第十二講煤炭洗選

1、第十二講 煤炭洗選本講的主要內(nèi)容是與煤炭洗選相關(guān)的煤炭概況（煤的形成、種類、物化特性等）、煤炭洗選技術(shù)與工藝（跳汰、重介、旋流器等工藝特點(diǎn)）、煤炭洗選行業(yè)的新技術(shù)與新工藝。煤炭是我國(guó)最主要的能源，在已探明的化石能源資源總量中，煤炭占94.3%，石油和天然氣僅占5.7%。我國(guó)又是煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭約占70%。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)70%的燃料和工業(yè)動(dòng)力、60%的化工原料和60%的民用商品能源，都是由煤炭提供的。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，能源需求不斷增加，對(duì)煤炭的需求量也將越來(lái)越大，在今后50年內(nèi)我國(guó)以煤炭作為主要能源的格局不會(huì)有根本性變化。大量的原煤直接燃燒造成的煤煙型為主的

2、大氣污染，嚴(yán)重制約了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展。2002年我國(guó)煙塵排放量為1012Mt，SO2排放量為1926Mt，酸雨面積已超過(guò)國(guó)土面積的30%，而燃煤造成的煙塵和SO2排放量分別占到70%和85%。為了減少環(huán)境污染，提高煤炭的轉(zhuǎn)化燃燒率，國(guó)家和用戶對(duì)煤炭質(zhì)量和品種的要求日趨嚴(yán)格，使圍繞煤炭潔凈加工與利用的潔凈煤技術(shù)形成蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。發(fā)展選煤是保護(hù)環(huán)境的需要，是煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。眾所周知，我國(guó)是煤炭生產(chǎn)和消耗大國(guó)，在一次能源構(gòu)成中煤炭占據(jù)3/4的高額比重，而且這樣的態(tài)勢(shì)直到21世紀(jì)初葉不會(huì)改變。然而，大量燃用煤炭已引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，且將隨煤炭生產(chǎn)量和消耗量的增加而日趨

3、嚴(yán)重。選煤是潔凈煤技術(shù)的源頭和基礎(chǔ)，是現(xiàn)階段最為成熟，最為經(jīng)濟(jì)的手段。因此，在潔凈煤技術(shù)起步時(shí)期，首先要加速發(fā)展選煤。洗選煤市場(chǎng)份額的增大，將為選煤的發(fā)展拓寬道路。以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為主體的產(chǎn)煤國(guó)家的多年經(jīng)驗(yàn)證明，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，對(duì)于多數(shù)煤礦來(lái)說(shuō)，選煤廠是不可缺少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。選煤是使用物理、物理化學(xué)方法，將原煤分成不同質(zhì)量、規(guī)格產(chǎn)品的加工過(guò)程。選煤可以出去煤中的雜質(zhì)，包括矸石和50%70%的硫，提高煤炭產(chǎn)品的質(zhì)量、增加煤炭品種、減少無(wú)效運(yùn)輸、提高熱效率、節(jié)約能源、減少SO2、NOx和煙塵的排放量。選煤還是綜合利用資源，提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。因此，選煤已成為煤炭工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)中不可缺少的重要

4、環(huán)節(jié)和潔凈煤技術(shù)中的源頭技術(shù)，是煤炭深加工的基礎(chǔ)和前提。我國(guó)選煤工業(yè)起步較晚，20世紀(jì)50年代才開(kāi)始建立起自己的選煤工業(yè)，經(jīng)歷了兩次快速發(fā)展時(shí)期。20世紀(jì)70年代以“洗煤保鋼”為主要內(nèi)容的選煤大發(fā)展，是原煤入選比例由1970年的10%增長(zhǎng)到1980年的17%，基本滿足了我國(guó)鋼鐵工業(yè)對(duì)煉焦煤質(zhì)的要求;2000年以來(lái)，選煤工業(yè)進(jìn)入新的快速發(fā)展時(shí)期。到2005年，我國(guó)原煤入選比例達(dá)到33%。一、 與選煤相關(guān)的煤炭概況1、煤炭的形成及組成煤是有遠(yuǎn)古死亡植物殘骸沒(méi)入水中經(jīng)過(guò)生物化學(xué)作用，然后被地層覆蓋并經(jīng)過(guò)地質(zhì)化學(xué)作用形成的有機(jī)生物巖，它是主要由C、H、O、N等元素組成的有機(jī)成分和少量礦物雜質(zhì)一起構(gòu)成的

