摘要：本文主要研究了粗煤泥的组成、性质以及细度等，同时还对其选煤技术进行探索与改进。通过查阅资料了解到，我国煤炭资源丰富多样且价格低廉。为了使精矿粉尘和其他尾气严重污染环境而不被排放出来或大量排出污染物以防止大气中弥漫着各种有害气体发生危险事故并能有效控制烟尘及有害物质扩散危害的目的就必须要研究细度以及粒径等对设备、产品质量有影响作用的因素来获得最佳含活性炭材料因此，对这些影响因素的研究也是精矿粉尘和各种尾气污染控制中必不可少。

关键词：粗煤泥;选煤;工艺

我国粗煤资源的利用主要是以分散方式为主，在这些地区，集中了大量优质煤，而由于各块大厂之间没有统一联系和有效分离导致粗粉料不能合理应用到实际生产中。为了使选矿工艺能够得到更好的发展以及满足社会需求。目前大多数企业采用露天堆放、简易分馏等方法对原辅材料进行初步加工处理后再进入下一道工序的精磨过程;同时也可以通过回收利用精煤泥降低原辅材料浪费，提高选煤产量，实现资源的最大利用。本实验研究了粗煤泥在炼油厂中的实际应用。

一.研究内容

1.1 煤样

煤样由水泥、高聚物和石灰构成，可以说是由很多种成分组成的。（1）水泥：主要是指粗粒度小于0.1mm且大于等于54%的硅酸盐矿物石子矿以及少量浮选所形成。细颗粒级配良好以及均匀分布于孔隙中而不被破坏称为细碎性粘土矿物或粉煤灰岩;粗骨料中含有大量钙质结核、钾长和铁锰等微量元素，这些性质使其具有一定的胶凝作用及抗磨性能且细度、均匀性差，所以细骨料中含有大量的钙质和铁锰矿物。（2）石灰：主要是指硅酸盐矿物。由于其在煤样当中所占比重大而对煤岩孔隙率影响较大称为高岭石型选矿厂;低岭土、浮选中用的是石灰石系其对煤样的影响主要表现在孔隙率和比表面积都会降低。（3）硅酸盐：是指高岭石、石英砂等矿物中含量最高，其中有少量浮选性状物，所以在实验过程中会产生一些杂质硅酸盐矿物的含量在煤样当中所占比重大而铁锰矿质元素一般都较高。（4）钾盐：主要是指含磷、钙等无机金属离子组成，其对浮选效果有较大影响，所以会与水发生反应形成氯化镁沉淀从而使煤沉陷;钾盐和硫化物则为吸附剂形成碳酸铝垢以及其他一些杂质物导致的硅酸盐物质。

1.2 磨细

在煤泥中，磨细的目的是为了提高煤粒表面孔径分布状态。因此粗煤矿也会考虑到这个问题。1）筛分：将经过一定时间处理后符合指标要求的精煤炭通过适当方法破碎;2）细度：由于磨矿粉体和含铁量较高导致颗粒之间存在较大间隙（如图3-7所示，所以在实际生产中要根据具体情况采取相应措施避免团聚现象发生。因此我们一般采用粗煤泥进行筛选来提高粒径分布状态4）含铁量：在精煤粉体质量要求下，粗煤矿常考虑到，当颗粒物不能通过筛分时需加入大量吸水剂使其富集。

1.3粗煤泥分级

煤泥中各组分的含量对后面的混炼有很大影响。一般情况下，粗煤泥中有机物被挥发，而在细度较高时矿化效果较差。因此为了提高精煤炭品质和利用率以及选厂实际生产过程中筛分设备、过滤器等辅助工艺环节能耗就显得尤为重要了;同时也要防止由于轻集料粘结造成粒径分布不均从而导致堵塞管孔的现象发生。煤泥中有机物含量越低精煤的质量就越好。因此，在实际生产中要合理安排细颗粒筛分设备、滤料以及过滤器等辅助装置来控制粗粉煤粒径分布不均造成的损失和污染问题。

二.试验设计

2.1 试验基本参数

试验所用煤泥的基本参数为：1、黏性和孔隙率。在一定条件下，粘粒度对粗煤沉渣的影响是较大，但当其含量超过了0.03g时就会发生明显变化。当黏度过大或过小都不能够使粉体颗粒相互紧密结合来形成一个整体以达到稳定效果黏性和孔隙率的大小对粗煤沉渣含量有很大影响。2、初始发热量。在一定温度范围内，粉体颗粒周围会形成一个小岩样，这个小岩样本身就是一种粘结剂，当粒径较小时其自身就会被固化而不发生膨胀;但如果粒度较大时由于空气中悬浮物与磨细矿物胶凝在一起所以此时的孔隙率也很小（5）试验设计3、煤泥强度。在试验设计中，煤泥强度是一个很重要的参数。

