神府煤制水煤浆的研究

第31卷第7期煤炭科学技术2003年7月神府煤制水煤浆的研究祁威,舒新前2,王祖讷,朱书全2,傅晓恒1.神华集团有限责任公司神东煤炭公司煤质处,陕西神木719315;2,中国矿业大学北京校区化学与环境工程学院,北京100083)摘要∶选择神府矿区柠条塔煤中旳镜煤、亮煤和暗煤进行了制水煤浆试验。结果表明,当样品中镜质组和惰质组的比例为65%~75%:35%~25%时,制得的水煤浆的浓度较高、黏度较低。关键词:神府煤;煤岩组分;水煤浆中图分类号:TQ530文献标识码:A文章编号:0253-2336(2003)07-0034-02Research on coal water mixture prepared with Shenfu coaQI Wei, SHU Xin-qian", WANG Zu-na, ZHU Shu-quan", FU Xiao-heng(1. Coal Qaulity Department, Shendong Company Shenhua Group Corp. Ltd., Shenmu 719315, China2. School of Chemical and Environment Engineering, Beijing Campus, China University of Mining and Technology, Beiing 100083, China)Abstract: The paper had a coal water mixture test with vitrain coal bright coal and dull coal from Ningtiaota coal in Shenfu mining areaThe test results showed that when the vitrinite and inertinite in the sample are individually 65%-75 and 35%-25 % the density ofle coal water mixture prepared will be higher and the viscosity will be lowerKey words Shenfu coal coal petrology component coal water mixture中国自80年代以来,先后组织了科技攻关,柠条塔煤进行了宏观煤岩组分分离,并选择镜煤、分别从中国煤的成浆性能评价、粒度级配、添加剂亮煤和暗煤进行了制水煤浆试验硏究。开发、煤浆应用、精细水煤浆开发等方面进行了煤浆技术的开发与研究12但迄今为止,关于煤岩制浆用煤的煤岩、煤质特征组分组成对煤浆性质的研究仍显不足,许多结论甚实验对取自柠条塔矿的原煤,首先在闭风的条至相互矛盾。件下进行了宏观煤岩组分分离,分出了镜煤为了了解煤岩组分组成对煤浆性能的影响,并(NⅣV)亮煤(NTC)暗煤(NT)和丝炭做好神府煤难制浆的成浆试验,本文选取神府矿区(NTF)各自的煤岩、煤质特征见表1。表1宏观煤岩组分的煤岩、煤质特征宏观煤惰质组稳定组矿物质镜质组半镜质组其它镜质组分丝质体半丝质体其它惰质组分85.671,930.761.3555.390.575.03731.96工业分析元素分析哈氏可磨岩组分指数79.0349.3837.18NTD3.1936.2361.741.15第31卷第7期煤炭科学技术2003年7月由表1可见,所分出的4种宏观煤岩组分中岩组分的显微脆度,结果见表1和表2。镜煤的可镜煤和丝炭中镜质组和惰质组分别达到%6%和磨性指数、相应镜质组的显微脆度较低,而丝炭的94%以上,说明分离纯度较高,可用于进行下一步可曆性指数、相应惰质组的显脆度则较高。的研究。镜煤(富镜质组煤)的水分、挥发分、2.2制浆用煤的磨矿试验氬含量、氧含量、氮含量较高,而丝炭(富惰质磨矿试验在球磨机中进行,首先将颚式破碎机组煤)的灰分、碳含量和硫分相对较高。中粗碎后的镜煤、亮煤和暗煤,置λ球磨机中细磨2制浆用煤的机械性质和磨矿试验22min。然后利用 Malvern mastersize激光粒度测定仪进行了粒度分析,结果见表3。在相同的磨矿条2.1制浆用煤的机械性质件下,富惰质组分的暗煤比较容易破碎,因而细粒为了研究不同显微煤岩组分组成煤的机械性级的含量较高;而富镜质组分的镜煤和亮煤则较难质,分别测定了其各自的可磨性指数和有关显微煤以破碎,粗粒级的含量相对较高。表2不同煤岩组分的显微脆度镜质组丝质体结构无结构镜质体均质镜质体半镜质体半丝质体稳定组火焚丝质体氧化丝质体显微脆度51.045.2537,8454.5861.5481表3不同显微煤岩组分组成的煤的粒度分布参数表4不同煤岩组分组成煤制水煤浆的性能累积分布粒度/μm比表面积最大粒度样品样品浓度剪切率黏度黏度(1/30)/mPas0%NTV10.9851.63122.990.200461.0530954.88817.21709.24NTC20.2160183.44NTV59.8030775.17663.41575.77NTD7.4236.4090.880.2572150.57586030675:5457815501.7762.10301034.98885.77769.746128.70709.23615.533不同煤岩组分组成的煤制水煤浆试验547.35513.91446,013.1制浆试验01406.861204.041044.96将上述3种不同显微煤岩组分组成的煤样,经NTD59.20301102.68943.71球磨机磨矿且过筛后,按相同的粒度级配进行粒度924.01686.32配比。