【煤炭行业标准(MT)】 煤炭可浮性评定方法

中华人民共和国煤炭行业标准
煤炭可浮性评定方法
1主题内容及适用范围
本标准规定了煤炭可浮性的评定指标和可浮性等级。本标准适用于粒度小于0.5mm的烟煤和无烟煤。2引用标准
GB4757选煤实验室单元浮选试验方法3煤炭可浮性评定指标
MT 259—91
本标准采用灰分符合要求条件下的浮选精煤可燃体回收率作为评定煤炭可浮性的指标。3.1浮选精煤可燃体回收率的计算式如下r.(100 Ad.c)
2×100
式中：E。—浮选精煤可燃体回收率，%；r.
浮选精煤产率，%；
一浮选精煤干基灰分，%，
一浮选入料干基灰分，%。
计算结果取小数点后二位，修约至小数点后一位。3.2浮选精煤产率按GB4757中浮选速度试验结果所绘制的精煤产率-灰分曲线确定。煤炭等级
煤炭可浮性分为极易浮、易浮、中等可浮、难浮和极难浮5个等级。划分范围见下表。可浮性等级
附加说明：
极易浮
80.1~90.0
本标准由煤炭科学研究总院提出。本标准由煤炭科学研究总院唐山分院归口并起草。本标准主要起草人陈爱珠、顾少雄。本标准委托煤科学研究总院唐山分院负责解释。中华人民共和国能源部1992-01-20批准中等可浮
60.1~80.0
40.1~60.0
极难浮
1992-07-01实施
1概述
煤炭：可浮性评定方法
（MT259--91）宣贯说明
（煤炭科学研究总院唐/山分院顾少雄）在煤田勘探、矿井开采、选煤厂设计、选煤厂生产事理以及有关煤炭的科研、教学工作中，人们都十分关心煤炭的可浮性和评价可浮性的方法，以充分的依“据来决定它的开采价值和合理的选择浮选流程，为此原煤炭工业部技术发展局于1987年下达煤炭可浮1生评定方法标准的研究项目，并责成煤炭科学研究总院唐山分院承担。
煤炭的可浮性，即在一定的产品质量要求下，煤炭浮,选的难易程度，它取决于煤的岩相组成和伴生矿物杂质的种类和嵌布特性；煤的煤化程度和密度组成特1生，煤表面的氧化程度以及在浮选过程中所采用的工艺条件等，因此煤炭的可浮性既包含有煤炭本身的浮游特性，同时又受浮选过程中诸多工艺条件的影响，因此制定一种划合实际又能为广大选煤工作者所走受的评定方法，是一个难度较大的研究课题。
经过三年的努力，在广泛收集和消化国内外有关煤炭浮选；性方法；收集和整理大量我国煤炭可浮性资料，采取几十个煤粉（泥）样进行实验室试验后，研究组提出：在浮产选精煤灰分符合要求的条件下，以GB4757-一80《选煤实验室单元，浮选试验方法》中浮选速度试验.所确定的浮选精煤可燃体回收率E。值，作为评定我国煤炭可浮性的标准，并将可浮性划分为极易浮、易浮、中等可浮，难浮和极难浮等五个等级。
1990年9月标准通过了原中国统配煤矿总公司技术发展局且织只的审查，1992年1月原能源部正式发布并从1992年7月1日起实施，1993年获煤炭科技进步三等类。2煤炭可浮性评定标准的阈外现状早在30年代初，国外学者就已经注意并誉手研究有关煤炭可浮性和评价可浮性的方法，并有若干研究成果见于文献报导中，有些在某些矿区实施，这些方法归纳起来大致可分为下列三种类型。2.1用煤炭的工业分析、元素分析结果作为评价煤炭可浮性的依据。学者们于本世纪30年代初就发现，煤中某些元素如.碳、氢、氧、氯等和煤炭的可浮性有着某些联系，如1935年R.Blond首先阐述了不同煤化程度煤的可浮性取决于煤中元紊的含量，指出当碳元素含量为91%时煤的可浮性最好，小于80%时则可浮性急剧变坏；1939年Taiggart则认为煤的可浮性与碳氢含量比值有关，比值增大可浮性变易；1947年Wilkime通过一系列试验结果分析更进一步提出煤的可浮性随煤中碳元素增加而变易的事实。美国华裔学者、宾夕法尼亚大学的S.C沈对煤的可浮性进行了长期的研窕工作，1947年发表文章指出煤中所含的碳、氢、氧、氮等元素以及水分、灰分等的变化是影响煤炭可性的因素，并据此提出煤炭可浮性指标计算式。
