验结果所绘制的精煤产率一灰分曲线确定。4煤炭等级煤炭可浮性分为极易浮、易浮、中等可浮、难浮和极难浮5个等级。划分范围见下表。可浮性等级极易浮易浮中等可浮难浮极难浮E})90.180.1-90.060.1-80.040.1-60.0(40.0附加说明:本标准由煤炭科学研究总院提出。本标准由煤炭科学研究总院唐山分院归口并起草。本标准主要起草人陈爱珠、顾少雄。本标准委托煤炭科学研究总院唐山分院负责解释。中华人民共和国能派部1992一01一20批准1992一07一013tbk 煤炭，可浮性评定方法(M"f259-9"!:)宣贯说明(煤炭科学研究总院唐、七分院顾少雄)1概述在煤田勘探、矿井开采、选煤厂设计、选煤厂生产IT理以及有关煤炭的科研、教学工作中，人们都十分关心煤炭的可浮性和评价可浮性的方法，以充分的依据来决定它的开采价值和合理的选择浮选流程，为此原煤炭工业部技术发展局于1987年下达煤炭可浮、佳评定方法标准的研究项目，并责成煤炭科学研究总院唐山分院承担。煤炭的可浮性，即在一定的产品质a要求下，煤炭浮A的难易程度，它取决于煤的岩相组成和伴生矿物杂质的种类和嵌布特性;煤的煤化程度和密度组成特i生i煤表面的氧化程度以及在浮选过程中所采用的工艺条件等，因此煤炭的可浮性既包含有煤炭本身的丹屯游特性，同时又受浮选过程中诸多工艺条件的影响，因此制定一种切合实际又能为广大选煤工作者所#,受的评定方法，是一个难度较大的研究课题经过三年的努力，在广11-收集和消化国内外有关煤炭浮选;性方法;收集和整理大A我国煤炭可浮性资料;采取几十个煤粉(泥)祥进行实验室试验后，研究组提出:在AA选精煤灰分符合要求的条件下，以GB4757-80((选煤实验室单元浮选试验方法》中浮选速度试验所确}定的浮选精煤可嫌体回收率E。值，作为评定我国煤炭可浮性的标准·并将可浮性划分为极易浮.易浮、中等可浮，难浮和极难浮等五个等级199。年9月标准通过了原中国统配煤矿总公司技术发展局之且织的审查，1992年1月原能源部正式发布并从1992年7月1日起实施，1993年获煤炭科技进步三等共。2煤炭可浮性评定标准的国外现状早在30年代初.国外学者就已经注意并着手研究有关煤炭可浮性和评价可浮性的方法，并有若干研究成果见于文献报导中，有些在某些矿区实施，这些方法归纳起来大致可分为下列三种类型。2.1用煤炭的工业分析、元素分析结果作为评价煤炭可俘性的依据。学者们于本世纪30年代初就发现.煤中某些元素如，碳、氢、氧、匆等和煤炭的可浮性有着某些联系，如1935年R.Blond首先阐述了不同煤化程度煤的可浮性取决于煤中碳元素的含量，指出当碳元素含量为91%时煤的可浮性最好，小于80%时则可浮性急剧变坏;1939年Tsiggart则认为煤的可浮性与碳氢含量比值有关，比值增大可浮性变易;1947年Wilkime通过一系列试验·结果分析更进一步提出煤的可浮性随煤中碳元素增加而变易的事实。美国华裔学者、宾夕法尼亚大学的S.C沈对煤的可浮性进行了长期的研FVE工作，1947年发表文章指出煤中所含的碳、氢、氧、氮等元素以及水分、灰分等的变化是影响煤炭可At,性的因素，并据此提出煤炭可浮性指标计算式。/H{.IGH(sirwi_-110}/N(1)r,=从2.0796)tyl122.0796十U·“(32.06)-z(18)一s.”{j6)一{14式中:F,一一可浮性指标;H,C,S,O,N一一煤中氢、碳、硫、氧、氮元素的含量，%;W—煤的水分，%; r,y,z一一与煤的灰分、氧元素含量和水分子关的系数。上述学者们提出的种种评价方法，从煤的元素3"量这个侧面揭示了构成煤的疏水性物质的元素含量高则其自然疏水性好，反之构成煤的亲水性物质内元素含量高则其自然疏水性差的这个基本规律，但忽视了构成煤炭可浮性的其他因素特别是浮选产A:质量要求对可浮性的影响，因此这些方法都有局限性。