陳強(qiáng)

【摘 要】 我國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，粗煤泥分選已經(jīng)具備了一定的成熟工藝，無論是從經(jīng)濟(jì)的角度，還是從環(huán)保、低碳的環(huán)境理念上來看，粗煤泥分選設(shè)備的選擇和適宜的分選工藝流程都是至關(guān)重要的組成環(huán)節(jié)，在應(yīng)用實(shí)踐中，不同的粗煤泥分選設(shè)備以其結(jié)構(gòu)的變化和物理特性的不同，運(yùn)用重力、離心力和顆粒沉降理論等相關(guān)原理，對(duì)粗煤泥進(jìn)行了分選，粗煤泥的分選精度因設(shè)備不同而異，各有一定的局限性，因此，我們要在未來的發(fā)展不斷優(yōu)化粗煤泥設(shè)備及工藝。

【關(guān)鍵詞】 粗煤泥；分選；設(shè)備；工藝

我國(guó)的煤炭資源中，由于機(jī)械化開采原煤的機(jī)械原因，使得在原煤開采作業(yè)中不可避免地有底板、矸等雜質(zhì)混入，使原煤的雜質(zhì)矸增加，原煤質(zhì)量下降。因而在現(xiàn)階段的煤炭洗選加工過程中，為了去除原煤中的雜質(zhì)，從而出現(xiàn)了大量的煤泥，要用不同的分選設(shè)備，對(duì)粒級(jí)不同的原煤進(jìn)行重力分選和浮選的工藝措施，從而完成粗煤泥的有效分選。

一、基于顆粒沉降理論下的粗煤泥分選效果剖析

重力分選是一種常用的分選工藝，它在礦山、煤礦工業(yè)中能夠處理不同粒度的原料，由于它采用水或者比水的密度重的重液或重懸浮液介質(zhì)，因而可以運(yùn)用顆粒的沉降原理進(jìn)行密度差比較大的礦物的分選，在這流體介質(zhì)中，重礦物和輕礦物由于靜力的自然狀態(tài)，進(jìn)行自然沉降，在這一自然沉降過程中，隨著顆粒粒度的減小，不同密度的密度差別也逐漸減小、速度也在減慢，分選的難度就在逐漸加大，這一系列的分選的偏差和失誤率也在加大，使粗煤泥的分選效果不佳。

二、介紹原煤分選中的粗煤泥分選不同設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)

1、高效的小直徑煤泥重介質(zhì)旋流器設(shè)備及其工藝原理

重介質(zhì)旋流器是在一個(gè)旋流器的柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，利用內(nèi)外壓力差的物理特性，將分選的原煤和懸浮液沿著切線的方向給旋流器注入，在注入過程中由于壓力的作用形成了空氣柱，低密度的顆粒隨著壓力被擠在內(nèi)層由內(nèi)螺旋流向上而排出，而高密度的顆粒集于外層隨外螺旋流向下排出，這種因空氣壓力的作用方向不同，分成向上和向下的顆粒即形成了精礦和尾礦。如圖所示：

用這種重介質(zhì)旋流器設(shè)備可以在比較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且由于其中的懸浮液的密度與分選的密度差異不大，因而分選的精度比較高，是一種高效的分選設(shè)備。但是，在分選過程中容易遇到加重質(zhì)的粗煤泥，從而使旋流器中的波動(dòng)加大，調(diào)節(jié)的難度加大。

2、水介質(zhì)旋流器的工藝應(yīng)用原理。這一設(shè)備與重介質(zhì)旋流器的原理相似，只是它采用水而不是懸浮液為介質(zhì)，同樣地也是運(yùn)用旋流的壓力作用分選高密度和低密度的礦料，區(qū)別僅在于它是一個(gè)角度加大的錐角，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)備相對(duì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，但是出料范圍窄，分選出的精煤質(zhì)量不高，使用也不廣泛。

3、螺旋分選機(jī)設(shè)備及工藝原理。在螺旋分選機(jī)中，懸浮液是靠重力和螺旋的離心力作用，將高密度和低密度不同狀態(tài)的顆粒依靠懸浮液的特性，進(jìn)行不同密度的分選。其分選過程由兩個(gè)階段構(gòu)成：物料由螺旋分選機(jī)的上端供給，物料沿螺旋槽運(yùn)動(dòng)，在回旋的運(yùn)動(dòng)過程中，由于重力的作用影響，使高密度的物料沉入槽底，低密度的物料浮在上層，實(shí)現(xiàn)了初步分層；第二個(gè)階段進(jìn)程則在離心力的作用之下，重的、高密度的物料在底部的運(yùn)動(dòng)阻力大，而輕的、低密度的物料在上層的運(yùn)動(dòng)阻力小，上層的低密度物料所受到的離心力也較大，在摩擦力和重力的合力作用下，輕的、低密度的顆粒向槽體外緣移動(dòng)，相反地，重的、高密度的顆粒向槽體內(nèi)緣移動(dòng)，在這一移動(dòng)過程中，產(chǎn)生了高、中、低三種不同密度的礦料產(chǎn)物，它們被均勻排列、分割而成精煤、中煤和尾煤，完成分選全過程。