式中：F。—可浮性指标；
H、C、S、、N-煤中氢、碳、硫、氧、氮元素的含量，%；W——煤的水分，%；
（1）
、y、之—-与煤的灰分、氧元素含量和水分关的系数。上述学者们提出的种种评价方法，从煤的元素量这个侧面揭示了构成煤的疏水性物质的元素含量高则其自然疏水性好，反之构成煤的亲水性物质的元素含量高则其自然疏水性差的这个基本规律，但忽视了构成煤炭可浮性的其他因素特别是浮选产吕质量要求对可浮性的影响，因此这些方法都有局限性。
2.2根据煤粉（泥）的特性作为评价煤可浮性的存据。有代表性的是原苏联巴拉可夫工程师提出的依据煤粉（泥）中粒级小于0.070mm级的成分和性质评价煤可浮性的方法。
可浮性容易的煤粉（泥）：一0.070mm级产率小于40%，构戒细粒级的是难于粉碎的碳质成分，黄铁矿含量不大；
可浮性难的煤粉（泥）：一0:070mm级产率于60%，组成细粒级的是难于粉碎的砂质成分，黄铁矿含量较多；
可浮性很难的煤粉（泥）：0.070mm级产率大于60%组成细粒级的是容易粉碎或解离的粘土淤泥质，有大量的黄铁矿硫。
美国华商学者S.C沈曾著文提出一种以所里兰卡石墨的可浮性为标准，计算煤和其他碳氢矿物的可浮性系数，计算表明，低挥发分烟煤比高挥发分烟煤的可浮性要容易；镜煤、亮煤则比暗煤和丝炭具有更容易的可浮性，而褐煤和碳质页岩的可浮生最差。2.3根据实验室浮选试验结果作为评定煤炭可浮性的依据。本世纪40年代以后，学者们酱遍认为应以实验室的浮选试验结果作为评价可浮性的依据，因为它不但综合了煤炭本身的浮游特性和浮选过程中的各种工艺条件的影响，而且它更接近于生产实际具有较好的现实性。下面介绍几种较有影响自评价方法。2.3.1变动系数法
变动系数法是原苏联叶列雅舍维奇和科依巴士工程师研究并建议在顿巴斯煤田作为评价煤的可浮性的方法。
变动系数V是实验室浮选速度试验各级浮选产品灰分的平均平方差和加权平均灰分α的比值。=100%
式中：α-——加权平均灰分，%，r——-—各级浮选产品的产率，%，入—一各级浮选产品的灰分，%。表1是叶列雅舍维奇等建议作为评价顿巴斯煤炭可浮性的V值。表 1变动系数与可浮性难易等级可浮性等级
变动系数V,%
136~172
2.3.2浮选精煤可燃体回收率法
较易浮
125~136
中等可浮
116~125
80～116
（3）
浮选精煤可燃体回收率法是原苏联较为广泛采用的一种评价可浮性的方法，它是以实验室浮选试验结果计算在精煤灰分符合要求时的可燃体回收率E值作为评价指标。r(100—A)
100--A
式中：rj—-浮选精煤产率，%；632
（4）
A---浮选精煤灰分，%
A,一. 一浮选人料灰分,%。
表2是原苏联使用的E,值与煤的可浮性等级。表2E;值与可浮性等级
可浮性等级
2.3.3中煤产率法
中等可浮
中煤产率法是国外采用的一种评价煤的可浮性的方法，它依据实验室浮选试验结果所绘制的可浮性曲线，然后根据浮选精煤、尾煤的灰分要求确定中煤产率。表3是原苏联文献建议的以中煤产率作为评价煤的可浮性难易等级的方法。表3浮选中煤产率与可浮性等级
可浮性等级
中煤产率，%
2.3.4可浮性系数法
最易浮
中等可浮
20～35
很难浮