5、復(fù)雜混合物，即煤是由有機(jī)組分和無(wú)機(jī)組分兩部分構(gòu)成。無(wú)機(jī)組分包括水分和礦物雜質(zhì)，它們構(gòu)成煤的不可燃部分，在多數(shù)情況下，它們是對(duì)煤的加工利用起不良影響的有害部分。煤中的有機(jī)組分主要是由C、H、O、N、S等元素構(gòu)成的具有不規(guī)則構(gòu)造的空間聚合體，其基本結(jié)構(gòu)單元是以縮合芳香烴為主體，在其側(cè)鏈上帶有官能團(tuán)的大分子。它是煤的主要成分，也是煤炭加工利用的主要對(duì)象。2、煤炭的煤化種類根據(jù)成煤物質(zhì)以及成煤條件的不同，可以把煤劃分為三大類：腐植煤、殘植煤和腐泥煤。腐植煤是由高等植物經(jīng)過(guò)成煤過(guò)程中復(fù)雜的生化和地質(zhì)變化作用生成。它是自然界分布最廣，蘊(yùn)藏量最大的煤。近代的煤炭利用及化學(xué)加工主要是建立在腐植煤基礎(chǔ)上。腐植煤

6、根據(jù)煤化程度（即成煤植物在生物、地質(zhì)化學(xué)作用下達(dá)到的化學(xué)成熟程度）的不同，可區(qū)分為泥炭、褐煤、煙煤和無(wú)煙煤四大類。其中煙煤是自然界中最重要、分布最廣、品種最多的煤種。殘植煤是由高等植物殘骸中對(duì)生物化學(xué)作用最穩(wěn)定的組分富集而成，在自然界中的儲(chǔ)量很少。腐泥煤主要由湖沼或淺水海灣中藻類等低等植物形成。其儲(chǔ)量大大低于腐植煤類，故工業(yè)作用不大。3、煤炭主要指標(biāo)（1）水分：內(nèi)在水分與表面水分為煤炭全水分。不論何種水分增高，都使發(fā)熱量下降，熱量損失增加。燃燒過(guò)程每蒸發(fā)1kg水，約需600kcal熱量。洗選不能改變煤的內(nèi)在水分，但可脫出大部分表面水分。原煤、篩選煤或洗選煤的表面水分均不得超過(guò)8%。過(guò)高的表面水

7、分即影響使用價(jià)值又給用戶安全運(yùn)行造成威脅。（2）灰分 煤炭燃燒后，不可燃的礦物殘?jiān)敲旱幕曳?。煤中灰分的測(cè)定是將一克分析煤樣在815+10的溫度下完全燃燒，剩下殘?jiān)闹亓堪俜致始礊槭綐拥幕曳?。煤灰?guī)缀跞縼?lái)源于煤中的礦物質(zhì)，但煤在燃燒時(shí)，礦物質(zhì)大部分被氧化、分解，并失去結(jié)晶水，因此，煤灰的組成和含量與煤中礦物質(zhì)的組成和含量差別很大。我們一般說(shuō)的煤的“灰分”實(shí)際上就是煤灰產(chǎn)率。煤中的礦物質(zhì)有內(nèi)在礦物質(zhì)和外在礦物質(zhì)之分。內(nèi)在礦物質(zhì)又包括兩部分，即植物本身所含的礦物質(zhì)和煤生成過(guò)程中進(jìn)入煤中的礦物質(zhì)。外在礦物質(zhì)是指在煤的開(kāi)采過(guò)程中，煤礦的頂板、底板和夾石層的煤矸石混入煤中所形成的物質(zhì)。其化學(xué)組成較為復(fù)

8、雜，主要包括Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、S和P等元素，它們常以碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、硫化物、氯化物及氧化物等形式存在。外來(lái)礦物質(zhì)可用洗煤的方法去除。在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，煤灰是有害物質(zhì)，灰含量多不僅其分解時(shí)要多消耗熱量，而且在排渣時(shí)還會(huì)帶走更多的余熱，在燃燒過(guò)程中，沉積在受熱面上可能會(huì)造成腐蝕和導(dǎo)致傳熱效率降低。煤中的灰分對(duì)煉焦過(guò)程有較大的影響，煤中的灰分每增加0.8%，則導(dǎo)致焦炭中的灰分增加1%，焦炭的強(qiáng)度下降2%。灰分高的焦炭用作高爐煉鐵時(shí)，則降低高爐的熱效率和助劑的消耗量，因此煉焦多采用灰分小的洗精煤做原料。所以原煤灰分大于25%時(shí)洗選加工，排除矸石。易洗煤的產(chǎn)品灰分在15%

9、左右或更低，難洗煤的產(chǎn)品灰分在20%24%之間。（3）硫分硫在煤中以三種形式存在，即有機(jī)硫、硫鐵礦硫（黃鐵礦和白鐵礦硫等形式存在的硫）和硫酸鹽硫。硫在煤中含量變化范圍較大，一般為0.1%5%。硫雖能燃燒放熱，但它確實(shí)極為有害的成分。煤中硫分是煤煙中SOX和NOX的直接來(lái)源，還會(huì)造成設(shè)備腐蝕、堵灰和泄漏，嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。低、中、高硫煤中硫分分別小于1%、1%3%、大于3%。（4）發(fā)熱量 煤的發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒后放出的熱量。 在煤燃燒的過(guò)程中，煤中的礦物質(zhì)大多數(shù)都需要熱量進(jìn)行分解，所以煤中礦物質(zhì)越多（灰分產(chǎn)率越高），煤的發(fā)熱量越低，一般沒(méi)得灰分產(chǎn)率每增加1%，其發(fā)熱量