2-2根据煤粉(泥)的特性作为评价煤可浮性的fi+据。有代表性的是原苏联巴拉可夫工程师提出邵依据煤粉(泥)中粒级小于。.070mm级的成分和性质评价煤可浮性的方法。可浮性容易的煤粉(泥):一。.070mm级产率卜于40%，构成细粒级的是难于粉碎的碳质成分，黄铁矿含量不大;可浮性难的煤粉(泥):一。‘070mm级产率少于60%，组成细粒级的是难于粉碎的砂质成分，黄铁矿含蛋较多;可浮性很难的煤粉(泥):-0.070mm级产各大于60%，组成细粒级的是容易粉碎或解离的粘土淤泥质，有大量的黄铁矿硫。美国华裔学者S.C沈曾著文提出一种以沂里兰卡石墨的可浮性为标准，计算煤和其他碳氢矿物的可浮性系数，计算表明，低挥发分烟煤比高挥发分烟煤的可浮性要容易;镜煤、亮煤则比暗煤和丝炭具有更容易的可浮性，而揭煤和碳质页岩的可浮t"最差。2.3根据实验室浮选试验结果作为评定0炭可浮性的依据。本世纪40年代以后，学者们普遏认活应以实验室的浮选试验结果作为评价可浮性的依据，因为它不但综合了煤炭本身的浮游特性和浮选江程中的各种工艺条件的影响，而且它更接近于生产实际具有较好的现实性。下面介绍几种较有形响白评价方法。2.3.，变动系数法变动系数法是原苏联叶列雅舍维奇和科依巴士工程师研究并建议在顿巴斯煤田作为评价煤的可浮性的方法变动系数v是实验室浮选速度试脸各级浮选产品灰分的平均平方差。和加权平均灰分a的比值v=100二(2)一a之(3)式中:a—加权平均灰分，%，—各级浮选产品的产率，%;A—各级浮选产品的灰分，%。表1是叶列雅舍维奇等建议作为评价顿巴斯煤炭可浮性的v值。表1变动系数与可浮性难易等级可浮性等级易浮较易浮中等可浮难浮变动系数v.136-172125^-136116-12580^-1162.3.2浮选精煤可姗体回收率法浮选精煤可#3体回收率法是原苏联较为广泛采用的一种评价可浮性的方法，它是以实验室浮选试验结果计算在精煤灰分符合要求时的可燃体回收率E.值作为评价指标，r;(100-A;)E,=X100(4)100-A,式中:r;一一浮选精煤产率，%;632 内一浮选精煤灰分，%;Ay一一浮选人料灰分，%。表2是原苏联使用的E值与煤的可浮性等级。表2E，值与可浮性等级可浮性等级易浮中等可浮难浮E,%8898758037-702.3.3中煤产率法中煤产率法是国外采用的一种评价煤的可浮性的方法，它依据实脸室浮选试验结果所绘制的可浮性曲线，然后根据浮选精煤、尾煤的灰分要求确定中煤产率。表3是原苏联文献建议的以中煤产率作为评价煤的可浮性难易等级的方法。表3浮选中煤产率与可浮性等级可浮性等级最易浮易浮中等可浮难浮很难浮中煤产率，%00^-55-2020-35>352.3.4可浮性系数法1980年波兰学者J.SabLik著文论述煤炭可浮性概念及度量方法，并建议用可浮性系数FMw来评价煤炭的可浮性〔见表4)。AgFMw二(5)AK-A}式中:FMW一一煤炭可浮性系数;A}-—浮选精煤中砰石的灰分，一般可取Ao=70%sAK浮选精煤灰分，%;A"一一浮选精煤中一1.350密度级灰分，写。表4FM，与可浮性等级可浮性等级很容易容易难很难F->1818^-1212---8<82.3.5分选效率法1987年美国犹他州立大学的学者PMbodiLy将浮选速度与分选效率结合起来，提出用新概念EK值作为评价煤炭可浮性的方法。EK=E(1+K)(6)P.MbodiLy对美国犹他州各矿煤粉进行了试验后建议表5所列作为评价煤的可浮性等级。