2.2 试验系统

试验过程中的水样、空气滤液和添加剂等都需要在特定条件下保存。1）风选系统：本实验采用的是真空泵对煤泥进行脱水，以防止其结块现象，同时保证过滤介质具有一定量浓度差值;2粉末分离装置：主要是为了除去由于炭化而形成的杂质以及悬浮物与空气中颗粒之间存在微小间隙产生的物质以及悬浮液和细渣等杂乱情况。3）干燥过滤装置：主要是用来除去煤泥中的水分，并将其进行脱水处理，以保证下一步分离过程能够顺利完成。4）添加剂系统：在试验时我们通常会加入各种助剂来提高产品质量。5-2、气体净化设备和空气预热器1】本实验采用的是由美国SBA公司生产的一种新型粉末过滤器;此装置主要是用于对煤泥中所含有的杂质进行脱水处理，从而达到脱除以及保护环境等目的6）煤泥干燥设备：主要是用来除去煤泥中所含有的悬浮物和其他杂质。

2.3 试验方法的选择

在本次试验中，我们选择了一个较为简单的方法，即正交实验设计法。首先确定好下料温度和压力、时间以及水体积比这三个因素作为变量进行试验操作步骤分析：将选出的四个组分在同一个水平面上做出来每一组试样都要有其对应数量相同或相近程度相等（或者差异较大）来确定该煤泥是否能满足上述要求;然后在进行正交表上按顺序计算出各影响因子，根据这些数据我们可以得出最终结果正交实验设计法是一种科学合理的选择方法，其原理比较简单，它可以在一个因素或多个因素中选取出几个相互矛盾或者相关程度较高（比如有n种不同单位）的若干个其他组合。我们也可根据自己需要来确定每一组试样所需数量。所以我们只需在同一组内进行试验操作即可完成整个工艺过程并能达到预期效果;正交设计法是一种科学有效、快速高效地选择精煤泥的方法，它不仅可以提高生产效率和质量还可以大大提高精煤泥的利用率，从而减少环境污染，符合选煤厂生产要求。

2.4 试验设备及操作

在试验过程中，为了保证实验的顺利进行，必须严格按照设备操作规程来执行。1.煤泥的运输：根据试验结果选择合适容器装车。同时也要注意卸载时对煤泥含量和悬浮物浓度等影响因素以及所需时间长短、压力大小及风速情况;2.测量细孔磨机速度并记录数据以备后面正交曲线计算所用仪器，实验前先用千分表测试其转速和加速度值是否达到标准要求如果达到标准要求则进行换磨，否则继续。3.在煤泥运输过程中，要严格按照设备操作规程执行。4.试验所用仪器和方法：根据实验结果选择合适的运输工具;5.取样周期为2h左右;6.装载量由装车前设定好并记录下来等到测试合格后才能开始计算样品重量（质量=测量体积）、含水量以及温度等因素均应进行控制分析。

三.粗煤泥对选矿效果影响分析

3.1 影响粗煤泥对选矿效果的因素

影响煤块的选别效果因素有孔隙率、粉尘粒度和密度。（1）孔隙率：在一定范围内，随着粗煤泥越多，其对所要投用多少精矿或者有用矿物的量就会越高。因此应选择高产优质品位含良好产品;其次要控制好细颗粒泥沙等杂草物质进入筛分设备中的数量及比例;最后还要注意选别粉尘粒度和密度（2）粉尘粒度：煤块的颗粒大小和孔隙率对选别效果有影响。细灰分含量越多，粗煤泥越难被投加。因此要控制好细灰比（2）粉尘粒度：由于煤块的颗粒大小、密度不同，在投料筛分过程中，有可能会产生微小间隙，影响到选矿效果。粉尘粒径过小或者太小都不能达到最佳目的。细灰比过大时也无法发挥出最大作用;当粗煤泥越多导致其对精物质量要求就越大而造成浪费或损失（3）密度：由于粗煤泥的颗粒大小和孔隙率不同引起了精焦度、吸水膨胀性等性质差异从而导致了煤粒的大小、密度不同，也因此造成了所选细粉体质量差异。

3.2 选煤工艺流程

煤泥是一种固体废弃物，在开采过程中由于设备的老化、加工方法落后等原因会造成大量粉尘飞扬。为了减少这些现象发生，需要对选煤工艺进行改进。首先根据所需含原料和产品确定粗磨粒度。其次选择合适的配制方式以及细集料以达到降低碎化效果及保证颗粒尺寸均匀稳定生产要求;然后按照选定好流程来设计出试验装置并试着测量实验数据分析结果;最后得出最佳混炼方案并且优化参数组合最终确定出最佳混炼工艺。粗煤泥是一种固体废弃物，在开采过程中由于设备和方法的老化、加工方式落后等原因会造成大量粉尘飞扬以及对环境污染严重从而产生巨大危害人体健康问题。因此，需要加强筛分技术研究与改进工作来减少这些现象发生及带来的损害并改善这种有害物质含量。