10、降低約370J/g。當(dāng)煤風(fēng)化以后，煤中氧含量顯著中增加，碳、氧含量降低，導(dǎo)致煤的發(fā)熱量降低。4、我國(guó)煤炭的煤質(zhì)特征 我國(guó)煤炭以低灰和低中灰煤為主，占65%以上。其中，特低灰煤（灰分<10%）占21.6%；低中灰煤（10%20%）占43.9%；中灰煤（20%30%）占32.7%；中高和高灰煤占1.8%。我國(guó)煤炭硫分較低，以特低硫和低硫煤為主，占56.07%；低中硫和中硫煤占32.46%；中高硫煤占8.27%；特高硫煤占3.2%。 我國(guó)的煤炭分類方案于1958年試行，1986年10月又頒布了新的分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。新的煤炭國(guó)家分類標(biāo)準(zhǔn)，首先根據(jù)煤的變質(zhì)程度將所有煤分為無(wú)煙煤、煙煤、褐煤三大類。 對(duì)

11、無(wú)煙煤和褐煤，再按照煤化程度和工業(yè)利用途徑，又各分為3個(gè)和2個(gè)小類，即無(wú)煙煤一號(hào)（WY1），無(wú)煙煤二號(hào)（WY2），無(wú)煙煤三號(hào)（WY3）和褐煤一號(hào)（HM1），褐煤二號(hào)（HM）。 煙煤按照煤化程度和黏結(jié)性能，范圍貧煤、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、氣肥煤、氣煤、1/2中黏煤、弱黏煤、不黏煤、長(zhǎng)焰煤等12小類5、我國(guó)煤炭資源的概況 我國(guó)煤炭資源的探明儲(chǔ)量為114.5Gt（109t），占全球總額的13.90%。中國(guó)是以煤炭為主要能源的國(guó)家，在全部一次能源的消費(fèi)的構(gòu)成中煤炭占了70%。中國(guó)與煤炭有關(guān)的行業(yè)數(shù)量是世界上主要產(chǎn)煤國(guó)中數(shù)量最多、最全的。主要用途包括發(fā)電、冶金、建材、化工、工業(yè)爐窖、碳素

12、、民用等多種行業(yè)。中國(guó)煤炭資源的分布遍及全國(guó)28個(gè)省區(qū)，煤種分類包括了褐煤、煙煤、無(wú)煙煤等所有品種。 二、煤炭洗選煤技術(shù)與工藝（一）洗選工藝流程煤炭加工、矸石處理、材料和設(shè)備輸送等構(gòu)成了礦井地面系統(tǒng)。其中地面煤炭加工系統(tǒng)由受煤、篩分、破碎、選煤、儲(chǔ)存、裝車等主要環(huán)節(jié)構(gòu)成。是礦井地面生產(chǎn)的主體。 1、 受煤：受煤是在井口附近設(shè)有一定容量的煤倉(cāng)，接受井下提升到地面的煤炭，保證井口上下均衡連續(xù)生產(chǎn)。2、篩分：用帶孔的篩面把顆粒大小不同的混合物料分成各種粒極的作業(yè)叫篩分。篩分所用的機(jī)器叫篩分機(jī)或者篩子。 在選煤廠中，篩分作業(yè)廣泛地用于原煤準(zhǔn)備和處理上。按照篩分方式不同，分為干法篩分和濕法篩分。3、破碎

13、：把大塊物料粉碎成小顆粒的過(guò)程叫做破碎。用于破碎的機(jī)器叫做破碎機(jī)。在選煤廠中破碎作業(yè)主要有以下要求：（1）適應(yīng)入選顆粒的要求；精選機(jī)械所能處理的煤炭顆粒有一定的范圍度，超過(guò)這個(gè)范圍的大塊要經(jīng)過(guò)破碎才能洗選。（2）有些煤快是煤與矸石夾雜而生的夾矸煤，為了從中選出精煤，需要破碎成更小的顆粒，使煤和矸煤分離（3）滿足用戶的顆粒要求，把選后的產(chǎn)品或煤快粉碎到一定的粒度物料粉碎主要用機(jī)械方法，有壓碎、劈碎、折斷、擊碎、磨碎等幾種主要方式。4、選煤：是利用與其它物質(zhì)的不同物理、物理化學(xué)性質(zhì)，在選煤廠內(nèi)用機(jī)械方法去處混在原煤中的雜質(zhì)，把它分成不同質(zhì)量、規(guī)格的產(chǎn)品，以適應(yīng)不同有戶的需求。 按照選煤廠的位置與煤

