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精细优化回路设计以最大限度地
抑制黄铁矿和加强煤炭市场化

P.Bethell(1)*,B.Watters(1),E.Wolfe(1)
TaggartGlobal,LLC,Canonsburg,PA,USA,[e-mail]
(*correspondingauthor)

摘要

煤炭含硫量是焦煤和动力煤市场流通的重要属性。在这两个市场中，含硫量的降低大大增强了煤炭的价值。美国阿巴拉契亚北部地区某些潜在的炼焦煤硫含量通常在边际(1.1-1.5%)。在许多情况下大部分硫以黄铁矿的形式富集在细粒级中（1毫米x0.045毫米）。传统的粉煤加工流程(螺旋,浮选)往往会产生高硫产品。黄铁矿在浮选系统中通常可浮性良好，生产出高硫精矿泡沫。
能够以较低的密度在1mm×0.25mm的粒级大幅降低硫含量。通过分级和螺旋分选相结合除去高密度黄铁矿，使低硫泡沫精矿得以产生。北阿巴拉契亚最近受委任的使用这种技术的工厂对回路设计和工厂业绩进行了讨论。
同样，在美国伊利诺斯州盆地许多工厂，黄铁矿在粉煤中的含量已经排除了浮选的使用会引起显著产量损失。通过整合类似于先分选出黄铁矿再采用浮选处理去硫粉煤的方法，可生产出能为低硫市场所接受的精矿。再者，浮选产率是通过取出会流到工厂的精煤流中的富集黄铁矿，再进行精细旋流并浮选减少的含硫旋流物以除去这些黄铁矿来保证的。

关键词：降硫，洗精煤，溢流，浮选
1.北阿巴拉契亚山脉工厂
1.1.背景
2011年，在北阿巴拉契亚的一处房产，一个新工厂在建设的早期阶段开发了一个工艺流程。该工艺是针对基坦宁下部煤层未来长壁开采煤矿的精煤设计的。基坦宁下部煤层,有大约32%的干燥挥发性物质,被认为是一个“高挥发性“炼焦煤，在市场价值上具有超过动力煤的相当大的溢价。
原流程将此基坦宁煤炭设想把所有-1毫米精煤与从+1毫米重介质系统中产生的中煤一起配至较低变现的动力市场。原来的工厂设计利用主要的和次要的大块煤重介质容器，以及一级和二级重介质旋流器选洗+1mm的粒级。主要低密度D.M.产品用于炼焦煤市场。
-1毫米原始可选性数据表明,通过对1x0.25毫米粒级进行低密度分离（比重在1.55以下),通过最小化黄铁矿浮选槽入料,-1毫米中很大一部分可以作为焦化产品装运(40美元/吨的高收入)。新流程旨在取得这一低灰和低硫的好产品。1400吨╱小时的工厂投产2012年10月，,现在被称为莱尔矿业。
1.2.原始粉煤工艺流程
-1毫米物料先过脱泥筛，再通过15”分级旋流器，理论上分成+/-150微米。+150微米用于混合旋流和-150微米用于传统浮选。旋流产品是在两段细金属丝筛进行脱泥，筛子的污水通过污水旋流器回路。旋流器溢流将在进入上述提及的传统浮选机而底流是循环回到螺旋精煤筛。
脱泥螺旋产品和浮选精煤用转鼓离心机进行脱水。离心机精煤综合了旋流器/泡沫产品质量为灰分10%和硫分1.60%。这些品质阻止这种物料与粗焦化产品混合(重介质流程)。重介质回路必须在密度接近1.45的条件下操作以获得合意的炼焦质量，灰分近7%，硫分1.1-1.2%。
1.3.原工艺流程上升空间
1.3.1.1毫米x150微米回路
综合矿物可选性数据,特别是1毫米x150微米粒级,显示在1.45-1.55密度级使用逆流分级机(加尔文,2010),产品的硫分与模拟螺旋产品相比可减少约0.1%。除了低硫含量,回路中灰分也会降低到预期的大约2%。二次回路可能合并以回收高灰、高硫的中煤产品。
1.3.2.50微米x0回路
取-150微米的井底煤样进行释放分析，显示产品含硫在2.5%以上(表1)。原煤可选性数据显示,浮选精煤硫分高是由于黄铁矿硫。该煤有机硫通常为0.75%。原煤可选性显示黄铁矿极佳的释放到原料的细粒级中。
表1.浮选释放分析(基坦宁下部)

选煤厂中分级旋流器的仿真建模显示在密度为5.0解离黄铁矿，将成为比煤和岩石更细的粒度D50和D95分别为35和45微米。如果旋流器溢流单独进行浮选,入料和硫含量将会减少。厂内的测试也证实这个仿真。用一堆分级旋流器进行实验，入料类似于莱尔可选性，显示旋流器溢流中硫含量减少。硫从入料的2.28%减少到溢流的1.11%,底流中-150微米粒级含硫5.60%。
因此，此时的理念是使超细黄铁矿的远离炼焦煤浮选回路而在动力煤泡沫回路中。
1.3.3.蒸汽泡沫回路入料
分级旋流器底流中-150微米物料将经过清洗设备和脱泥设备,然后将进入浮选。回顾上述工厂的细微硫含量显示螺旋回路起到一些除硫作用(-150微米物料中硫含量由入料的5.65%降低到产品的2.63%)。然而,这2.63%硫在这个特定的工厂,与莱尔工厂的情况相符,经过脱泥筛和浮选回路会最终导致硫水平升高,或者被丢弃造成煤炭损失。
1.3.4.蒸汽泡沫回路脱硫
对混合分级