凤凰山矿

煤泥的沉降性能随煤种、采煤方法、运输方式、分选工艺、原煤中的 细粒含量以及矸石成分与性质的变化而变化，同时还受生产用水的水 质影响。
煤泥水中微细颗粒（特别是泥质细粒）的自然沉降速度缓慢，常滞留 在溢流水中，并在循环过程中不断积聚，造成循环水浓度不断升高， 影响选煤产品的指标，甚至整个生产过程。
目前，关于煤泥水处理的研究主要集中在高效沉淀浓缩设备的研制和 絮凝性药剂的开发与配合使用等方面。
末精煤灰分为Ag≤16.0%时，理论 精煤产率为59.04%，实际生产的 末精煤产率56.17%，数量效率 η=95.14%。
煤泥水系统
在设备能力一定的条件下，煤 泥水系统的调整主要依靠药剂 的选择以及对加药地点和加药
方式等的优化。
运行结果分析
凤矿选煤厂2009年9月平均每天洗选原煤超过10000吨，系统处于超负 荷运行状态。
5.3 煤泥沉降试验
155303工作面煤层柱状图
煤层煤样采集时，按 煤、夹矸、软煤和底 矸分别采取。
对夹矸、软煤和底板 矸石分别进行不同药 剂作用下的絮凝沉降 试验研究。
试验时，将样品加水 配成浓度为30g/L的煤 泥水。
药剂
絮凝剂
凝 聚 剂
试验药剂一览表
名称 聚丙烯酰胺 煤水分离剂 聚合氯化铝 聚合硫酸铁
产品和操作条件的调整与优化结果 ，指导实际生产；
设计了以灰分、硫分、发热量等 为目标的配煤程序，结果以最优 区间输出，为选煤厂的生产和管 理提供技术支持。
15#块煤可选性曲线
15#末煤可选性曲线
根据浮沉试验数据，15#煤呈现高矸特征，中间密度级物料含量很 低，跳汰分选时只要排出+2.0g/cm3密度级矸石，剩余物料的质量即可 满足灰分要求，成为精煤产品。
凤凰山矿
2020年5月22日星期五
汇报提纲
1
项目背景
2
研究内容与技术路线
3
项目进展
4
主要研究结果
5
结论与建议
项目背景
随着煤炭的深度开采，凤凰山矿3#和9#煤层的储量大幅度 降低，现需开采高硫的15#煤层。
根据矿井煤层柱状图数据，15#煤层高度约为2.8米。煤炭 开采时，其顶、底板岩石将混入原煤，影响分选效果；在 其底板部分有一层泥岩，其进入洗选系统，将严重影响煤 泥水体系、甚至整个生产系统的正常运行。
总精煤
≤16.0
≤1.8
设：15#煤的配入量为x，则9#煤为（100-x），根据硫分要求，
x≤80
即，与9#精煤进行配煤时，在要求的总精煤硫分下，15#精煤的最大 配入量为80%，对应两种煤的配煤比例为15# : 9#=4 :1。
5. 煤泥沉降试验研究
选煤厂的煤泥水中含有大量煤质和泥质颗粒，为减少环境污染并充分 利用水资源，回收煤泥产品，须对煤泥水进行有效处理。通常是将煤 泥水直接排入浓缩机或煤泥沉淀池，沉降后的底流用压滤机回收，溢 流则作为循环水使用。
入选原煤量超过1.2×104t/d后，煤泥水系统几乎不能正常运行。此时 ，二段浓缩机的入料浓度超过100g/L，由于煤泥量太大，压滤机的处 理能力严重不足，致使煤泥在浓缩机中积存，溢流水浓度不断升高。 9月15~19日，浓缩机二段溢流曾一度出现黑水。
太原理工大学与凤凰山矿选煤厂合作，系统研究15#煤的 煤质特性、可选性以及洗选加工工艺方法等，以期对选煤 厂实际生产提供必要的理论指导。
技术路线
工业验证
15#煤洗选加工工艺
基本性质 分析
硫分布 规律
可选性 研究
煤泥水 工艺
研究内容
15#煤的基本性质（工业、元素、形态硫分析）； 15#煤中硫的分布规律（筛分、浮沉试验）； 15#煤的可选性及跳汰分选效果评价； 15#煤中的矸石和选煤厂生产用水性质测试； 煤泥絮凝沉降试验研究； 工业运行试验研究； 结论与建议。
在药剂用量PAM 60 g/t+PAC 600g/t下，矿井水中煤泥颗粒的沉降效 果优于太原市自来水，这可能是由于矿井水硬度比较高的缘故。
2.不同药剂配方的作用效果对比
Mg2+有利于提高颗 粒沉降速度，而Al3+
有助于改善澄清水质 量
药剂
名称
用量
空白
0
50
煤
100
水 200
分
离
300
剂
400
500
MJ/kg 卡/克 St,d , %
15#煤 19.56 4678 18.38 4395 3.44
硫的分布规律
无机硫占全硫含量的72.38% ，主要以黄铁矿形式存在；
硫酸盐硫的含量很低； 有机硫的含量接近1%，占全
硫含量的27.33%。 跳汰分选方法只能脱除部分黄
铁矿硫，故分选后的精煤硫分 必然大于1%。
研究进展
08年6月18日 签订项目合同；7月 现场调研，试验准备； 样品采集（分3次进行）