14、礦的關(guān)選煤廠可以分為：礦井選煤廠、群礦選煤廠、中心選煤廠和用戶選煤廠；我國(guó)現(xiàn)有的洗煤廠大多是礦井洗煤廠?，F(xiàn)代化的洗煤廠是一個(gè)由許多作業(yè)組成的連續(xù)機(jī)械加工過(guò)程。5、存儲(chǔ)：為調(diào)節(jié)產(chǎn)、運(yùn)、銷之間產(chǎn)生的不平衡，保證礦井和運(yùn)輸部門正常和均衡生產(chǎn)而設(shè)定的有一定容量的煤倉(cāng)，接受生產(chǎn)成品煤炭，保證能順利出廠，進(jìn)入最后的裝車階段。6、裝車：包括裝車倉(cāng)、定量裝車系統(tǒng)、平車和外運(yùn)專用線等。（二）煤炭洗選方法煤炭洗選是利用煤和雜質(zhì)（矸石）的物理、化學(xué)性質(zhì)的差異，通過(guò)物理、化學(xué)或微生物分選的方法使煤和雜質(zhì)有效分離，并加工成質(zhì)量均勻、用途不同的煤炭產(chǎn)品的一種加工技術(shù)。按選煤方法的不同，可分為物理選煤、物理化學(xué)選煤、化學(xué)選

15、煤及微生物選煤等。物理選煤是根據(jù)煤炭和雜質(zhì)物理性質(zhì)（如粒度、密度、硬度、磁性及電性等）上的差異進(jìn)行分選，主要的物理分選方法有重力選煤，包括跳汰選煤、重介質(zhì)選煤、斜槽選煤、搖床選煤、風(fēng)力選煤等。電磁選，利用煤和雜質(zhì)的電磁性能差異進(jìn)行分選，這種方法在選煤實(shí)際生產(chǎn)中沒(méi)有應(yīng)用。物理化學(xué)選煤浮游選煤（簡(jiǎn)稱浮選），是依據(jù)礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)的差別進(jìn)行分選，目前使用的浮選設(shè)備很多，主要包括機(jī)械攪拌式浮選和無(wú)無(wú)機(jī)械攪拌式浮選兩種?；瘜W(xué)選煤是借助化學(xué)反應(yīng)使煤中有用成分富集，除去雜質(zhì)和有害成分的工藝過(guò)程。目前在實(shí)驗(yàn)室常用化學(xué)的方法脫硫。根據(jù)常用的化學(xué)藥劑種類和反應(yīng)原理的不同，可分為堿處理、氧化法和溶劑萃取等。微生

16、物選煤是用某些自養(yǎng)性和異養(yǎng)性微生物，直接或間接地利用其代謝產(chǎn)物從煤中溶浸硫，達(dá)到脫硫的目的。物理選煤和物理化學(xué)選煤技術(shù)是實(shí)際選煤生產(chǎn)中常用的技術(shù)，一般可有效脫除煤中無(wú)機(jī)硫（黃鐵礦硫），化學(xué)選煤和微生物選煤還可脫除煤中的有機(jī)硫。目前工業(yè)化生產(chǎn)中常用的選煤方法為跳汰、重介、浮選等選煤方法，此外干法選煤近幾年發(fā)展也很快。一般來(lái)說(shuō)，選煤廠由以下主要工藝組成。（1）原煤準(zhǔn)備：包括原煤的接受、儲(chǔ)存、破碎和篩分。（2）原煤的分選：目前國(guó)內(nèi)的主要分選工藝包括跳汰-浮選聯(lián)合流程；重介-浮選聯(lián)合流程；跳汰-重介-浮選聯(lián)合流程；塊煤重介-末煤重介旋流器分選流程；此外還有單跳汰和單重介流程。（3）產(chǎn)品脫水：包括塊煤和

17、末煤的脫水，浮選精煤脫水，煤泥脫水。2 L' " . u: _8 I" H, R m（4）產(chǎn)品干燥：利用熱能對(duì)煤進(jìn)行干燥，一般在比較嚴(yán)寒的地區(qū)采用。（5）煤泥水的處理。我國(guó)現(xiàn)行的選煤廠主要有以下幾種工藝：大于0.5mm級(jí)的煤，一般用跳汰、重介選或跳汰重介組合分選；小于0.5mm級(jí)的煤，一般用浮選或煤泥重介選；特大塊煤一般采用手選或動(dòng)篩選，或者重篩選。（三）洗選工藝1、跳汰選煤跳汰選煤是主要的煤炭分選工藝，它的優(yōu)點(diǎn)在于工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備操作維修方便、處理能力大且有足夠的分選精確度；另外，跳汰選煤入料粒度范圍寬，能處理15mm150mm粒級(jí)原料煤。跳汰選煤的適應(yīng)性較強(qiáng)，