表SEK值与可浮性等级可浮性等级极易浮易浮中等可浮难浮E,c>5050-2525-15<15除此以外国外学者也提出过一些其他评价煤的可浮性的方法，如Bro场等分别提出用煤的接触众、哈里蒙德单泡管试验以及浮选时间等，由于这些方法局限性较大又缺乏实用意义，不再赘述。 3煤炭可浮性评定方法的国内现状我国对煤炭可浮性及评价方法的研究始于本世纪5。年代，在对我国各煤田进行了大量可浮性试验的基础上，我国选煤工作者陆续提出了一些以煤的浮选试验结果为依据的评价我国煤炭可浮性的建议。3.1浮选性分类指标Q值1959年原地质部矿物原料研究所林斯栋在《燃料学报》上发表了题为“中国煤炭可浮性分类指标的研究”的文章。林氏利用煤在重液中分离所得的理论指标与煤的浮选试验结果的比较关系探讨了煤的可浮性分类，结果表明煤的可浮性取决于浮选效率接近于重液分离指标的程度.并由此导出了表征煤炭可浮性分类指标Q值的计算式。Q=(E"-W")一(E-W)(7)式中:W"—1.5。密度分选的理论浮煤产率，写，E"一一1.50密度分选的理论浮煤可嫩体回收率，写;W浮选精煤产率，%，E—浮选精煤可燃体回收率，%。表6是林氏建议的浮选性分类指标Q值与可浮性难易等级。表6Q值与可浮性等级可浮性等级易浮中等可浮较难浮难浮Q值<11-22-4>43.2浮选精煤可燃体回收率Ec值法1956年作者在从事煤炭可浮性研究工作中，就试用以实验室浮选速度试验(又称鉴定试验)的浮选精煤可0体回收率为主要指标，浮选中煤f为参考指标来评价我国煤的可浮性，1960年在《燃料学报》上撰文正式提出了上述建议。作为评价煤炭可浮性的Ec值，应该是在精煤灰分合乎要求条件下加以确定，如果用浮选法不能选出灰分合乎要求的精煤，则应该认为这种煤的可浮性极难，甚至是目前条件下无法浮选的。表7是作者建议作为评价我国煤炭可浮性的方法。表7煤炭可浮性分类指标可浮性分类Ec.中煤t(参考)，%浮选流程易浮选>850单段中等可浮85--700^-10单段难浮70^-401035再选最难浮<40>35复杂流程3.3简化变动系数法1978年原唐山煤炭研究所梁宝璐等同志认为用变动)n数评价可浮性其物理意义比较明确可以用它作为评价我国煤炭可浮性指标，但由于变动系数V的计);对原始数据要求较高，计算也较复杂，因此他建议将变动系数计算式简化为式8e，。。，/。·，一+、·fV灭工vv一VIUUV}(8)A, 式中:vg-一简化变动系数，肠;r—浮选精煤产率，%;成一浮选精煤灰分，%;A-一一浮选尾煤灰分，%;r.—浮选尾煤产率，%;人一一人料灰分，%。梁氏对我国一些煤炭可浮性资料进行综合分析后，提出表8简化变动系数V,值与可浮性等级的建议。表8简化变动系数与煤炭可浮性等级可浮性等级易浮较易浮中等可浮难浮很难浮V:，%>7070-60605050-40<40流程简单简单较复杂较复杂复杂3.4可浮性指标T值法云南省地质实验室黄相银于1978年提出，煤炭可浮性主要取决于煤的煤化程度、岩相组成、密度和粒度组成以及矿物杂质的组成、嵌布特性等一系列因素，同时在浮选过程中还要受到多种工艺因素的影响，而浮选最终的目的是要获得最大产率的优质精煤，因此用精煤可燃体回收率和精煤灰分的比值T能较完整反映煤炭可浮性难易程度。T=E"(9)伪式中:7"—可浮性指标，E,-浮选精煤可燃体回收率，%;A,-9选精煤灰分，写。黄氏建议用表9所列作为评价我国煤炭可浮性的指标。表9可浮性指标与可浮性等级可浮性等级易浮中等可浮难俘很难浮T值>1010^-88^-6<63.5可浮性系数F值法1980年开滦矿务局边庭芳通过对国内外提出的各种可浮性评价方法和煤炭各密度级产率在浮选产品中的分配的分析，认为煤在浮选过程中主要按表面物理化学性质不同进行分选，因此与煤的密度组成有关，即浮选人料中一1.50密度级物料90%以上在浮选精煤产品中，x-1.80密度级有80%以上转人尾煤产品，因此1.50^-1.80密度级区间的含la越小，精煤产率则越高、灰分也越低，即表示煤的可浮性容易。