螺旋分選機(jī)對(duì)不同的粗煤泥有所區(qū)別，它在較高密度分選時(shí)精度高，但在較低密度分選時(shí)精度很差。另外，它可以任意調(diào)節(jié)，不需要任何介質(zhì)，可以選出精煤、中煤和尾煤三種不同的產(chǎn)品，但是螺旋分選機(jī)無法將煤泥分離出來，要求較高的前期分級(jí)過程。

4、流化床分選機(jī)設(shè)備及其工藝原理。

流化床分選機(jī)在作業(yè)時(shí)，入料系統(tǒng)里的礦料與上升水流相遇形成干擾床層，顆粒在沉降運(yùn)動(dòng)中達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，比干擾層高密度的顆粒即上升溢出，比干擾層低密度的顆粒則穿透床層降至底部流出。主要有：TBS干擾床分選機(jī)和RC流化床分選機(jī)和復(fù)合流化分選機(jī)等設(shè)備。

（1）TBS干擾床分選機(jī)：它是在一個(gè)柱形的槽體內(nèi)，物料是從干擾床的上部給料，內(nèi)部的水在泵的作用下被甩入底層的分配器，顆粒與內(nèi)部的上升水流相遇形成紊流的干擾層（也稱沸騰床層）而進(jìn)行分離，由于密度的不同沉降速度也不同，顆粒的運(yùn)動(dòng)速度比上升水流的速度小時(shí)，物料即從上部溢出成為精礦；而顆粒的運(yùn)動(dòng)速度比上升水流的速度大時(shí)，物料即沉于下部成為尾礦，實(shí)現(xiàn)了礦料的分選。

這種分選設(shè)備對(duì)不同的物料處理能力強(qiáng)，精度較高，但是在干擾床的分層過程中高密度細(xì)顆粒和低密度粗顆粒很難在干擾床中進(jìn)行分層，這在分選工藝上是一個(gè)瓶頸，目前入料的粒度控制技術(shù)和改變等沉比的技術(shù)還不夠完善，只有在有限的范圍程度上實(shí)現(xiàn)分離，因此在實(shí)踐中應(yīng)用還不夠廣泛。

（2）RC流化床分選機(jī)：是與TBS干擾床分選機(jī)類同的結(jié)構(gòu)設(shè)備，分配箱是進(jìn)入投入物料的裝置，再將物料流入具有傾斜紊流板的紊流室，同樣由于干擾水流的作用，將高密度和低密度的物料進(jìn)行分離和回收。這種設(shè)備適應(yīng)不同性質(zhì)的入選原煤，但是對(duì)寬粒級(jí)礦料的分選效果不佳。

（3）復(fù)合流化分選機(jī)：這種設(shè)備是德國(guó)研制和開發(fā)的、兼?zhèn)浞旨?jí)和粗煤泥分選的功能，它在自動(dòng)化控制的前提下對(duì)不同性質(zhì)的原煤適應(yīng)性極強(qiáng)，自動(dòng)化程度很高，同時(shí)這種設(shè)備還可以調(diào)整分級(jí)粒度以適應(yīng)礦物質(zhì)的變化特點(diǎn)。

三、粗煤泥分選的工藝要注意的幾個(gè)問題

1、不同的設(shè)備都有其不同的分選下限，由于細(xì)煤泥會(huì)摻入到精煤中，嚴(yán)重影響精煤的質(zhì)量，因此必須從兩方面加以考慮：其一是要研究開發(fā)出高效的分級(jí)設(shè)備；其二是要用合適的處理工藝或方式對(duì)細(xì)煤泥進(jìn)行處理，不讓其混雜入精煤當(dāng)中，只有全面綜合考慮這兩方面，才能留存粗煤泥分選設(shè)備分選而出的精煤產(chǎn)品，整體提高分選質(zhì)量。

2、不同的粗煤泥分選設(shè)備適應(yīng)不同的物料粒度，要了解各設(shè)備的不同原理，用系統(tǒng)優(yōu)化的理念注重整合不同設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，適當(dāng)改善不同設(shè)備的工藝流程設(shè)計(jì)，用優(yōu)勢(shì)的工藝拓寬分選粒度的范圍。

綜上所述，粗煤泥分選設(shè)備選擇及不同的工藝原理為選煤廠提供了一定的條件，通過不同設(shè)備對(duì)不同性質(zhì)的原煤的分選過程，分離出了精煤和尾煤等產(chǎn)品，在一定程度上降低了生產(chǎn)成本，提高了精煤的產(chǎn)量，同時(shí)，從保護(hù)環(huán)境的角度來講，粗煤泥分選工藝有效地減少了煤泥對(duì)環(huán)境的污染。但是，我們也要看到，目前我國(guó)的分選設(shè)備都還有其不完備之處，工藝技術(shù)較為成熟的是小直徑重介質(zhì)旋流器和螺旋分選機(jī)，但是這兩種設(shè)備也有其自身的局限性，總體來說，目前我國(guó)的粗煤泥分選設(shè)備適應(yīng)性和分選出的產(chǎn)品質(zhì)量較差，還有待進(jìn)一步完善和優(yōu)化。

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