从高硫煤矸石中提取硫铁矿的试验研究

苏靖程;徐波;李凌月

【摘 要】通过对西南地区有代表性的煤矸石样品进行破碎分级及浮沉试验，确定25 mm为最佳破碎粒级；根据浮沉试验数据，预测当分选密度大于2�78 g／cm3时，理论上可以获得硫品位在30％以上的硫铁矿。 【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》 【年(卷),期】2016(000)007 【总页数】3页(P74-75,78)

【关键词】煤矸石;硫铁矿;破碎;分级;浮沉试验 【作 者】苏靖程;徐波;李凌月

【作者单位】中国华电集团科学技术研究总院，北京 100160;中国华电集团科学技术研究总院，北京 100160;中国华电集团科学技术研究总院，北京 100160 【正文语种】中 文 【中图分类】TD945.9

煤矸石是我国排放量较大的工业废弃物。高效合理的煤矸石综合利用技术，可以有效利用煤矸石热值，回收煤矸石中的有价值成分，减少煤矸石堆积造成的土地资源占用、环境污染、资源浪费及矸石山自燃等危害［1-3］。因此，研发及推进煤矸石综合利用技术有利于发展循环经济，提高资源利用效率，实现经济效益、社会效益和环境效益的有机统一。

我国西南地区煤矸石硫分较高，大量煤矸石处于堆弃状态，既造成了资源浪费，又

带来了严重的环境污染［4-5］。目前国家高度重视煤矸石综合利用问题，并于2015年3月1日起施行 《煤矸石综合利用管理办法（2014年修订版）》，因此，急需加强煤矸石综合利用相关技术的研究，以此来促进煤矸石综合利用产业的发展［6-7］。笔者对西南地区具有代表性的贵州渝能矿业有限责任公司桐梓县官仓煤矿（简称渝能官仓）混样煤矸石进行了筛分、破碎、高密度浮沉实验及相关的煤质检测，考察该地区高硫煤矸石的可选性，以便为煤矸石的综合利用提供切合实际的有效途径。

渝能官仓煤矸石煤质指标及形态硫分析结果见表1、表2。通过分析可知煤矸石的硫分较高，达到13.%，并且煤矸石中的硫以无机硫为主，无机硫含量高达94.43%，说明可以按密度分选提取其中的有用硫分。

按25 mm、13 mm、8 mm的粒度分别对煤矸石进行破碎实验，并对煤矸石原样及各破碎级矸石样进行筛分实验，实验结果见表3。

分别对各破碎级煤矸石样品进行密度为2.8 g/cm3的高密度浮沉试验，并检测浮沉产物的煤质指标，实验结果见表4。从表中可以看出，25 mm破碎级中大于 2.80 g/cm3产物的产率为21.30%，硫分为37.03%；13 mm破碎级中大于2.80 g/cm3产物的产率为 19.50%，硫分为36.98%；8 mm破碎级中大于2.80 g/cm3产物的产率为22.31%，硫分为35.91%。3种破碎级中大于2.80 g/cm3产物的产率及硫分都比较接近，说明理论分选效果差距不大。在浮沉产物产率及煤质指标接近的情况下，较大的入料粒度可以减少破碎能耗，改善分选环境，提高分选精度，因此将25 mm选定为最佳破碎粒级。

对25 mm破碎粒级进行了系统的高密度浮沉实验，并检测浮沉产物的煤质指标，实验结果见表5。根据实验结果，绘制了渝能官仓煤矸石的可选性曲线，见图1。因取样具有一定的随机性，本次实验大于2.80 g/cm3产物的产率和硫分同前次实验有一定差距，但在可控范围内。通过可选性曲线可知，当选后煤矸石样品硫分为

30%时，理论分选密度为2.78 g/cm3，理论产率为23%，此时的临近密度物含量为25%，可选性为较难选，这说明当分选密度大于2.78 g/cm3时，理论上可以获得硫品位在30%以上的硫铁矿。大宗商品硫铁矿含量为35%、40%和45%，30%硫铁矿目前暂无市场定价，但是30%硫铁矿已经能满足烟气回收制酸工艺条件，可以作为制酸的原料［8］。

目前，南桐选煤厂的自生介质重介选硫设备已经能够实现从煤矸石中提取硫铁矿［9］，并且陈家军等人研究的高分选密度两产品旋流器可以实现1.8 g/cm3以上高密度物的分选［10］。湖北宜昌绿陵化工有限公司选矿厂应用计算流体力学研制出的高密度分选磷矿重介质旋流器，成功实现对泥晶磷灰石的分选，分选密度2.80 g/cm3。这些技术对高密度分选煤矸石提供了借鉴［11］。

（1）西南地区混样煤矸石含硫量较高，且以无机硫为主，可以通过按密度分选的方法提取其中硫铁矿。

（2）25 mm、13 mm、8 mm 3种破碎级浮沉产物的产率及硫分接近，较大入料粒度可以减少破碎能耗，提高分选精度，因此最佳破碎粒级为25 mm。 （3）该煤矸石可选性为较难选，当分选密度大于2.78 g/cm3时，理论上可以获得硫品位在30%以上的硫铁矿。

【相关文献】

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［4］何玲芳.六枝某高硫煤矸石中有害元素的赋存状态、释放规律及环境污染预测的研究［D］.贵阳：贵州大学，2008.

［5］杨 越.我国煤矸石堆存现状及其大宗量综合利用途径［J］.中国资源综合利用，2014（6）：18-22.

［6］郭彦霞，张圆圆，程芳琴.煤矸石综合利用的产业化及其展望［J］.化工学报，2014（7）：2443-2453.

［7］马俊清.煤矸石综合利用管理办法［J］.砖瓦，2015 （2）：4-6.

［8］张 跃，唐明林，扬守明，等.我国硫铁矿资源开发利用现状和进展［J］.硅酸盐通报，2013（5）：5-7.

［9］刘建朝.南桐选煤厂自生介质重介选硫探索［J］.矿业安全与环保，2014（6）：93-97. ［10］陈家军，齐正义，张 雷，等.高分选密度两产品旋流器试验研究［J］.煤炭工程，2015，47（2）：106-108.

［11］钱爱军.高密度分选磷矿重介质旋流器的研究与应用［C］.中国矿业科技文汇-2014.