1980年波兰学者J.SabLik著文论述煤炭可浮性概念及度量方法，并建议用可浮性系数FMw来评价煤炭的可浮性（见表4）。
式中：FMW—一煤炭可浮性系数；A-浮选精煤中研石的灰分，一般可取A870%;AK—浮选精煤灰分，%;
A——浮选精煤中一1.350密度级灰分，%。表4FmW与可浮性等级
可浮性等级
2.3.5分选效率法
很容易
（5）
1987年美国犹他州立大学的学者P.MbodiLy将浮选速度与分选效率结合起来，提出用新概念Ek值作为评价煤炭可浮性的方法。Ex-E(1+K)
P.MbodiLy对美国犹他州各矿煤粉进行了试验后建议表5所列作为评价煤的可浮性等级。表5Ek值与可浮性等级
可浮性等级
极易浮
中等可浮
（6）
除此以外国外学者也提出过一些其他评价煤的可浮性的方法，如Broby等分别提出用煤的接触角、哈里蒙德单泡管试验以及浮选时间等，由于这些方法局限性较大又缺乏实用意义，不再赞述。633
3煤炭可浮性评定方法的国内现状我国对煤炭可浮性及评价方法的研究始于本世纪50年代，在对我国各煤田进行了大量可浮性试验的基础上，我国选煤工作者陆续提出了一些以煤的浮选试验结果为依据的评价我国煤炭可浮性的建议。3.1浮选性分类指标Q值
1959年原地质部矿物原料研究所林斯栋在《燃料学报》上发表了题为“中国煤炭可浮性分类指标的研究”的文章。
林氏利用煤在重液中分离所得的理论指标与煤的浮选试验结果的比较关系探讨了煤的可浮性分类，结果表明煤的可浮性取决于浮选效率接近于重液分离指标的程度，并由此导出了表征煤炭可浮性分类指标Q值的计算式。
Q-(E'--W')--(E--W)
式中：w'
—1.50密度分选的理论浮煤产率，%，E—1.50密度分选的理论浮煤可燃体回收率，%，W-—浮选精煤产率，%
E—浮选精煤可燃体回收率，%。表6是林氏建议的浮选性分类指标Q值与可浮性难易等级。表6Q值与可浮性等级
可浮性等级
3.2浮选精煤可燃体回收率Ec值法中等可浮
1~～2
较难浮
1956年作者在从事煤炭可浮性研究工作中，就试用以实验室浮选速度试验（又称鉴定试验)的浮选精煤可燃体回收率为主要指标，浮选中煤量为参考指标来评价我国煤的可浮性，1960年在《燃料学报》上撰文正式提出了上述建议。
作为评价煤炭可浮性的Ec值，应该是在精煤灰分合乎要求条件下加以确定，如果用浮选法不能选出灰分合乎要求的精煤，则应该认为这种煤的可浮性极难，甚至是且前条件下无法浮选的。表7是作者建议作为评价我国煤炭可浮性的方法。表7煤炭可浮性分类指标
可浮性分类
易浮选
中等可浮
最难浮
3.3简化变动系数法
中煤量(参考),%
浮选流程
复杂流程
1978年原唐山某炭研究所梁宝臻等同志认为用变动系数评价可浮性其物理意义比较明确可以用它作为评价我国煤炭：可浮性指标，但由于变动系数V的计算对原始数据要求较高，计算也较复杂，因此他建议将变动系数计算式简化为式8。V
A'+·A-A2
式中：V。简化变动系数，%；
浮选精煤产率，%；
A—-·浮选精煤灰分，%；
Aw—一浮选尾煤灰分，%；
r。—浮选尾煤产率,%;
—人料灰分,%。
梁氏对我国一些煤炭可浮性资料进行综合分析后，提出表8简化变动系数V值与可浮性等级的建议。
简化变动系数与煤炭可浮性等级可浮性等级
3.4可浮性指标T值法
较易浮
70~~60bzxZ.net
中等可浮
较复架
较复杂
很难浮
云南省地质实验室黄相银于1978年提出，煤炭可浮性主要取决于煤的煤化程度、岩相组成、密度和粒度组成以及矿物杂质的组成、嵌布特性等一系列因素，同时在浮选过程中还要受到多种工艺因素的影响，而浮选最终的目的是要获得最大产率的优质精煤，因此用精煤可燃体回收率和精煤灰分的比值T能较完整反映煤炭可浮性难易程度。E