18、主要應(yīng)用于洗選中等難選到易選的煤種。是否采用跳汰方法選煤關(guān)鍵看原煤的可選性，原則上中等可選、易選的和極易選原煤都應(yīng)采用跳汰選煤方法。難選煤是用跳汰選還是用重介選，應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng) 濟(jì)比較來(lái)確定，對(duì)極難選煤，應(yīng)采用重介選煤方法，以求得高質(zhì)量和高效益在我國(guó)使用較多的國(guó)產(chǎn)跳汰機(jī)有SKT、X 系列 系列篩下空氣室跳汰機(jī)。XSKT系列跳汰機(jī)采用液壓托板排料方式，跳汰面積為4m2 45m2 ；系列跳汰機(jī)跳汰面積為60 m240m2 ，采用無(wú)溢流堰深倉(cāng)式穩(wěn)靜排料方式，可避免已分層物料撞擊或翻越溢流堰造成二次混雜。 總的來(lái)看，跳汰技術(shù)的發(fā)展是朝著設(shè)備大型化。降低制造和運(yùn)行成本更加精確地實(shí)現(xiàn)分選。提高單機(jī)及系統(tǒng)的自

19、動(dòng)化程度等方向進(jìn)行。 因此，來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，跳汰選仍將在我國(guó)選煤行業(yè)中居優(yōu)勢(shì)地位。在垂直脈動(dòng)的介質(zhì)中按顆粒密度差別進(jìn)行選煤過(guò)程。跳汰選煤的介質(zhì)是水或空氣，個(gè)別的也用懸浮液。選煤中以水力跳汰的最多。 跳汰機(jī)是利用跳汰分選原理將入選原料按密度大小分選為精煤、中煤和矸煤等產(chǎn)品設(shè)備。2、浮選技術(shù)浮選工藝是利用礦物表面的物理化學(xué)性質(zhì)的差別分選礦物顆粒的作業(yè)過(guò)程，是一種應(yīng)用非常廣泛的選煤方法。生產(chǎn)實(shí)踐證明，不同粒級(jí)的煤泥在浮選中的速度和可浮性存的較大的差異。 因此，浮選工藝的一個(gè)發(fā)展方向是，采用分級(jí)入浮方式處理可使不同粒級(jí)的煤泥得到合理有效地處理，一般可將煤泥分為3個(gè)級(jí)別，即粗粒級(jí)（ +0.25）中等粒

20、級(jí)（ 0.25mm0.045mm）高灰細(xì)泥（ 0.045），近年來(lái)我國(guó)研制成功的篩網(wǎng)旋流器為煤泥分級(jí)浮選或分級(jí)處理流創(chuàng)造了條件。另外，對(duì)浮選劑的研發(fā)也得到了一定的發(fā)展，浮選劑的主要作用是提高煤粒表面疏水性和煤粒在氣泡上黏著的牢固度，在礦漿中促使形成大量氣泡 ，防止氣泡兼并和改善泡沫的穩(wěn)定性使煤粒有選擇性地黏著氣泡而上浮，調(diào)節(jié)煤與礦物雜質(zhì)的表面性質(zhì)，提高煤泥的浮選速度和選擇性。近年來(lái)對(duì)煤泥浮選的藥劑進(jìn)行了很多研究，除了各類捕收劑和起泡劑外主要致力于兩個(gè)方面：一是煤泥浮選促進(jìn)劑 ，二是復(fù)合浮選藥劑。在這兩個(gè)方面，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者通過(guò)不懈努力已經(jīng)取得了豐碩成果3、淺槽重介選煤（1）基本原理：分選機(jī)內(nèi)

21、懸浮液通過(guò)2個(gè)部位給入分選槽內(nèi)。下部給入的為上升流，通過(guò)布流板進(jìn)入槽內(nèi)，使其分散均勻。上升流是保持懸浮液穩(wěn)定、均勻，同時(shí)有分散入料作用。側(cè)面給入的為水平流。通過(guò)布料箱的反擊和限制，可使水平流全寬、均勻地進(jìn)入槽內(nèi)。水平流的作用是保持槽體上部懸浮液密度穩(wěn)定，同時(shí)形成由入料端向排料端的水平介質(zhì)流，對(duì)上浮精煤起輸運(yùn)作用。 當(dāng)入料煤入分選槽后，在調(diào)節(jié)擋板作用下全部浸入懸浮液中。此時(shí)，開(kāi)始分層。精煤等低密度物浮在上層，矸石等高密度物沉到槽子底部。下沉過(guò)程中，與矸石混雜的低密度物由于上升流的作用而在充分分散后繼續(xù)上浮。在水平流作用下，浮在上部的低密度物由排料溢流口排出成為精煤產(chǎn)品。在刮板作用下，沉到槽底的高

