煤炭深度物理脱灰脱硫工艺

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本发明涉及一种煤炭物理方法深度脱灰脱硫选煤工艺.
因为煤炭中无机矿物的嵌布粒度非常细，特别是中国的炼焦煤，用常规的选煤方法很难从中选出灰 分低于6％的低灰精煤，即使有些煤种用分选精度高的重介选可以选出这种低灰精煤，但其精煤产率大 幅度下降，不经济。而要用物理方法选出灰分低于1％的超净煤更是无法实现。另外，不少种类煤炭中 的黄铁矿的嵌布粒度也是非常细的，这种黄铁矿用常规的选煤方法同样难以有效的脱除。
对于个别煤种，当原煤经过超细粉碎后，用油团聚的方法可以选出灰分低于1％的超净煤，但由于 油耗高无法付诸工业生产.美国曾经用戊烷作为油团聚方法的桥联剂，虽然通过回收桥联剂可减少药耗， 但由于潜在爆炸的危险，整个系统必须密封，且用惰性气体保护，分选成本高，其中试线已拆除下马。
用化学方法可以生产灰分低于1％的超净煤，但因需用强酸强碱，成本高且污染环境，也无法应用 于工业生产。
下面结合附图详细说明本发明的深度脱灰脱硫任务的实现方式。对于粒度大于2mm的原料煤(如重 选精煤，重选中煤等)，先经过细碎至小于2mm后给人超细磨机。若原料煤的粒度小于2mm(如浮选精煤， 浮选尾煤和沉淀池煤泥等)可直接给人超细磨机。原料煤在超细磨机中磨碎至其中的有机可燃体和无机 矿物质充分解离，再把磨后的产物用水配成重量浓度为5-10％的煤浆，按每吨原料煤(0.5公斤-10公斤 的量加入经乳化的非极性油，若要选出低硫分的精煤，则要加入黄铁矿抑制剂，为了进一步降低精煤灰 分，要加入分散剂以减轻高灰泥质物对煤粒表面的覆盖，把煤浆给人高剪切率的絮团发生器。在乳化的 非极性油和高剪切搅拌作用下，经解离出的较纯的煤颗粒凭借其天然疏水性，克服煤粒之间的静电斥力 而结成絮团，然后利用常规的泡沫浮选把絮团从高灰尾煤中分选出来。设置若于个精选环节，以满足不 同最终精煤灰分的要求。选出的精煤再用压滤机脱水，为了进一步降低精煤的水分，增加了成型于燥环 节。
该发明的工艺在分选机理上不同于目前的泡沫浮选、油团聚选或选择性絮团分选工艺。常规泡沫浮 选的用药量虽与本工艺接近，但其无法分选经过超细磨后的原料煤。油团聚选是低灰的精煤颗粒在非极 性油的包裹下形成密实的小团粒，而小团粒与高灰尾煤的分离是用筛网过滤。该方法虽然可以分选微细 粒煤，但其用药量高达每吨原料煤20-50公斤，经济上无法接受。选择性絮匪团采用的絮凝剂是高分子 有机物，其形成的絮团比本发明工艺形成的絮团要大且松散的多，故其对高灰尾煤的机械夹带严重，分 选精度低。
本发明为一种深度脱除煤炭中无机矿物的分选工艺，其特征是：首先要把原料煤超细粉碎到煤炭中 有机可燃体与无机矿物充分解离，粉碎后的平均粒度D[4.3]为4μm-100μm。通过加入乳化的非极性油， 非极性油用量为每吨原料煤0.5kg-10kg，并施加高剪切作用，使其中的微细粒低灰精煤形成絮团，再用 常规的泡沫浮选分选出精煤絮团。
本发明的特点在于： 1.  采用了低能耗搅拌磨超细磨碎原料煤，使原料煤中嵌布很细的无机矿物与有机可燃体充分解离。为
选出低灰低硫精煤创造了条件； 2.  利用煤的天然疏水性加上非极性油的强化作用，在高剪切搅拌作用下使低灰低硫的微细粒精煤颗粒
形成絮团。因絮团较细，大大降低非极性油的用量，再加上对非极性油的乳化技术，使非极性油的
用量仅为每吨原料煤0.5-10公斤。同时因为絮团尺寸较小，明显减轻丁絮团对高灰尾煤的机械夹
带，提高了分选精度； 3.  为了进一步减少精煤絮团对高灰尾煤的机械夹带，提高分选精度，可以采用了双向絮团方法，即用
非极性油絮团微细粒精煤颗粒，用电解质或高分子聚合物絮凝或絮团微细粒高灰尾煤颗粒； 4.  充分利用了泡沫浮选分选精度高的特点，把精煤絮团从高灰尾煤中分选出来，并且根据对最终精煤
