選煤中正交試驗(yàn)思想的應(yīng)用

高祥華 路麗娟 徐玲

摘 要：在針對(duì)細(xì)粒煤泥的分選中，浮選法的應(yīng)用效果最佳，而在實(shí)際應(yīng)用中，浮選中捕收劑與起泡劑的用量會(huì)對(duì)浮選效果產(chǎn)生直接影響，而過去在選煤工作中常常會(huì)結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)去判斷藥劑用量，進(jìn)而難以把握選煤效果的最優(yōu)化。鑒于此，文章將通過兩因素三水平正交試驗(yàn)去對(duì)浮選中藥劑用量展開優(yōu)化研究，同時(shí)采用浮選完善指標(biāo)與精煤產(chǎn)出率兩項(xiàng)指標(biāo)去評(píng)斷浮選選煤效果。

關(guān)鍵詞：選煤；正交試驗(yàn)；浮選；藥劑；應(yīng)用

浮選作為當(dāng)前細(xì)粒煤泥的最佳分選方法，在眾多選煤廠中都得到廣泛應(yīng)用，再加上現(xiàn)如今采煤的機(jī)械化發(fā)展，原煤中所含煤泥的量也在逐步提高，浮選也勢必會(huì)得到更為普遍的應(yīng)用。而在浮選應(yīng)用過程中，藥劑用品的消耗量會(huì)對(duì)最終的選煤效果產(chǎn)生直接影響，藥劑用量過少則會(huì)導(dǎo)致選煤效果不明顯，而藥劑用量過多則會(huì)對(duì)后續(xù)的沉降、過濾以及泵送等生產(chǎn)過程造成負(fù)擔(dān)。鑒于過去常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)去確定藥劑用量存在的局限性，文章將應(yīng)用正交試驗(yàn)的思想去探尋浮選藥劑用量的最佳方案。

一、試驗(yàn)部分

（一）準(zhǔn)備試驗(yàn)材料與儀器

開展試驗(yàn)前，可從選煤廠獲取浮選所用的捕收劑、起泡劑以及煤泥樣品（<0.5mm粒級(jí)）等材料。儀器方面則需準(zhǔn)備完善，主要包含：1.5L單槽浮選機(jī)、過濾紙、馬弗爐、天平、微量注射器2只、秒表、制樣機(jī)、烘箱、流量計(jì)、燒杯、臺(tái)秤、量筒等[1]。

（二）試驗(yàn)設(shè)計(jì)與相關(guān)數(shù)據(jù)

在浮選過程中，所使用到的藥劑主要為捕收劑與起泡劑，但由于這兩種藥劑之間可能會(huì)存在交叉影響，因此采取單因素試驗(yàn)無法對(duì)其最優(yōu)化的藥劑用量予以確定，鑒于此筆者將展開正交試驗(yàn)去對(duì)其最佳藥劑用量配給進(jìn)行探究。本次試驗(yàn)則主要將捕收劑與起泡劑列作為正交因素，并且采取兩因素三水平的試驗(yàn)方法，其中正交因素及其對(duì)應(yīng)水平在表1中有所體現(xiàn)。

按照兩因素三水平去設(shè)計(jì)的正交試驗(yàn)表，將試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)一一記錄在對(duì)應(yīng)的表格位置中，最終產(chǎn)生的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為表2所示。

二、結(jié)果討論

（一）浮選完善指標(biāo)

所謂浮選完善指標(biāo)ηwf主要是對(duì)同一原煤的不同選煤條件產(chǎn)生的浮選結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，其指標(biāo)重點(diǎn)再是表示浮選的完善程度，也即是說能夠表達(dá)產(chǎn)品中混雜物的含量程度。浮選完善指標(biāo)的計(jì)算公式主要為：ηwf=γj100-Ay×Ay-AjAy×100，其中公式當(dāng)中的ηwf是浮選完善指標(biāo)；γj表示浮選精煤產(chǎn)出率；Ay表示計(jì)算入料灰分；Aj則表示浮選精煤灰分[2]。

