4. 配比优化的目标与评价指标
在煤泥浮选捕收剂与起泡剂的配比优化中，最容易出现的偏差是“只盯一个指标”。例如只追求精煤产率，把起泡剂加得很足，泡沫大量上浮，产率数字好看，但灰分随之升高，精煤质量不合格；反过来只压低灰分，捕收剂不足、泡沫层过薄，可燃体大量损失在尾煤里，经济效益同样受损。因此配比优化必须建立一套相互制约、能够同时反映“收得多少、收得干不干净、可燃体回收了多少、分选过程本身是否高效”的评价体系。本节围绕精煤产率、灰分、可燃体回收率和浮选完善指标四个核心指标，说明它们的定义、计算方式、相互关系和在实际配比试验中的判读方法。
一、四个核心指标的定义与计算
设入浮煤泥质量为 Mf、灰分为 Af，精煤质量为 Mc、灰分为 Ac，尾煤质量为 Mt、灰分为 At。以下计算均以干基质量为准，灰分以百分数代入。
精煤产率 γc = Mc / Mf × 100%，反映配比方案下泡沫产品“抓取”物料的能力，是捕收剂用量的直接体现。产率过高往往意味着夹带增加。
精煤灰分 Ac 是产品质量指标，直接决定精煤能否满足用户要求。它受捕收剂选择性、起泡剂泡沫层厚度与二次富集效果共同影响。
可燃体回收率 ε = [Mc(100 − Ac)] / [Mf(100 − Af)] × 100%，表示原料中可燃体被回收到精煤中的比例。它比产率更能反映“有效成分”的回收程度，是评价捕收剂捕收能力的核心指标。
浮选完善指标 η = ε × (100 − Ac) / (100 − Af) × 100%（亦有按 γc 与灰分差形式表达的变体，工程中应统一采用同一公式以便横向比较）。该指标同时包含回收率与灰分两个维度，数值越高说明“既收得多又收得干净”，是配比优劣的综合判据。
二、指标之间的制约关系
四个指标并非彼此独立，而是通过捕收剂与起泡剂的配比形成一组此消彼长的关系。捕收剂提高煤粒表面疏水性，使更多可燃体具备上浮条件，可燃体回收率上升；但捕收剂过量会使细粒脉石表面也被药剂覆盖，选择性下降，灰分升高。起泡剂决定泡沫的数量、大小与稳定性，泡沫层厚、寿命长有利于二次富集、降低灰分，但起泡剂过量会造成泡沫过粘、机械夹带严重，灰分反而上升，同时泡沫输送困难。
因此配比优化不是寻找某一个指标的极值，而是在“灰分满足上限约束”的前提下，使可燃体回收率与浮选完善指标尽可能高。这一约束关系可以用下面的评价体系图直观表达：左侧是配比输入，中间是四个指标的计算与相互牵制，右侧是综合判据与决策出口。
三、配比试验中的指标判读方法
实际做配比优化时，通常固定入浮煤泥性质和浮选机操作条件（充气量、叶轮转速、矿浆浓度、pH），只改变捕收剂与起泡剂的用量组合，形成若干组试验。每组试验收集精煤与尾煤，分别称量并化验灰分，再按上式计算四个指标。判读时建议遵循“先约束、后达标、再择优”的顺序：
- 灰分约束优先。先剔除精煤灰分超过用户或内控上限的方案，无论其产率多高都不进入候选。灰分是硬约束，不能用来交换。
- 可燃体回收率达标。在合格方案中，检查可燃体回收率是否达到工艺要求的下限。若普遍偏低，说明捕收剂整体不足或起泡剂泡沫层过薄，应整体上调药剂水平后重试。
- 浮选完善指标择优。在同时满足前两条的方案中，选浮选完善指标最高者作为推荐配比。它同时惩罚“灰分高”和“回收低”，是综合性能最稳的判据。
- 产率辅助校核。产率用于观察方案是否出现异常（如产率骤增而灰分同步上升，提示机械夹带严重），但不单独作为选择依据。
四、示例：一组配比试验的指标计算与判读
以下数据为教学示例，用于说明计算过程，并非某厂实测结果。设入浮煤泥 Mf = 100 g（干基），灰分 Af = 28.0%。三组配比试验结果如下：
| 方案 | 捕收剂/起泡剂（g/t） | 精煤 Mc（g） | 精煤灰分 Ac（%） | 产率 γc（%） | 可燃体回收率 ε（%） | 浮选完善指标 η（%） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A | 800 / 200 | 62.0 | 9.5 | 62.0 | 77.9 | 75.4 |
| B | 1000 / 250 | 68.5 | 11.2 | 68.5 | 84.5 | 80.4 |
| C | 1200 / 350 | 74.0 | 13.8 | 74.0 | 88.6 | 81.9 |
以方案 B 为例演示计算：产率 γc = 68.5/100 × 100% = 68.5%；可燃体回收率 ε = 68.5 × (100 − 11.2) / [100 × (100 − 28.0)] = 68.5 × 88.8 / 7200 = 84.5%；浮选完善指标 η = 84.5 × (100 − 11.2)/(100 − 28.0) = 84.5 × 88.8/72.0 = 80.4%。方案 A、C 同理可得表中数值。
判读：若精煤灰分内控上限为 12.0%，则方案 C（13.8%）超限，直接剔除；方案 A 与 B 均合格。方案 B 的可燃体回收率 84.5% 明显高于 A 的 77.9%，浮选完善指标 80.4% 也高于 A 的 75.4%，因此推荐方案 B。方案 C 虽然产率与回收率最高，但灰分不合格，其高回收率是以牺牲质量为代价换来的，不能采用。这一例子清楚说明：产率最高不等于配比最优，灰分约束下的浮选完善指标才是择优依据。
五、评价体系的落地要点
把四个指标真正用起来，还需要注意三点。第一，建立固定的试验记录表，至少包含方案编号、两种药剂用量、精煤与尾煤质量、两者灰分、四个计算结果和判读结论，保证不同批次数据可追溯、可横向比较。第二，明确各指标的合格阈值，例如灰分上限、可燃体回收率下限，这些阈值应由产品合同和工艺设计指标确定，而不是临时拍定。第三，配比优化是动态过程，入浮煤泥的粒度组成和灰分随采掘面变化，原有最优配比可能失效，应定期复测并用同一套指标重新判读，避免凭经验长期沿用旧配比。
综上，精煤产率、灰分、可燃体回收率与浮选完善指标构成一个层次清晰的评价体系：产率与灰分是基础观测，可燃体回收率刻画有效成分的回收，浮选完善指标给出综合判据。配比优化的目标不是让某一个数字最大，而是在灰分约束下让浮选完善指标最高，从而使捕收剂与起泡剂的组合既收得足、又收得净。