灰分的要求不同设置了若于个精选环节； 5.  利用压滤机对分诜出的精煤絮团脱水，因为精煤呈絮团状，可以改善其脱水效果，再加上对滤饼成 型热力于燥，能使精煤产品的水分进一步降低，
本发明的工艺对不同几种原料煤的分选结果如表所示，由该分选结果可见，当原料煤的灰分较低时， 可以获得高产率的超净煤，如4、6和7号试验所示。而对于灰分较高的中煤、厂外煤泥和浮选尾煤， 都可选出灰分低于12％的精煤，且精煤产率都在50％以上，也就是说，对于选煤厂这些廉价的产品， 用该工艺，从2吨中煤或尾煤中至少可选出1吨以上符合销售要求的精煤产品。由2号试验可见，该分 选工艺脱硫效果是十分明显的，其硫分由原料煤的2.99％降到精煤的0.51％，脱硫率达83.19％.
        表  物理深度脱灰脱硫工艺对不同煤种的分选效果   试验   编号     煤种           原料煤     精    煤   可燃体回   收率，％    脱硫率     ％    Aad，％  Stad，％   Aad，％  γ，％ Stad，％     1     主焦煤中煤     32.1     11.2   69.8     91.3     2     高硫主焦煤中煤     28.88     2.99     8.96   69.21   0.51     87.61     88.19     3     主焦煤厂外煤泥     39.7     11.6   72.2     90.8     4     无烟煤厂外煤泥     17.1     1.6     3.1   51.8   74.0     61.5     86.5     5     1/3焦煤浮选尾煤     29.72     8.29     8.83     8.87   60.24   63.48   68.05     78.61     82.83     88.40     6     长焰煤块精煤     3.11     1.36     1.42     1.50   73.5   82.3   89.1     74.8     83.7     90.6     7     无烟煤浮选精煤     7.89     0.54     0.74     1.17   44.75   53.59   65.74     48.92     57.75     70.54
本发明可以应用于： 1.  大幅度地降低炼焦精煤的灰分，为生产优质冶金焦和铸造焦提供灰分低于6％，硫分低于1％的优
质精煤产品。为实现这一目的的构思是，首先用常规的重力选预先选出灰分低于6％的低灰精煤，
作为最终低灰精煤产品的一部分。同时排除原煤中的高灰矸石和大颗粒的黄铁矿，其中间物料再用
该工艺分选出灰分低于6％的低灰精煤，再与低灰块精煤合并作为最终低灰精煤产品； 2.  从普通的洗选精煤或低灰原煤中获取高产率的灰分为1.5％-2.0％的超净煤，对个别煤种还可选出灰
分低于1.0％的超纯煤。这些超低灰煤是制备高档活性炭、替代进口的石油焦制造电极、制造作为
填料的碳黑的代用品和其它炭素行业需求的优质原料。用这种超低灰煤还可制备代替重柴油的精细
水煤浆； 3.  处理稀缺煤种(如我国的焦煤和肥煤)选煤厂的煤泥、浮选尾煤和重选中煤。这些劣质煤销售困难，
堆放或作为燃料都严重污染环境。利用该工艺，可以从中选出符合销售要求的精煤，既解决了其堆
放污染环境的问题，又创造了经济效益，节约了稀缺煤炭资源； 4.  利用该工艺选低灰精煤时，其微细中间产物直接制备成水煤浆作为锅炉燃料。而其灰分高达70％的
超细高灰尾煤本身就是一种开发建材的好原料。