22、密度物由機(jī)頭溜槽排出成為矸石產(chǎn)品，從而完成分選過(guò)程。由于淺槽分選機(jī)的分選長(zhǎng)度短，煤和矸石在懸浮液中的停留時(shí)間很短，大約是普通跳汰機(jī)的 1518，是動(dòng)篩跳汰機(jī)的1213。同時(shí)煤和矸石在淺槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)十分平穩(wěn)，可以認(rèn)為是相對(duì)靜態(tài)分選，煤和矸石在懸浮液中很少相互擠壓摩擦，因此可以最大限度的提高設(shè)備的分選精度，減輕分選作業(yè)產(chǎn)生的次生煤泥量。（2）該工藝的優(yōu)點(diǎn)分選上限高、入料粒級(jí)寬( 100 136mm)，能有效減少大塊入料的破碎率，降低能耗，并降低最終產(chǎn)品水分。單臺(tái)設(shè)備通過(guò)能力大，對(duì)煤質(zhì)波動(dòng)適應(yīng)性，能及時(shí)排除大量矸石，可簡(jiǎn)化工藝，減少?gòu)S房 體積及基建投資。分選精度及產(chǎn)品回收率高。有效分選時(shí)間短，次生煤泥

23、量低，最大限度地減輕矸石泥化程度。自動(dòng)化程度高，懸浮液密度可自動(dòng)調(diào)節(jié)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作維護(hù)，易損件更換方便。 （3）該工藝的缺點(diǎn)由于低密度物的運(yùn)輸和溢流完全依靠水平流的橫沖力，所以要求的循環(huán)介質(zhì)量較大，造成介質(zhì)循環(huán)泵和精煤脫介環(huán)節(jié)的能力較大，功耗相對(duì)較高。完全依靠水平流的沖動(dòng)排料，造成較大粒度的物料無(wú)法分選，所以其分選上限較低，最大為100mm。增加了原料煤的加工任務(wù)。 更換重介淺槽分選機(jī)鏈時(shí)，多人在狹小空間(寬1500 mm) 內(nèi)作業(yè)，很容易產(chǎn)生磕手碰腳現(xiàn)象和其它安全隱患。運(yùn)轉(zhuǎn)中頻繁出現(xiàn)斷鏈，鏈片磨損嚴(yán)重，壽命短，一般僅為3個(gè)月。4、重介旋流器（1）基本原理：兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器是在離心力場(chǎng)

24、條件下進(jìn)行分選的設(shè)備，其本身沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。，其基本工作原理也很簡(jiǎn)單：固、液懸浮液在一定的壓力下從人料口切線給入旋流器，在器壁的導(dǎo)流作用下，懸浮液劇烈旋轉(zhuǎn)，并同時(shí)沿著器壁向下做螺旋運(yùn)動(dòng)，形成向下的外螺旋流；外螺旋流在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于錐段漸漸收縮，流動(dòng)阻力增大，到達(dá)底流口附近后，迫使外螺旋流中除部分流體從底流口流出外，大部分流體轉(zhuǎn)而向上運(yùn)動(dòng)，在內(nèi)部形成向上的回流，即內(nèi)螺旋流，并從溢流管流出。在旋流器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)中，懸浮液中密度大的顆粒在離心力的作用下容易沉降到器壁附近，并隨外螺旋流從底流口排出，而密度小的顆粒由于沉降速度較小，則隨著大部分液體形成的內(nèi)螺旋流從溢流口排出，從而使懸

25、浮液中的不同密度物料得到分選。（2）主要工藝及其比較：重介質(zhì)旋流器按照入水的先后分為有壓和無(wú)壓，按照產(chǎn)出的產(chǎn)品數(shù)量，分為兩產(chǎn)品和三產(chǎn)品。我國(guó)三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器技術(shù)飛速發(fā)展并日趨完善，而兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器技術(shù)則相對(duì)滯后，而在國(guó)外，兩產(chǎn)品技術(shù)相對(duì)成熟。兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的結(jié)構(gòu)存在一個(gè)弱點(diǎn)，即該設(shè)備一旦制造完畢，旋流器錐比即被固定。這樣，一些分選條件(如分選密度，溢流量，精煤產(chǎn)品灰分等)也就基本固定了，允許的波動(dòng)范圍不能太大。模塊式選煤廠主分選設(shè)備為兩產(chǎn)品有壓重介旋流器。由于設(shè)備體積小，工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備布置能形似模塊式。有壓重介質(zhì)旋流器雖有設(shè)備磨損率大、能耗大的缺點(diǎn)，但其入料壓力穩(wěn)定，分選效果相對(duì)