式中：T—可浮性指标;
E浮选精煤可燃体回收率，%，
A;-浮选精煤灰分,%。
黄氏建议用表9所列作为评价我国煤炭可浮性的指标。表9可浮性指标与可浮性等级
可浮性等级
3.5可浮性系数F值法
中等可浮
很难浮
（9）
1980年开深矿务局边庭芳通过对国内外提出的各种可浮性评价方法和煤炭各密度级产率在浮选产品中的分配的分析，认为煤在浮选过程中主要按表面物理化学性质不同进行分选，因此与煤的密度组成有关，即浮选人料中一1.50密度级物料90%以上在浮选精煤产品中，十1.80密度级有80%以上转人尾煤产品，因此1.50～1.80密度级区间的含量越小，精煤产率则越高、灰分也越低，即表示煤的可浮性容易。
边氏还认为煤的可浮性表现在精煤的质量和产率，而精煤可燃体回收率则是这两者的综合结果，因此他建议用精煤可燃体回收率E；与人料中1.50~1.80密度级产率的比值F来作为评价煤炭可浮性难易的指标
F-E,/Z
式中：F~可浮性系数，
E,—-精煤可燃体回收率，%；
Z-—人料中1.501.80密度区间产率，%。边氏建议用表10所列作为评价我国煤炭可浮性难易的指标。(10)
可浮性等级
表10可浮性系数与煤炭可浮性等级浮
3.6人料与精煤灰分差值法
中等可浮
15～7
极难浮
1989年中国矿业大学压亚莉提出用浮选人料与精煤灰分的差值（A,--A）作为评价可浮性的依据，她认为浮选的目的就是降低精煤灰分，因此在浮选中要求精煤灰分越低其可浮性越难，随着精煤灰分增高其可浮性逐渐变易，压氏提出的评价指标与可浮性等级建议列于表11。表11人料与精煤灰分差值与可浮性等级可浮性等级
A,—A,
应达到的可燃体回收率%
4煤炭可浮性评价方法的分析
中等可浮
6～10
<90>80
<80>70
很难浮
几乎不能选
纵观国内外学者们提出的多种评价煤炭可浮性的方法以及作者长期从事煤炭浮选研究的工作实践，确认应根据实验室浮选试验结果作为评价煤炭可浮性的依据，因为它接近生产实践具有更好的现实性，特别是国内提出的种种评价方法都是以我国煤炭可浮性资料为研究依据更适应我国煤炭浮选的实际。
4.1直观分析
从全国随机取39份可浮性试验资料，用国内提出的六种评价方法进行计算，结果表明：4.1.139份资料中用E值法评价有11份的可浮性为易浮选，除Q、A一A值法以外的其他三种评价方法大多数评价均为易浮式较易浮，说明E、V、F和T评价方法在评价易浮选煤时结论是基本一致的。
4.1.2用E;值法评价结果有11份的可浮性属难浮、4份属很（最)难浮，除A,一A;值法以外的其余四种评价方法大部分均评价为难浮或很（最）难浮，其中E值法评价为最难浮的其余4种方法均一致评价为难浮或很(最)难浮，说明这五种方法在评价难浮选煤时有较好的一致性。4.1.3用F、T值法评价的39份资料中分别有13个和15份鹰很（最）难浮，占总资料份数的33.3%和38.5%，分析这些资料其中不乏有不属很难浮的，究其原因是这些资料精煤灰分或入料中1.50～1.80密度区间产率所造成的。
分析T值法发现，设E；值达到极限值100%，如精煤灰分要求大于10.0%则T值必然小于10，即用T值法评价就根本不存在易浮的可能性。同理精煤灰分等于或大于12.5%时就根本不存在易浮或中等可浮的可能。我国目前各选煤厂的浮选精煤灰分按牌号、用户要求、最大精煤产率或最高经济效益原则确定，大部分均高于10%，如果用T值法评价则大部分将被排除在易浮选之外。同理当人料中1.50~1.80密度区间产率大于6.7%、14.3%时，则用F值评价可浮性也就分别不存在易浮和中等可浮性的可能。
