不同参数对选煤厂磁选机分选效果影响

张志文

（山西省晋神能源有限公司 沙坪洗煤厂，山西 沂州 036500）

0 引 言

煤炭洗选是煤炭利用的中间环节之一，其主要功能是消除原煤中杂质、煤矸石以及硫成分（60%）。通过对原煤的洗选能够降低煤炭燃烧时对环境的污染程度，而且还会增加煤炭的利用率。磁选机为洗选工艺的主要设备，其性能直接决定了磁性介质的回收率，间接降低煤介质的投入成本。此外，磁选机的性能优劣还直接影响尾煤的质量，为实现清洁能源、降低能耗奠定基础[1]。本文着重对影响选煤厂磁选机分选效果的参数进行研究。

1 磁选机概述

磁选机的5大组成部分为槽体、刮板、筒体、轴承座以及机架。其中，磁选机的筒体由不锈钢一体焊接而成，不锈钢的厚度一般为2～3 mm；磁选机的端盖一般为铸铝件，采用对应的不锈钢螺钉与筒体连接，其动力传动路线主要为磁选机电机将其动力通过减速机或无极调速电机传递至圆筒刷辊等部件，将电机的旋转运动传递给圆筒或刷辊。

将待分选的物料从入料口位置供给磁选机的主体。磁选机在自身磁场作用下，待分选物料中的磁性物质被吸附为一个磁团。与此同时，磁团会随着滚筒的旋转方向旋转，物料中不具备磁性的物质在自身重力和离心力的共同作用下通过尾矿口排出。而具备磁性物质精矿经随着滚筒旋转至右侧滚筒半圆后通过精矿出口排出，实现了待分选物质尾款和精矿的分选目的。

2 入料矿物组成对磁选机分选效果的影响

一般的煤泥水中的主要矿物质包括有石英、高岭石以及蒙脱石。从表面上观察，石英石、高岭石以及蒙脱石在形态上存在较大的差异，在分选过程中均以细小的为例混入煤泥水中，对磁选机的分选效果具有一定的影响作用。

当煤泥比表面积较大时在一定程度影响磁选机的分选效果。与此同时，对于同一型号的磁选机而言，待分选物料的煤泥比例较高时，导致部分磁选物质不容易被分离，从而随着尾矿流失，导致增加了磁性物质的损耗。

2.1 试验材料

试验所采用的高岭石由国内某高岭土有限公司提供。该公司所提供的高岭石粒度特征的直径0.048 mm，直径0.071 mm。为进一步掌握高岭石的具体特性，采用扫描电镜对高岭石的SEM和XRD进行分析。经分析可知，本文所采用高岭石分为3中类型，分别为高岭石的1MD系列、多水类型的高岭石以及高岭石的1T系列。本文所研究高岭石的成分相对较纯，且处于多种晶型并存的状态。

试验所采用的蒙脱石由国内某黏土公司提供，类型为钠基高纯度蒙脱石。经对所选蒙脱石的型号进行测试分析可知，蒙脱石的纯度可达98%，且每片蒙脱石的厚度不大于25 mm。

试验所采用石英石由国内某石英砂厂提供，经对所选石英石特性进行测试分析可知，石英石的纯度可达99%。

2.2 试验方法

1号矿浆的主要成分为石英石，其中所含石英石的比例为50、100、150 kg/m3；2号矿浆的主要成分为高岭石，所含高岭石的比例为50、100、150 kg/m3；3号矿浆的主要成分为蒙脱石，所含蒙脱石的比例为50、100、150 kg/m3；。将所配制好的3种分别按1.8 m3/h的速度送入磁选机中，分别对配制好矿浆、精矿以及尾矿中的磁性物质的含量进行测定。

2.3 试验结果分析

2.3.1 石英石含量对磁选机分选效果的影响

本文除了将对不同含量的石英石对磁选机分选效果的影响进行研究外，还研究了将不同含量的石英石分别加入块煤和末煤中对磁选机磁选效果影响特性，试验结果，见表1、表2。

表1 不同含量石英石加入块煤对磁选机分选效果的影响结果Table 1 Effect of different content of quartz adding lump coal on magnetic separator separation results

表2 不同含量石英石加入末煤中对磁选机分选效果的影响结果Table 2 Effect of adding different contents of quartz to end coal on separation efficiency of magnetic separator

由表1、表2可知，随着矿浆中加入石英石的浓度增加，对应末煤和块煤的浓度也在增大。对于末煤和块煤而言，随着石英石浓度的增加，对应精矿中磁性物含量均在减小，但块煤所得精矿中磁性物含量降低的幅度比末煤所得精矿中磁性物含量降低的幅度明显，主要是由块煤矿浆的密度低所导致；对于末煤和块煤而言，随着石英石浓度的增加，对应尾矿中的磁性物含量均在增加，同样块煤所得尾矿中磁性物含量增加的幅度比末煤所得精矿中磁性物含量增加的幅度明显；对于块煤和末煤，随着石英石含量的增加最终磁性物的回收率均在减小。