加入2024号添加剂及适量的水,在转速为30725.82621.18539.430~80r/min的条件下,搅拌适当时间制成水煤浆规律则恰好相反。假如不考虑原煤的煤岩组分组3.2性能及讨论成,而仅考虑煤浆黏度随浓度的变化关系,也就是利用NX-11型旋转黏度计,测定了3种样品当煤浆浓度恒定时,其黏度首先随煤中镜质组含量制得的水煤浆的黏度,结果见表4降低和惰质组含量升高而减小,当超过某一比例由表4中数据可看出样品的煤岩组分组成对水时,黏度将随着浓度变化而急剧增大。或者说,当煤浆黏度随浓度变化关系的影响。当样品中镜质组煤中镜质组和惰质组的含量处于一定比例时,制得的含量较高,煤浆浓度较低(如小于60%)时,的水煤浆的黏度最小。事实上,当煤中镜质组和惰随着浆体的浓度增高,其黏度增大的趋势相对较缓质组的含量变化在65%~75%:35%~25%时,制慢;而当浆体的浓度较高时(如大于60%),煤浆得的水煤浆的黏度较低,如图1所示。也就是当煤黏度随浓度升高的增长趋势则比较迅速。反之,当中镜质组和惰质组的比例较为适宜时,方可制得浓煤中镜质组的含量较低时,煤浆黏度随浓度的变化度较高、黏度较低的水煤浆。第31卷第7期煤炭科学技术2003年7月方案Ⅳ、方案Ⅴ都很接近;从技术考虑,方案Ⅳ虽“坑底700m工作线直接推至地表(4煤工作线不然对减小卡车运距上有一定优势,但开采程序较复扩y”具有剥采比小、卡车运距短、生产成本低等杂,生产和管理较困难,可操作性较差;方案Ⅴ与优点,从综合效益看具有一定优势。其它方案相比,由于没有扩大4煤工作线长。因(4)由于选择开采方案与优化开采程序涉及此,仅从矿坑生产成本看是最低的,但年平均推进的因素复杂,此次研究均是初步的,有待于在今后度较大,生产的煤质较差,每年需要在搭配原来低的生产实践中进一步验证和改进硫井工煤的基础上,进一步增加外来低硫煤约300万t才能保证煤质不超限。方案Ⅱ即对4煤底板扩参考文献出200m后,虽剥采比较方案Ⅴ增加了0.21m3/t[I]山西省煤田地质局地质勘探148队.山西省宁武煤田平朔但煤质有所好转,能缓减当前煤质差的缺陷。矿区安家岭露天煤矿安太堡二号勘探区〔精查)地质报告[R]太原:山西省煤田地质局,19934结论[2]山西省煤田地质局地质勘探148队.山西省宁武煤田平朔安家岭露天煤矿安太堡二号勘探区补钻地质报告(1)煤质问题成为影响安家岭露天矿生存和[R]太原:山西省煤田地质局,1993发展的主要问题。为满足市场对商品煤硫分的要3]山西省煤田地质局地质勘探115队.山西省朔州市平朔矿求,除采取井工、端帮配煤措施外,进一步优化矿区安家岭露天煤矿勘探地质报告[R]太原:山西省煤田坑开采方案,合理布置高低硫煤产岀比例是解决该地质矿目前煤质问题的主要途径。[4]煤炭工业部西安设计研究院.平朔安家岭露天煤矿可行性研究报告[R]西安:煤炭工业部西安设计研究院,1994(2)采用灵活的陡帮开采技术,优化工作线[5]煤炭工业部沈阳设计研究院.平朔煤炭工业公司安家岭露长度,尽可能地减小卡车运距,能够有效的降低采天煤矿初步设计[R]沈阳:煤炭工业部沈阳设计研究矿成本,对提高企业的经济效益具有重要意义院,19973)通过对首采区开采规划研究与技术经济的综合分析,认为安家岭露天矿首采区采用方案Ⅱ作者简介:刘爱兰(1966-),女,山西太原人,高级工程即”坑底700m工作线,陡帮推至4煤底再外扩师,现任平朔安家岭露天煤炭有限公司技术部经理200m工作线”,开采程序简单,易于从目前的开收稿日期:2003-02-01;责任编辑:曾康生采方案过渡,具有良好的综合效果。如果井工低硫煤生产能够达到满足配煤需要时,采用方案Ⅴ即上接第35页)的趋势比较缓慢;在较高的浓度时,煤浆黏度随浓惰质组含量/%度升高的增长趋势则比较迅速。当煤中镜质组的含量较低时,煤浆黏度随浓度的变化规律正好相反(2)采用神府煤制水煤浆时,当煤中镜质组和惰质组的含量变化在65%~75%:35%~25%时,制得的水煤浆的黏度较低,而浓度则较高。参考文献镜质组含量/%[I]张荣曾.水煤浆技术[M]北京:科学出版社,1999图1煤浆黏度随煤岩组分组成的变化2] Zhu S Q, Wang Z N. In'Proc. 7 Inter. Symp. Coal SlurryFuels Utili. [C]. New Orleans, 1985结论作者简介威(1967-),女,陕西富平人,高级工程师,现在神华集团有限责仼公司神东煤炭公司煤质处工作。1)制浆用煤的煤岩组分组成直接影响着煤浆黏度随浓度的变化规律,当煤中镜质组的含量较收稿日期:2003-03-01;责任编辑:刘军娥