4.1.4用Q值评价结果表明，只有3份资料属易浮选煤，而有占总量64.1%的25份资料属较难和难浮选，而且评价结果多数与通常可浮性难易概念相违。由于Q值是实际浮选分选精度接近于重液分离分选精度的程度，因此Q值主要是表征浮选工艺效果的-一种方法，这一点我们只要将式（7)简化后即可明显看出Q-(E'-W')_-(E--W)
(A,-A）
(100-A,）
=nwf· A,—nwr ·Ay
式中A,、A,可以认为是相同的，因此Q值实际上是表示一种煤用重液分选工艺和用浮选分选工艺的分选完善程度的差别（MT180-88《选煤厂浮选工艺效果评定方法》标准中浮选完善指标7）。众所周知，浮选法由于受多种因素影响在目前技术条件下是一种分选精度不很高的分选方法，而重液分离则是-一种理想的分选工艺，这就是用Q值评价有占总数64.1%的25份资料均属较难或难浮选的原因。
4.1.5用A,~A值法评价结果没有显示比较明显的规律，甚至对用其他五种方法评价结果都一致时用A,一A值评价结果也参差不-~。原因是显而易见的，人料灰分和精煤灰分相同、人料灰分和精煤灰分不相同但其差值相同，由于其岩相组成、矿物杂质的种类和嵌布特性、密度组成不同等原因，其可浮性必然是有差别的。
4.2数理统计分析
煤炭的分选效果与可选性（可浮性）是既有密切关系又是两个不同的概念，在正常情况下可选（浮）性难易相应其分选工艺效果差和好，因此国内外研究工作者常常利用这两者的相关性来衡量一种可选（浮）性评价方法的正确程度，作者在全国各地采取了40个煤粉（泥）试样按GB4757一84《选煤实验室单元浮选试验方法》和MT144--86《选煤实验室分步释放浮选试验方法》进行了系统试验，并将其试验结果进行了表征浮选工艺效果的浮选精煤数量指数（MT180—88选煤厂浮选工艺效果评定方法》标准）与六种可浮性评价方法的相关性检验，结果列于表12。表12六种评价方法与的相关分析评价方法
相关性质
相关系数
回归方程
正相关
正相关
负相关
正相关
正相关
1.09E,+16.150.65V.+40.551.68Q+83.160.32F+56.530.18T+41.18A,—A
负相关
表12结果表明六种评价方法中，E，值与表征浮选工艺效果的浮选精煤数量指数的相关性最好，相关系数达到0.909，从散点图上（图1)也完全可以直观地看到40个煤粉（泥）试验结果点离散程度最小。除E,值以外相关系数依次为V（+0.786)、T（+0.746)Q和F（-0.625和+0.625)，而以A,-A值为最小（一0.394），由于本项相关系数取值n=40当自由度n-2=38,α—1%时，ro.01临界值为0.403，说明除A,一A;值法外其余五种评价方法与均有明显的相关性。为了验证上述数理统计分析的结论，作者又随机从全国数百份可浮性资料中抽取40计算浮选精煤与灰分相同时浮沉试验浮煤产率百分比值7%与E;、Q、V。、T和F值的相关性，结果列于表13。表13(%)与五种评价方法的相关性分析评价方法
相关性质
相关系数
正相关
正相关
负相关
正相关
正相关
