孫廣新

（棗莊礦業(yè)（集團）有限公司田陳煤礦，山東 棗莊 277599）

引言

現(xiàn)階段我國重介質選煤技術已得到了廣泛應用，因其有著分選精度高、處理能力強、工藝操作簡便的優(yōu)點，目前已在選煤工藝中占據著較高的比重，并且該工藝也是難選煤分選的主導方法。在重介質分選技術不斷革新與優(yōu)化的背景下，其對選煤領域的可持續(xù)發(fā)展提供強有力的技術支持，特別是在節(jié)省運行成本和投資成本、優(yōu)化選煤工藝、減少資源浪費等方面有著明顯優(yōu)勢。

1 重介質選煤技術的分選原理

重介質主要分為重液和重懸浮液，其中重液又由有機溶液、無機鹽水溶液組成，而重懸浮液則是水與高密度固體微粒調配成懸浮狀態(tài)的兩相流體。通常情況下，重液主要適用于實驗室浮沉試驗，究其根本原因在于重液具有成本高、回收難度大、毒性強、具有腐蝕性等特點，而重懸浮液更多的是用于選煤工業(yè)生產[1]。當懸浮液靜止時，顆粒會受到重力G 和浮力G。這兩種作用力，懸浮液中的顆粒會受到以下合力：F=Vδg-Vpg=V（δ-ρ）g。若δ＜ρ,那么顆粒上??；若δ＞ρ，那么顆粒下沉；若δ=ρ，那么顆粒就會懸浮到介質液中，并在懸浮液流和刮板的支持下分別將浮物排出，以此完成整個分選作業(yè)。重介質分選流程動態(tài)原理圖，如圖1 所示。

圖1 重介質分選流程動態(tài)原理圖

2 重介質選煤技術工藝

2.1 選前脫泥與不脫泥工藝的選擇

對于脫泥工藝的選擇，選煤廠需要以煤泥含量和矸石泥化程度為參考依據，若煤泥含量超過30%即可選擇脫泥工藝。實際上選前脫泥具有分選精度及效率高的優(yōu)點，其介耗也相對較小，有助于緩解后續(xù)浮選及煤泥水系統(tǒng)帶來的壓力，但選前脫泥同樣具有工藝流程復雜的弊端。而不脫泥工藝則有著分選工藝流程簡單、經濟成本低的優(yōu)點，但細粒煤的分選精度卻很難控制，并且脫介效果也會受到原生煤泥的影響。結合當前煤炭開采現(xiàn)狀，若難選煤和細粒煤產量增加，那么煤泥含量就會隨之增加，因此選前脫泥工藝的比例也會不斷增長。

2.2 跳汰粗選—重介質旋流器精選工藝

跳汰機在實際使用過程中具有處理量大的優(yōu)勢，借助跳汰機對毛煤進行排矸后，即可利用重介質旋流器精選跳汰精煤和中煤，進而得到灰分低的精煤。采用跳汰粗選這種方式可以有效減少原煤含矸量，進一步延長旋流器使用壽命，在節(jié)約分選成本的基礎上提高分選效率，因此使用該工藝時可以選用煤質上佳、含矸量大的原煤[2]。

2.3 塊煤重介質淺槽—末煤重介質旋流器分選工藝

重介質淺槽主要用于分選大于13 mm 的塊煤，而重介質旋流器則適用于分選粒度為13 mm～1.5 mm的末煤，最后使用TBS 或粗煤泥旋流器分選余下的粗煤泥。這種末煤重介質旋流器分選工藝不僅有著較高的分選精度，還能在一定程度上減緩矸石泥化現(xiàn)象，使得后續(xù)煤泥系統(tǒng)的處理量得以顯著下降，但這項工藝卻對脫介環(huán)節(jié)有著較高的要求。

2.4 兩產品重介質旋流器分選工藝

兩產品重介質旋流器分選工藝主要利用低密度旋流器來分選精煤與重產物，在后續(xù)還能對重產物再次分選，以此生成煤和矸石。該工藝在實際使用過程中對原材料的選擇有著較高的要求，因此在該工藝流程中應盡可能選擇原煤篩選度較高的原料。但該工藝在生產中的操作難度較大，整個生產過程的可操作性也相對較低。

2.5 三產品重介質旋流器分選工藝

三產品重介質旋流器分選工藝指借助高密度液體一次性篩選精煤、中煤、矸石，并分別處理這三種煤料。該工藝流程并不過多依賴管道輸送設備，大幅度減少了煤料輸送成本和多重工藝流程設備建設成本，從整體上提升了選煤廠生產效率。三重產品重介質旋流器篩選工藝又包含有壓給料和無壓給料這兩種輸送方式，其中無壓給料并不需要借助抗壓設備維持產品內部壓強的穩(wěn)定性，這也在一定程度上節(jié)約了生產成本，在實際應用過程中體現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢。與此同時，盡管三產品重介質旋流器分選工藝在選煤廠中已成為一項重要的重介質選煤工藝，但該工藝流程在實際使用過程中仍需要嚴格把控高密度液體的密度，這也是該工藝流程篩選的重點[3]。

2.6 三產品重介質旋流器分級分選工藝

使用三產品重介質旋流器分級分選工藝時，需要先對原煤進行粗選分級處理，當脫泥步驟完成后，即可將粗粒煤放到直徑相對較大的旋流器中進行分離，并在直徑較小的旋流器中分離篩選細小的煤粒，剩余直接分入浮選系統(tǒng)。這項工藝在實際應用過程中主要通過介質回收凈化系統(tǒng)實現(xiàn)原煤的分級入選，而各種大型設備的使用及其安放位置的合理性，使得脫介及介質回收過程得以有效簡化，從整體上降低了重介質選煤工藝成本[4]。目前我國大部分選煤廠都積極推廣了這項工藝技術，尤其是體積相差不大的煤粒更適合使用這項技術分離。由于該工藝本質上具有工藝流程簡單的優(yōu)點，因此可選擇含泥量少、夾矸率低的原煤，重介懸浮液黏度和固相體積濃度，如表1 所示。

表1 重介懸浮液黏度和固相體積濃度

2.7 重介質淺槽排矸工藝

重介質淺槽排矸工藝能充分發(fā)揮出重介質淺槽設備獨特的優(yōu)勢，因此越來越多選煤廠在選前排矸中使用這項工藝。重介質淺槽排矸的處理量每小時最高可達800 t，其排矸效率也能達到99%左右，并且該工藝的入料粒度也相對較寬，整體有著較強的煤種適應性。最后，相比于處理能力相同的其他排矸設備，重介質淺槽設備還具有體積小、能耗低的優(yōu)點[5]。

3 結語

近年來我國選煤技術愈發(fā)趨于成熟，尤其是重介質選煤技術具有高效便捷的優(yōu)勢，在選煤廠中已得到了廣泛應用與普及。重介質選煤工藝相比于其他選煤工藝，最明顯的優(yōu)勢在于可自由調節(jié)重介質密度，有助于更好地滿足原煤品質或產品要求，并達到自動化控制的目的。選煤廠在改造老舊設備和工藝時，可以著重選擇以重介質旋流器和重介質分選槽為主的重介質選煤工藝，在節(jié)約改造成本的同時取得理想的改造結果。