边氏还认为媒的可浮性表现在精煤的质t和产率，而精煤可燃体回收率则是这两者的综合结果，因此他建议用精煤可4体回收率E;与人料中1.50-1.80密度级产率的比值F来作为评价煤炭可浮性难易的指标F=E;/Z(10)式中:F—可浮性系数;E,-精煤可燃体回收率，%;z一一入料中1.50^-1.80密度区间产率，写。边氏建议用表10所列作为评价我国煤炭可浮性难易的指标。 表10可浮性系数与煤炭可浮性等级可浮性等级易浮中等可浮难浮极难浮F值>1515-77-4"<43.6人料与精煤灰分差值法1989年中国矿业大学匡亚莉提出用浮选人料与精煤灰分的差值(A,-A;)作为评价可浮性的依据，她认为浮选的目的就是降低精煤灰分，因此在浮选中要求精煤灰分越低其可浮性越难，随着精煤灰分增高其可浮性逐渐变易，匡氏提出的评价指标与可浮性等级建议列于表H。表11人料与精煤灰分差值与可浮性等级可浮性等级易浮中等可浮难浮很难浮几乎不能选A,一A;<66-1010^-1414^-20>20应达到的可嫩体回收率%>90<90>80<80>70<70>60<604煤炭可浮性评价方法的分析纵观国内外学者们提出的多种评价煤炭可浮性的方法以及作者长期从事煤炭浮选研究的工作实践，确认应根据实验室浮选试验结果作为评价煤炭可浮性的依据，因为它接近生产实践具有更好的现实性，特别是国内提出的种种评价方法都是以我国煤炭可浮性资料为研究依据更适应我国煤炭浮选的实际4.1直观分析从全国随机取39份可浮性试验资料，用国内提出的六种评价方法进行计算，结果表明:4.1.139份资料中用E值法评价有11份的可浮性为易浮选，除Q,A,-A;值法以外的其他三种评价方法大多数评价均为易浮式较易浮，说明乌、叽,F和T评价方法在评价易浮选煤时结论是基本一致的。4.1.2用笃值法评价结果有11份的可浮性属难浮、4份属很(最)难浮，除A,-A;值法以外的其余四种评价方法大部分均评价为难浮或很(最)难浮，其中E;值法评价为最难浮的其余4种方法均一致评价为难浮或很(最)难浮，说明这五种方法在评价难浮选煤时有较好的一致性。4.1.3用F,T值法评价的39份资料中分别有13个和15份属很(最)难浮，占总资料份数的33.3%和38.5写，分析这些资料其中不乏有不属很难浮的，究其原因是这些资料精煤灰分或人料中1.50-1.80密度区间产率所造成的。分析T值法发现，设瓦值达到极限值100%，如精煤灰分要求大于10.00a则T值必然小于10,即用T值法评价就根本不存在易浮的可能性。同理精煤灰分等于或大于12.5%时就根本不存在易浮或中等可浮的可能。我国目前各选煤厂的浮选精煤灰分按牌号、用户要求、最大精煤产率或最高经济效益原则确定，大部分均高于10%，如果用T值法评价则大部分将被排除在易浮选之外。同理当人料中1.50~1.80密度区间产率大于6.700.14.3%时，则用F值评价可浮性也就分别不存在易浮和中等可浮性的可能。4.1.4用G2值评价结果表明，只有3份资料属易浮选煤，而有占总164.1%的25份资料属较难和难浮选，而且评价结果多数与通常可浮性难易概念相违。由于Q值是实际浮选分选精度接近于重液分离分选精度的程度，因此Q值主要是表征浮选工艺效果的一种方法，这一点我们只要将式(7)简化后即可明显看出Q二(E"-W").