08年8月 15#煤层煤样； 09年3月 15#生产煤样、选煤厂补充水和循环水样品； 09年4月 井下15#煤的软岩样品采集； 08年8月~09年4月 15#煤实验室研究； 09年5月 撰写并提交实验室研究报告； 09年6~10月 工业试验，撰写并提交项目研究报告。
密度级
g/cm3
15#
块
-1.5
煤
浮
1.5-1.6
沉
1.6-1.8
试
验
1.8-1.9
结
1.9-2.0
果
+2.0
合计
校正后
产率/%
灰分%
23.94 13.70 3.32 1.54 1.51 55.99 100
6.07 11.18 24.99 38.57 51.59 77.46 48.56
浮物累计
产率/%
样品表面电性
表面电性质是颗粒的重要性质之一。颗粒表面ζ-电位的大小 、正负电性对其在煤泥水中的存在形式、聚集状态、运动特征以 及沉降特性等均有显著影响，甚至起着决定性的作用。
悬浮液呈中性(pH≈7) 时 ，各样品的表面电位：
底 板:ζ-电位=-23.22mV 软 煤:ζ-电位=-13.54mV 夹 矸:ζ-电位=-24.47mV
2. 15#煤的可选性研究
经屯兰选煤厂、介休选煤厂等多 家单位的使用，日臻完善。
具有强大的计算功能，可满足生 产大样、月综合以及产品平衡等 数据的整理计算需要;
具有良好绘图功能，可绘制平滑 规范的分配曲线和可选性曲线；
灵活的重选流程优化功能，实现 对跳汰、重介，粗精煤再选等过 程的优化计算；随时提供流程、
CaO 0.22 0.50
SO3 4.61 5.29
P2O5 0.03 0.02
烧失 16.71 18.73
XRD谱图显示：15#矸石样品中主要含有石英、高岭石、黄铁矿以及碳酸 钙等矿物质。其中，高岭石属粘土类矿物，遇水极易泥化，影响煤泥水的粒 度组成和粘度等指标，其含量高时将有可能恶化煤泥水系统的运行效果。
入选原煤量小于1×104t/d时，煤泥水系统工作正常，二段浓缩机入料 浓度小于70g/L，溢流为清水，底流浓度250~350g/L，对后续压滤环 节有利。
入选原煤量为1~1.2×104t/d时，二段浓缩机入料浓度升至80~90g/L， 通过药剂制度的调整仍可保证系统正常运行；但此时压滤机处理能力 显现不足，为使煤泥及时从系统中排出，现场将压滤机工作循环时间 由1.5h缩至1h，工人劳动强度严重增加。
15#煤整体呈现特高灰、高硫和高矸特征。硫分中主要是以黄铁矿形 式存在的无机硫，但有机硫含量接近1%，洗选后的精煤需与其它低 硫精煤进行配煤。
各粒级原煤中，+2.0g/cm3密度级的含量均比较大，且灰分高，说明 矸石较纯，分选时将其除去即可使精煤灰分满足要求；可选性等级为 易选。
选煤厂生产用水的pH值和硬度等对煤泥沉降较为有利。 15#煤层的底板矸石中含有高岭石矿物成分，遇水容易泥化，其含量
凤凰山矿净化后的矿井水pH值为7.92，浓缩机溢流水的 pH值为7.75，均呈弱碱性，符合煤泥水沉降条件；
凤属mg凰硬/L山水，矿；属净浓极化缩硬矿机水井溢；水流总水硬总度硬度(以(C以aCCaOC3O计3)计为)3达351.0321
mg/L， mg/L
总体来讲，凤凰山矿选煤厂的水质对煤泥颗粒沉降有利。
增多时将恶化煤泥水系统运行效果，可采用絮凝剂与凝聚剂联合使用 。实验室最佳药剂组合及用量为：
聚丙烯酰胺 60g/t + 水镁石或聚合氯化铝 600 g/t。 工业生产条件与实验室试验条件有很大差别，药剂用量与添加方式等
还需通过工业试验具体确定。
7. 工业试验结果
跳汰分选
块精煤灰分≤13.5%时，理论 精煤产率为58.40%，实际生 产的块精煤产率为57.48%， 数量效率为98.42%；
当要求Aj≤13.5%时 块煤跳汰的实际精煤产率为42.69%，精煤灰分13.22%
，理论精煤产率47.69%，数量效率89.52%。 末煤跳汰的实际精煤产率53.84%，精煤灰分13.39%，
理论精煤产率59.68%，数量效率90.21%。
当要求Aj≤16.0%时 块煤跳汰的实际精煤产率45.00%，精煤灰分15.56%，理论精煤产
灰分%
23.94 37.64 40.96 42.5 44.01 100
6.07 7.93 9.31 10.37 11.79 48.56
密度级
校正后
浮物累计
15#
g/cm3
产率/%
灰分%
产率/%
灰分%
末
煤
-1.5
38.95
5.44
38.95
5.44
浮
1.5-1.6
8.52
14.34
47.47
7.04
率51.31%，数量效率87.70 %； 末煤跳汰的实际精煤产率56.57%，精煤灰分15.66%，理论精煤产