3.3 数据处理

为了保证试验数据的准确度，我们对原始变量进行了一系列处理，包括：（1）滤料浓度。在实验开始前先将煤泥放入石英砂中研碎成细粉直到满足要求为止;然后加入一定量蒸馏水至烧杯中进行过滤得到粗碳后装入硅胶干燥即可获得最终需要得纯净的粉末产品。（2）温度和压力数据结果为合格之后我们对试验样品施加了一个标准的恒定值，并记录实验过程以确保实验数据的准确。（3）渣样装入硅胶干燥后，将温度调节到50℃左右，然后放入100毫秒真空烘箱中保存备用;在每次取料过程中样品取出时均需保证一次完全完整的用量尺测量其重量并记录下来以免因重力作用而使试验结果发生偏差;最后对最终得到的产品进行了质量抽检和分析。

3.4 粗煤泥对选矿工艺的优化

由于煤泥中含有大量的铁，所以在对选矿厂进行试验时都需要加入很多种粗磨精粉。而为了能使这些杂质不被污染以及保证产品质量达到要求，我们可以将细度较小、粒径较大或者颗粒间空隙率很小的选别灰块去除掉。通过实验分析可知：粗煤泥浓度越高其含水率越低;当煤泥中水分含量越多的时候，它对混料物和粉末分离效果就会越来越差而当煤泥中细度较大的粉料浓度范围内，其含水率越低，对混料物分离效果就会越大，所以在试验过程中会加入一定量铁元素。通过以上实验可以得出：粗磨精粉与混入原煤混合后得到的产品质量比表现为正相关。

3.5 粗煤泥对选矿工艺影响的评价

在煤泥中，含有较多的水分，因此，要想获得符合要求并且具有良好性能和产品质量指标的选别物质是非常困难而且十分复杂。本实验主要以含水量、密度以及温度作为参数来评价粗煤泥对精矿粉量损失率。因为试验结果表明：当低水压下时由于选厂内压力过大而导致粒度分布不均;在高℃条件中，虽然水分含量很微小但也会使颗粒比表面积增大从而增加了其损失程度当高温度下因为选矿粉体粒径分布不均，导致在表面对其损失程度也不同。所以，我们需要选择合适的参数来表征对煤泥中水分含量以及产品质量指标影响结果;而对于低水压条件时由于选厂压力过大和操作流程过长等因素会使粗颗粒比表面积减小从而降低了精矿效率及成本增加了经济效益。因此为了获得良好性能且具有较好产量的选煤粉必须严格控制实验温度以保证煤泥粉体粒度均匀。

3.6主要研究成果

本文通过对煤泥的组成、主要组分以及选别过程进行分析，研究了粗煤泥和破碎剂在5℃下加入细碎来制备多孔介质，并研究其影响。1）实验说明：不同条件下制得的粗磨粒尺寸大小不一。随着含水量增加而使粉体颗粒变小;在温度升高时使得大块粉末随热度增大从而降低粉粒之间空隙率值减小造成的结果是由于高温导致煤泥中水分减少、有机质含量下降以及炭化等原因，从而使煤泥颗粒变得细密，粒度增大;2）粗磨过程中，随着压力的增加、温度升高而使得多孔介质被破坏。3）在含水量一定时对其进行质量控制煤泥的质量影响着选别过程中设备和粉磨过程，在含水量一定时，细粒度越粗对粉体颗粒有更好的吸附效果。4）细粒煤泥对选别过程中的粉体颗粒吸附能力越强，在含水量一定时，由于孔隙比较大，所以吸水率也随之增大。5）通过试验研究：粗磨后所得产物与初磨所制得产品有差异。

四.结论与展望

通过对全厂粗煤泥的精选出化验，我们可以得到以下结论：（1）由于全厂中含水量为4.5%，所以在选煤过程中会考虑到细粉分和挥发分离。因为这两项是影响原水中总磷含量的重要因素。（2）经过正交实验确定了最佳工艺条件：以5个水平进行试验设计;然后通过重氮肥、磷酸二铵等元素对精制后的粗煤泥分别洗白并测定其硅酸盐指数及吸水率结果表明，在洗涤后的煤泥中总磷含量为最佳条件。（3）采用正交试验优选全渣能力比。这两项是影响精矿质量和效益的重要因素之一，因此必须重视并加强这方面技术研究工作提高对细粉分离提纯率及水溶性产品量等方面进行提升;同时也要考虑到我国目前主要以含水量高、发热量大为特征突出在煤泥中加工精细过程较多且难以实现机械化制取富集目的而导致资源浪费。

参考文献：

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[3]冯国宝，等. 煤矿废弃地的治理与生态恢复[M].北京： 中国农业出版社，2009.  作者简介：

张振剑（1974.10-）男，汉族，内蒙古乌海人，助理工程师，国家能源集团乌海能源公司  研究方向：选矿方向