將浮選完善指標(biāo)作為最終評(píng)價(jià)方案的標(biāo)準(zhǔn)，能夠結(jié)合上述試驗(yàn)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，便能夠快速得出每一次試驗(yàn)的浮選完善程度，如表3所示。結(jié)合表3便能夠?qū)Ω饕蛩厮降母∵x完善指標(biāo)總和與平均數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而便可看清各個(gè)因素的極差，最終計(jì)算結(jié)果如表4所示。同時(shí)，從表4中能夠看出，因素A（捕收劑）對(duì)于最終的浮選完善指標(biāo)產(chǎn)生的影響最大，可見最優(yōu)化的藥劑用量配比應(yīng)該為A1B3。

（二）精煤產(chǎn)率

對(duì)使用浮選法進(jìn)行選煤的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，人們更多是關(guān)注最終精煤的產(chǎn)率，因此我們結(jié)合精煤產(chǎn)率對(duì)正交試驗(yàn)的數(shù)據(jù)展開分析，也就顯得極為必要。結(jié)合上文表2中的相關(guān)原始數(shù)據(jù)，能夠得到兩平行試驗(yàn)精煤產(chǎn)率的平均值，計(jì)算出各個(gè)因素與水平的精煤產(chǎn)率總和與平均值，進(jìn)而得出各個(gè)因素的極差，最終計(jì)算出的結(jié)果如表5所示。從表格2中我們能夠清楚得出，對(duì)浮選效果影響最大的依然是A（捕收劑），不過從中得出的最佳藥劑耗量配比為A3B3。

（三）綜合分析

通過上述的數(shù)據(jù)分析我們能夠得出，在不斷增加捕收劑用量的過程中，精煤灰分也會(huì)不斷提升，但是精煤產(chǎn)率的提升卻并不十分明顯，隨著捕收劑的用量逐步增多，最終浮選效果不升反降，因此可得知捕收劑用量不可過多；而隨著起泡劑用量的增多，雖說浮選完善指標(biāo)上升速度較慢，但大體呈上升趨勢，也即表明起泡劑用量可適度增加。

利用浮選完善指標(biāo)對(duì)正交數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可看出A1B3效果最佳，但利用精美產(chǎn)率對(duì)正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，卻顯示A3B3效果最佳。通過綜合分析與考慮，筆者認(rèn)為A2B3藥劑條件下，浮選效果最佳。在投入生產(chǎn)的過程中，為精準(zhǔn)控制精煤產(chǎn)率則可通過控制起泡劑用量予以實(shí)現(xiàn)，而精煤灰分的精準(zhǔn)控制則可通過控制捕收劑用量予以實(shí)現(xiàn)。結(jié)合正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果可得出，每噸干煤泥的最合理藥劑配比為捕收劑0.3kg，起泡劑0.36kg[3]。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著機(jī)械化采煤日益發(fā)展，現(xiàn)如今開采的原煤中的煤泥含量也逐漸升高，采用浮選法開展選煤工作儼然已成為目前選煤廠的首選。文章通過開展正交試驗(yàn)對(duì)浮選中藥劑配比進(jìn)行研究，旨在優(yōu)化浮選工藝、提升浮選效率且降低藥劑耗量，并且提升浮選精煤質(zhì)量、改進(jìn)煤泥水處理效果，進(jìn)而減少對(duì)環(huán)境的污染，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張寸暖.通過正交試驗(yàn)尋求各煤種對(duì)焦炭質(zhì)量的影響[J].第三屆選煤企業(yè)管理論壇，2010.

[2]閆銳敏，吳靜，庾朝富，等.浮選作業(yè)操作因素的正交試驗(yàn)優(yōu)化[J].煤質(zhì)技術(shù)，2014（1）：69-72.

[3]劉蒙栝.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 應(yīng)用正交試驗(yàn) 降低煤泥水分[J].中國科技信息，2011（19）：53.

作者簡介：高祥華（1972-），女，山東曹縣人，大學(xué)，高級(jí)講師，主要從事選煤的教學(xué)培訓(xùn)及研究，其間有多篇論文在國家級(jí)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表；路麗娟（1974-），女，山東汶上人，高級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，主要從事實(shí)訓(xùn)教學(xué)、技能鑒定培訓(xùn)工作；徐玲（1972-），女， 山東蘭陵人，大學(xué)，高級(jí)講師，主要從事教學(xué)培訓(xùn)及研究。