一(E-W)__，{A一A;}__IA,-A;=W};二了--二，1一WI、iuV-H,/100-A,=琳.A,一1.,.A,(11) 式中A.,A，可以认为是相同的，因此Q值实际上是表示一种煤用重液分选工艺和用浮选分选工艺的分选完善程度的差别(MT180-88((选煤厂浮选工艺效果评定方法》标准中浮选完善指标9.),众所周知，浮选法由于受多种因素影响在目前技术条件下是一种分选精度不很高的分选方法，而重液分离则是一种理想的分选工艺，这就是用Q值评价有占总数64.1%的25份资料均属较难或难浮选的原因。4.1.5用A,-A，值法评价结果没有显示比较明显的规律，甚至对用其他五种方法评价结果都一致时用A,-A值评价结果也参差不一。原因是显而易见的，入料灰分和精煤灰分相同、人料灰分和精媒灰分不相同但其差值相同，由于其岩相组成、矿物杂质的种类和嵌布特性、密度组成不同等原因，其可浮性必然是有差别的。4.2数理统计分析煤炭的分选效果与可选性(可浮性)是既有密切关系又是两个不同的概念，在正常情况下可选(浮)性难易相应其分选工艺效果差和好，因此国内外研究工作者常常利用这两者的相关性来衡量一种可选(浮)性评价方法的正确程度，作者在全国各地采取了40个煤粉(泥)试样按GB4757-84Q选煤实验室单元浮选试验方法》和MT144-86Q选煤实验室分步释放浮选试验方法》进行了系统试验，并将其试验结果进行了表征浮选工艺效果的浮选精煤数量指数$i(MT180-B8Q选煤厂浮选工艺效果评定方法》标准)与六种可浮性评价方法的相关性检验，结果列于表12,表12六种评价方法与pit的相关分析评价方法E;,%V.,Y,QFTA，一人相关性质正相关正相关负相关正相关正相关负相关相关系数+0.909+0.786一0625十0.625十0.746一0.394回归方程1.09E.+16.150.65V,+40.551.68Q+83.160.32F+56.530.18T+41.18表12结果表明六种评价方法中，E、值与表征浮选工艺效果的浮选精煤数f指数l/a的相关性最好，相关系数达到。.909，从散点图上(图1)也完全可以直观地看到40个煤粉(泥)试验结果点离散程度最小。除尽值以外相关系数依次为几(+0.786),T(十。.746),Q和F(-0_625和+。625)，而以A，一戒值为最小(-0.394)，由于本项相关系数取值，=40当自由度n-2=38,a=1%时，ro.of临界值为0.403,说明除A,-A，值法外其余五种评价方法与叭均有明显的相关性。为了验证上述数理统计分析的结论，作者又随机从全国数百份可浮性资料中抽取40计算浮选精煤与灰分相同时浮沉试验浮煤产率百分比值I%与E;,Q,V.,T和F值的相关性，结果列于表13,表13抓%)与五种评价方法的相关性分析评价方法E;V,QFT相关性质正相关正相关负相关正相关正相关相关系数1-0.917+0.715一0.701+0.560+0.727可见五种评价方法与抓%)都具显著相关性，特别是兀的相关系数高达0.917，从而进一步验证了在目前情况下，用浮选精煤可嫩体回收率E，值评价煤炭可浮性的依据的正确和合理。作为旁证，作者引据了我国在制订《中国煤炭可选性评定方法》标准(MT56-81)时，分析各种评定方法与精煤数量效率的相关关系，在分选密度为1.40--1.60区间内，按理论分选密度计算士。.1含量法的相关系数为一0.608-(-0.902),综合值为一0.863冲间煤含盆法为一0.307^(-0.828)综合值为一0.684;综合可选性指数法为一0.412^(-0.825)综合值为一。.759;轻中比值法为0.7170.605综合值为。.518;H值法为0.607^-0.899综合值为。.861;邻污法为-0.855-(一。