可见五种评价方法与%）都具显著相关性，特别是E的相关系数高达0.917，从而进一步验证了在目前情况下，用浮选精煤可燃体回收率E，值评价煤炭可浮性的依据的正确和合理。作为旁证，作者引据了我国在制订《中国煤炭可选性评定方法》标准(MT 56---81)时，分析各种评定方法与精煤数量效率的相关关系，在分选密度为1.40～1.60区间内，按理论分选密度计算士0.1含量法的相关系数为—0.608～（—0.902），综合值为0.863，中间煤含量法为0.307（—0.828)综合值为--0.684；综合可选性指数法为-0.412~～（0.825)综合值为-0.759,轻中比值法为0.717～0.605综合值为0.518；H值法为0.607~~0.899综合值为0.861，邻污法为-0.855～（-0.950）综合值0.900。
据此标准研究组认为，在浮选精煤灰分符合要求的条件下，用浮选精煤可燃体回收率（以637
GB4757-—84《选煤实验室单元浮选试验方法》中浮选速度试验结果为准）作为评价我国煤炭可浮性的指标是完全可行的。
5《煤炭可浮性评定方法》标准（MT259—91）根据上述讨论和分析，研究组起草了行业标准《煤炭可浮性评定方法》，1990年通过了原中国统配煤矿总公司技术发展局组织的审查，专家们认为：“标准起草者做了大量工作，收集和分析本世纪30年代以来国内外主要评价煤炭可浮性的方法和建议；收集和整理了我国300多份可浮性资料；进行了数十个煤粉（泥）的可浮性实验并对数据进行了数理统计分析，因此所提出的评定方法论证充分，较好的体现了标准的科学性、先进性和实用性。标准的制订使我国有关煤粉（泥)浮选的标准形成系列，填补了空白”。1992年1月原能源部正式颁布并从1992年7月1日起实施。标准规定：采用在精煤灰分符合要求下，由GB4757--84《选煤实验室单元浮选试验方法》中的浮选速度试验所确定的精煤可燃体回收率，作为评定我国煤炭可浮性的指标。浮选精煤可燃体回收率E。的计算式如下：E,-(10-A ×100
式中:r.--—浮选精煤产率,% ;
A. 浮选精煤灰分,%
Ad-\——浮选原煤灰分，%。
考虑到为了与MT56--81《中国煤炭可选性评定方法》相一致。便于使用，标准规定中国煤炭可浮性也划分为极易浮、易浮、中等可浮、难浮和极难浮等五个等级。根据现有几百行可浮性资料的分析，标准还规定把E。值90.0%、80.0%、60.0%和40.0%作为可浮性等级的界限，如表14所示。表14可浮性等级与E。值界限
可浮性等级
被易浮
表15是用E。值评定可浮性的例证。易
80.1～90.0
中等可浮
60.1~80.0
表15可浮性评定例证
煤粉(泥）
6评定方法实例
煤，%
尾煤，%
40.1~60.0
原煤灰分，
极难浮
可浮性等级
极易浮
中等可浮
极难浮
某煤泥按GB4757—84《选煤实验室单元浮选试验方法》标准进行的浮选速度试验结果如表16，据此绘制可浮性曲线（图1)，当要求精煤灰分为8.0%、10%和12%时，从图1精煤产率曲线上确定产率分别为45.0、73.0和83.5%，按计算式（12)计算E。值分别为52.9%、83.9%和93.8%，按表14应分别属难浮、易浮和极易浮。
煤样名称：×× ××
药剂名称煤油、二号油
转速：1800r/min
浮选产品
第一糖煤
第二精煤
第三精煤
第四精煤
第五精煤
浮选时间，min
1.5 1.0 0.5
405060
灰分、%
图1可浮性曲线
表16浮选速度试验记录
煤样粒度:0.5~0mm
捕收剂单位消耗量;800g/t
充气量：0.25m/m2min
率，%
分，%
浮选机容积：1.5L
起泡剂单位消耗量：104g/t
浓度：100g/L
累计产率,%
平均灰分,%
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