26、穩(wěn)定，并能降低相當(dāng)大的廠房高度。 圖12-1重介旋流器洗選原理示意圖（3）影響旋流器分選效果的因素：主要包括結(jié)構(gòu)、原料、操作等3個(gè)因素。因外形管口等結(jié)構(gòu)已經(jīng)固定，入選原煤性質(zhì)基本變化不大，在實(shí)際生產(chǎn)中，影響分選的主要因素是操作因素，為此，就液固比、處理量、放料壓力、懸浮液中煤泥量等參數(shù)可進(jìn)行分析5、螺旋分選機(jī)為了降低介質(zhì)消耗，脫泥粒度突破0.5mm，出現(xiàn)了0.75，1，甚至2mm的篩縫，因此，在重選和浮選之間便存在了一個(gè)有效分選粒度的缺口，即20.25mm粗煤泥的分選。螺旋分選機(jī)正好可以彌補(bǔ)這一缺口。礦漿由分配器進(jìn)入螺旋溜槽后，顆粒群在槽面上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重礦物沉降速度快，沉人液流下層，輕礦物

27、則浮于液流上層；接著，輕、重礦物沿橫向展開(kāi)，沉于下層的重礦物沿收斂 的螺旋線逐漸移向內(nèi)緣，浮于上層的輕礦物沿?cái)U(kuò)展螺旋線逐漸移向中間偏外區(qū)域；不同密度的礦粒沿各自的回轉(zhuǎn)半徑運(yùn)動(dòng)，輕重礦物沿橫向從外緣至內(nèi)緣均勻排列，設(shè)在排料端部的截取器將礦物帶沿橫向分割成精、矸兩個(gè)部分，使其通過(guò)各自的排料管排出，從而完成分選過(guò)程。相關(guān)粗煤泥分選設(shè)備：煤泥重介質(zhì)旋流器、水介質(zhì)旋流器、干擾床（TBS），螺旋分選機(jī)。該工藝的優(yōu)點(diǎn)：螺旋分選機(jī)較多應(yīng)用于動(dòng)力煤選煤廠，分選粗煤泥，入料粒度為30.1mm。螺旋分選機(jī)分選精度較高，設(shè)備占地面積小，單位面積處理能力大；其本身沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，不用藥劑和介質(zhì)，人料不需要壓力，操作簡(jiǎn)便，

28、維修量小，加工費(fèi)低。圖12-2 螺旋分選機(jī)洗選原理示意圖三、煤炭洗選行業(yè)的新技術(shù) 1、三產(chǎn)品重介工藝技術(shù)、二產(chǎn)品重介工藝技術(shù) 這兩種工藝技術(shù)的問(wèn)世,不僅徹底改變了過(guò)去傳統(tǒng)重介選煤工藝的種種弊端,而且將一些輔助工藝帶到了選煤工藝的前臺(tái),使得選煤工藝的單一、簡(jiǎn)單模式被徹底打破。作為主要的分選設(shè)備其入料粒度上限可達(dá)80mm100mm入選粒度范圍可達(dá)到80mm1mm,單臺(tái)處理能力最高達(dá)到了600t/h700t/h,分選效率高達(dá)95%以上。打破了國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來(lái)多采用小直徑重介旋流器組分選的傳統(tǒng)理念。 2、煤泥加壓脫水工藝技術(shù) 煤泥的脫水一直是煤炭洗選行業(yè)的一個(gè)重要指標(biāo),近幾年來(lái)煤泥脫水技術(shù)在一定程度上得到

29、了很大的提高。 目前,在很多選煤廠的煤泥脫水工藝中,大都使用了加壓過(guò)濾機(jī)對(duì)煤泥進(jìn)行脫水。加壓過(guò)濾機(jī)是一種能實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、連續(xù)工作、全自動(dòng)操作的設(shè)備,具有較高的生產(chǎn)能力,即生產(chǎn)能力為0.5t(/hm2)0.8t(/hm2),比真空過(guò)濾機(jī)高48倍,對(duì)于粒級(jí)較細(xì),濃度較低的浮精也能進(jìn)行處理,還能對(duì)原生煤泥進(jìn)行處理。 3、噴射式浮選機(jī)的工藝技術(shù) 通過(guò)改善浮選入料的進(jìn)料方式,使浮選入料在很短的時(shí)間內(nèi)就能與浮選藥劑礦化,提高浮選效率。該浮選工藝能夠滿足2.0 Mt/a處理能力以上選煤廠的需要。 4、微泡浮選柱工藝技術(shù) 由于使用機(jī)械攪拌式浮選機(jī)分選細(xì)粒煤泥存在黏土污染,生產(chǎn)一直難以實(shí)現(xiàn)最佳化。浮選柱能顯示