2.3.2 高岭石含量对磁选机分选效果的影响

本文除了将对不同含量的高岭石对磁选机分选效果的影响进行研究外，还研究了将不同含量的高岭石分别加入块煤和末煤中对磁选机磁选效果影响特性，试验结果见表3、表4。

表3 不同含量高岭石加入块煤对磁选机分选效果的影响结果Table 3 Effect of different content kaolinite adding lump coal on magnetic separator separation results

表4 不同含量高岭石加入末煤中对磁选机分选效果的影响结果Table 4 Effect of different content of kaolinite on magnetic separator separation results

由表3、表4可知，随着矿浆中加入高岭石的浓度增加，对应末煤和块煤的浓度也在增大。对于末煤和块煤而言，随着高岭石浓度的增加，对应精矿中磁性物含量均在减小，而且块煤所得精矿中磁性物含量降低的幅度与末煤所得精矿中磁性物含量降低的幅度相当；对于末煤和块煤而言，随着高岭石浓度的增加对应尾矿中的磁性物含量均在增加，但是，块煤所得尾矿中磁性物含量增加的幅度比末煤所得精矿中磁性物含量增加的幅度明显；对于块煤和末煤，随着高岭石含量的增加最终磁性物的回收率均在减小。

2.3.3 蒙脱石含量对磁选机分选效果的影响

本文除了将对不同含量的蒙脱石对磁选机分选效果的影响进行研究外，还研究了将不同含量的蒙脱石分别加入块煤和末煤中对磁选机磁选效果影响特性，试验结果见表5、表6。

表5 不同含量蒙脱石加入块煤对磁选机分选效果的影响结果Table 5 Effect of different content of montmorillonite adding lump coal on magnetic separator separation results

表6 不同含量蒙脱石加入末煤中对磁选机分选效果的影响结果Table 6 Effect of different contents of montmorillonite on sorting Effect of magnetic separator

由表5、表6可知，随着矿浆中加入蒙脱石的浓度增加，对应末煤和块煤的浓度也在增大。对于末煤和块煤而言，随着蒙脱石浓度的增加对应精矿中磁性物含量均在减小，但是块煤所得精矿中磁性物含量降低的幅度比末煤所得精矿中磁性物含量降低的幅度小；对于末煤和块煤而言，随着蒙脱石浓度的增加对应尾矿中的磁性物含量均在增加，但是，块煤所得尾矿中磁性物含量增加的幅度比末煤所得精矿中磁性物含量增加的幅度明显；对于块煤和末煤，随着蒙脱石含量的增加最终磁性物的回收率均在减小，但是，块煤最终磁性物回收率的降低幅度明显大于末煤最终磁性物回收率的降低幅度。

2.3.4 不同矿物组成对磁选机分选效果的影响

将石英石、蒙脱石以及高岭石分别按照相同的含量混入矿浆中，并对最终的磁性物回收率进行比较。除此之外，还将石英石、蒙脱石以及高岭石按照相同含分别混入块煤和末煤的磁性物回收率进行综合对比分析，所得试验结果如图1～图2所示。

图1 不同含量矿物对块煤磁选机分选效果的影响Fig.1 Effect of minerals with different contents on separation effect of lump coal magnetic separator

图2 不同含量矿物对末煤磁选机分选效果的影响Fig.2 Influence of different contents of minerals on separation effect of magnetic separator for end coal

由图1～图2可知，随着石英石、高岭石以及蒙脱石3种矿物浓度的增加，不论对块煤磁选机还是末煤磁选机，其对应的最终磁性物质的回收率均在降低。明显看出，不论是对块煤磁选机还是对末煤磁选机，高岭石对应的磁性物回收率降低幅度最大，石英石对应的磁性物回收率的降低幅度最小。

此外，3种矿物在块煤磁选机的磁性物质回收率降低幅度大于在末煤磁选机磁性物质回收率的降低幅度。

因此，可以得出高岭石对磁选机分选效果的影响最大，石英石对磁选机分选效果的影响最小。而且，同一矿物对块煤磁选机的影响程度大于对末煤磁选机的影响程度。

3 结 论

（1）当矿浆中只混入石英石时，随着石英石的浓度增加，对应末煤和块煤的浓度也在增大，对应精矿中磁性物含量均在减小；随着石英石浓度的增加，对应尾矿中的磁性物含量均在增加；随着石英石含量的增加，最终磁性物的回收率均在减小。

（2）随着矿浆中加入高岭石的浓度增加，对应末煤和块煤的浓度也在增大。对于末煤和块煤而言，随着高岭石浓度的增加对应精矿中磁性物含量均在减小；随着高岭石浓度的增加对应尾矿中的磁性物含量均在增加；随着高岭石含量的增加最终磁性物的回收率均在减小。

（3）随着矿浆中加入蒙脱石的浓度增加，对应末煤和块煤的浓度也在增大。对于末煤和块煤而言，随着蒙脱石浓度的增加对应精矿中磁性物含量均在减小；随着蒙脱石浓度的增加对应尾矿中的磁性物含量均在增加；随着蒙脱石含量的增加最终磁性物的回收率均在减小，但是，块煤最终磁性物回收率的降低幅度明显大于末煤最终磁性物回收率的降低幅度。

（4）高岭石对磁选机分选效果的影响最大，石英石对磁选机分选效果的影响最小。而且，同一矿物对块煤磁选机的影响程度大于对末煤磁选机的影响程度。