-950)综合值一0.900据此标准研究组认为，在浮选精煤灰分符合要求的条件下，用浮选精煤可姗休回收率(以 GB4757-84((选煤实验室单元浮选试验方法》中浮选速度试验结果为准)作为评价我国煤炭可浮性的指标是完全可行的。5《煤炭可浮性评定方法》标准(MT259-91)根据上述讨论和分析，研究组起草了行业标准《煤炭可浮性评定方法》,1990年通过了原中国统配煤矿总公司技术发展局组织的审查，专家们认为:“标准起草者做了大量工作，收集和分析本世纪30年代以来国内外主要评价煤炭可浮性的方法和建议;收集和整理了我国30。多份可浮性资料;进行了数十个煤粉(泥)的可浮性实验并对数据进行了数理统计分析，因此所提出的评定方法论证充分，较好的体现了标准的科学性、先进性和实用性。标准的制订使我国有关煤粉(泥)浮选的标准形成系列，填补了空白”。1992年1月原能源部正式颁布并从1992年7月1日起实施。标准规定:采用在精煤灰分符合要求下，由GB4757-841选煤实验室单元浮选试验方法》中的浮选速度试验所确定的精煤可姗体回收率.作为评定我国煤炭可浮性的指标。浮选精煤可嫩体回收率E}的计算式如下:r,(100-人.。)E}=X100(12)100-人f式中:r.-浮选精煤产率，%;人.。—浮选精煤灰分，纬IA,，—浮选原煤灰分，%_考虑到为了与MT56-811中国煤炭可选性评定方法》相一致。便于使用，标准规定中国煤炭可浮性也划分为极易浮、易浮、中等可浮、难浮和极难浮等五个等级。根据现有几百行可浮性资料的分析，标准还规定把三值90.0%,80.0%,60.0%和40.0拓作为可浮性等级的界限，如表14所示。表14可浮性等级与E.值界限可浮性等级极易浮易浮中等可浮难浮极难浮E-》90.180.1^-90.060.1-80.040.1^-60.0簇40.0表15是用及值评定可浮性的例证。表15可浮性评定例证精煤,写尾煤.%煤粉(泥)原煤灰分，可浮性等级代号产率灰分E}产率灰分%181.506.0292.3818.5065.8717.09极易浮276.0911.0583.0523.9158.9122.89易浮365.9111.8275.8734.0942.4123.40中等可浮441.259.9049.2858.7534.8824.58难浮523.2210.6428.2676.7826.5822.87极难浮6评定方法实例某煤泥按GB4757-84(选煤实验室单元浮选试验方法》标准进行的浮选速度试脸结果如表16，据此绘制可浮性曲线(图1)，当要求精煤灰分为8.000,10%和12%时，从图1精煤产率曲线上确定产率分别为45.0,73.0和83.500,按计算式(12)计算E值分别为52.9%,83.9肠和93.8%,按表14应分别属难浮、易浮和极易浮. 0S0浮选时间，口访2.52.01.5一L1010”2080.阳30了一/40/“次次和50‘份.资板L“40琐钱暇份70308020的\10、100030203040506070809011000灰分%图1可浮性曲线表16浮选速度试验记录煤样名称:XX一XX煤样较度:。，5-0mm浮选机容积!1.5L药剂名称:煤油、二号油摘收荆单位消耗f"soog/t起泡M单位消耗3:1048/t转速1800r/min充气f:0.25m"/m"·min浓度:100g/L浮选产品产率，%灰分，%从什产率.%平均灰分，%第一精煤26.987.5226.987.52第二摘煤25.159.6452.138.54第三精煤15.9312.9968.069.58第四精煤7.8916.1975.9510.27第五精煤2.9720.8478.9210.67尾煤21.0863.14100.0021.73总计100.0021.73639'