30、比現(xiàn)有選煤廠浮選流程較高的效率,而且浮選柱的性能指標(biāo)也允許在新流程中使用較好的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。 5、煤泥重介工藝 該工藝是一種較新型的選煤技術(shù)工藝,其主要的目的是處理-0.5mm的重介系統(tǒng)中的煤泥,減輕磁選機(jī)在回收磁性物過(guò)程中的壓力,以提高磁選機(jī)的工作效率和精煤的回收率。 6、助濾劑脫水工藝 此工藝主要用于-0.5mm以下的煤泥脫水工藝中,使得許多產(chǎn)品的水分降低,提高設(shè)備的脫水效率。此工藝主要是在一些尾煤濃縮池添加定量的絮凝藥劑,降低細(xì)顆粒在煤泥水中的沉淀時(shí)間,從而達(dá)到提高入料濃度,減少設(shè)備的脫水時(shí)間和提高脫水效率。 7、振動(dòng)流化床氣力分級(jí)工藝 該工藝從根本上解決了堵塞問(wèn)題,振動(dòng)流化床氣力分級(jí)機(jī)沒(méi)篩

31、網(wǎng),即便是煤炭水分大,也不存在諸如篩孔堵塞問(wèn)題,分級(jí)粒度由于不受篩孔堵塞限制,就可進(jìn)行6mm以下任一粒度分級(jí)。氣體加熱板框式壓濾脫水工藝解決了細(xì)粒煤泥的高效脫水問(wèn)題,不僅使煤泥入料濃度可大幅降低,而且成餅時(shí)間短,產(chǎn)品水分低不超過(guò)14%,成為一項(xiàng)嶄新的脫水工藝。 8、礦物型凝聚劑及煤泥水澄清凈水模式 該項(xiàng)目屬溶液膠體化學(xué)在礦物工程中的應(yīng)用。由此研究和開(kāi)發(fā)的礦物型凝聚劑及首創(chuàng)的煤泥水澄清凈水模式,系統(tǒng)地分析測(cè)試了煤泥水膠體的形成、相互差異以及與宏觀煤泥水特性的聯(lián)系,提出了水質(zhì)是決定煤泥柵性的決定性因素并以此 對(duì)煤泥水進(jìn)行科學(xué)分類。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)表明,該項(xiàng)目提出的以礦物型凝聚劑為核心的煤泥水澄清凈

32、水模式既可在選煤廠特別是難處理選煤廠推廣,也可在選礦廠等礦漿體系中應(yīng)用。10、干法選煤發(fā)展 近年來(lái)，由于濕法分選的諸多局限，致使現(xiàn)代干法選煤技術(shù)得到了迅速發(fā)展。現(xiàn)代風(fēng)選理論可入選 750mm寬級(jí)別煤，甚至不分級(jí)煤( 有效分選深度 6mm)，而物料中細(xì)顆粒起加重質(zhì)作用，形成氣固相混合分在9%以下的原煤分選。 目前，最具代表性的是風(fēng)力搖床和風(fēng)力跳汰。FX 型風(fēng)力干選機(jī)在我國(guó)已推廣應(yīng)用30多臺(tái)。復(fù)合式干法選煤技術(shù)是我國(guó)獨(dú)有的新型實(shí)用技術(shù)，自1989 年開(kāi)始研制 FGX 系列復(fù)合式干選機(jī)，1998 年獲煤炭部科技進(jìn)步獎(jiǎng)。目前，48m復(fù)合式干選機(jī)已通過(guò)產(chǎn)品鑒定。該技術(shù)具有不用水、工藝簡(jiǎn)單、回收率高、能耗

33、低、設(shè)備事故率低等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)選煤方法中所占比例由0 迅速增加到 5.7%。由于我國(guó) 78% 的煤炭資源蘊(yùn)藏在干旱缺水的西部地區(qū)，因此復(fù)合式干選技術(shù)為我國(guó)能源基地戰(zhàn)略西移提供了一條新的煤炭加工技術(shù)途徑；另外，作為動(dòng)力煤排矸的有效分選技術(shù)，成為提高我國(guó)動(dòng)力煤入選比例的一種切實(shí)可行的方法，并可改變我國(guó)煤炭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一問(wèn)題；同時(shí)，解決了易泥化煤的分選問(wèn)題，也解決了嚴(yán)寒地區(qū)煤炭洗選帶來(lái)的產(chǎn)品凍結(jié)問(wèn)題。為提高干法選煤的分選效果，日本、加拿大和中國(guó)都先后開(kāi)展了空氣重介質(zhì)流化床干法選煤技術(shù)的研究。世界上首先由中國(guó)礦業(yè)大學(xué)完成了用于處理 506mm粒級(jí)煤炭的空氣重介質(zhì)流化床干法選煤技術(shù)的工業(yè)性試驗(yàn)，1994年6 月，50t/h空氣重介質(zhì)流化床干法選煤廠示范項(xiàng)目通過(guò)國(guó)家技術(shù)鑒定和工程驗(yàn)收，在全世界率先實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。目前，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)為實(shí)現(xiàn)