兖矿集团鲍店煤矿煤质发运中心 山东邹城 273513
摘要：原煤经过洗选，可以降低60%~70%的灰分和脱除50%~70%的黄铁矿，减少燃煤对大气的污染，有着十分显著的环境效益。经过洗选的煤炭，提高了质量，增加了品种，改变了产品结构，提高了竞争力，可以提高企业的经济效益。选煤是洁净煤技术的基础，技术成熟、投资少、运行成本低，是煤炭深加工的前提。近几年来，我国选煤工业发展很快，原煤入选比重也有较大的增长，选煤技术和装备有很大提高，今后发展选煤势在必行。本文主要研究了常规的主流煤炭洗选工艺技术，使其为煤炭洗选的发展发挥更大作用。
关键词：煤炭；跳汰；选煤
1.前言
选煤方法种类很多，可概括分为两大类：干法选煤和湿法选煤。选煤过程在空气中进行的，叫做干法选煤。选煤过程在水、重液或悬浮液中进行的，叫做湿法选煤。选煤方法还可以分为重力选煤、浮游选煤等。我国选煤厂中采用最广泛的选煤方法是跳汰选煤，其次是重介质选和浮选，其他方法均用得较少。以下就这几项我国主流选煤技术进行浅要分析。
2.常规选煤技术
2.1跳汰选煤工艺技术
在垂直脉动的介质中按颗粒密度差别进行选煤的过程叫跳汰选煤。跳汰选煤所用的介质为水或空气，个别也用重悬浮液。以水作分选介质的叫水力跳汰，以空气作分选介质的叫风力跳汰，以重悬浮液作分迭介质时叫重介跳汰。选煤生产中，以水力跳汰用得最多。脉动水流可用动筛、活塞或压缩常气建立。
由于动筛和活塞传动笨重，调整跳汰周期困难，所以现在广泛使用压缩空气来建立脉动水流。在跳汰室内水流升、降的最高和最低位差叫跳汰振幅，水流每分钟脉动的次数叫跳汰频率。水流升降一次所经历的时间叫跳汰周期，它与跳汰频率是倒数关系。
在一个跳汰周期内脉动水流的速度随时间而变化。用脉动水流速度与时间绘制的曲线叫脉动水流特性曲线(跳汰周期特性曲线)，它表示在一个跳汰周期内跳汰室里脉动水流速度的变化情况。偏心传动的活塞跳汰机的水流运动速度特性与活塞运动特性一样，也是一条正弦函数曲线，上下对称。空气脉动跳汰机的水流运动是由压缩空气来推动，用风阀调节的。由于空气脉动跳汰机的水流特性与风阀特点、跳汰频率、风压以及跳汰机结构等因素有关，空气又是可压缩的，故脉动水流特性就复杂得多。旋转风阀可在一定范围内适当调节进气期、膨胀期和压缩期，从而改善物料在跳汰机中按密度分层。电控气动风阀是一种新型风机，可在根据需要任意调整跳汰周期，进气、排气的变换速度极快。可以使跳汰过程中上升期、膨胀期、下降期和密集期的时间比例及各自的变化充分适应原煤性质对分层条件的需要。
2.2重介质选煤技术
在密度大于1g/cm3的介质中，按颗粒密度的差异进行选煤，叫重介质选煤或重介选煤。选煤所用的重介质有重液和重悬浮液两类。有机溶液(如四氯化碳、三溴甲烷、苯、二甲苯)和无机盐水溶液(如氯化锌水溶液、氯化钙水溶液)属于重液，它们是稳定介质，放置很长时间能保持自己的物理性质。悬浮液是固体粒子和水的混合物，静置后粒子即下沉，使悬浮液密度上、下不一致，为不稳定介质。重液价格高、不易回收，多数还有毒性或腐蚀性，所以没有在工业上使用，只在实验室中做煤炭浮沉试验用。目前，国内外普遍采用磁铁矿粉与水配制的悬浮液作选煤用的重介质。这种悬浮液可以配制成需要的密度，而且容易净化回收。
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重介质选煤的主要优点是：分选效率高于其他选煤方法;入选粒度范围宽，分选机的入料粒限为1000~6mm,旋流器为80~0.15mm;生产控制易于自动化。重介选煤的缺点是：工艺复杂，生产费用较高;设备磨损快，维修量大。
重介质选煤的基本原理是阿基米德原理，即浸没在重介质中的颗粒受到的浮力。等于颗粒所排开的同体积的介质重量重介质选煤一般都分级入选。分选块煤在重力作用下用重介质分选机进行;分选末煤在离心力作用下用重介质旋流器进行。在重介质分选机中，用悬浮液流和刮板或提升轮分别把浮物和沉物排出，完成分选工作。
2.3浮选选煤技术
煤泥浮选是以煤和矸石颗粒表面性质的差异为依据而进行的分选过程，其目的是获得~0.5mm的低灰精煤。
2.3.1浮选过程
煤泥以矿浆的形式给人搅拌器，将其配成适当的浓度，同时加入适量的浮选药剂进行充分的搅拌。搅拌后的煤浆进人浮选机，由于浮选机中搅拌机构的充气作用，在矿浆中产生大小不等的大量气泡。吸附了药剂的疏水性煤粒和气泡粘附在一起，浮升到矿浆液面聚集成矿化泡沫层，由刮泡器刮取成为浮选精煤煤浆;而亲水性的研石颗粒则不能粘附到气泡上而留在矿浆底部成为浮选尾煤。
煤泥浮选是在固、液和气三相界面上进行的。这一过程的关键是：矿物表面性质具有差异；矿浆中析出大量稳定而细小的气泡；固体颗粒与气泡碰撞的结果是低灰分煤粒粘附在气泡上被浮到矿浆的表面，高灰分的矸石颗粒则不能粘附在气泡上而遗留在矿浆中。在浮选过程中，气泡是分选的媒介，它同时又是精煤颗粒的运载工具。
2.3.2浮选流程
（1）一次浮选流程
一次浮选流程是浮选中最简单、最常见的流程，它适用于易浮煤或中等可浮煤。其优点是结构简单，耗水量和耗电量小，操作管理方便，单产较高。缺点是煤质变化时产品质量波动较大，浮选难浮煤时精煤灰分和尾煤灰分都不易控制。
（2）中煤再选的浮选流程
中煤再选的浮选流程有两种，一种是中煤返回再选的浮选流程，一种是中煤单独再选的浮选流程。
①中煤返回再选的浮选流程
中煤返回再选的浮选流程是把浮选机最后一室或两室灰分较高的池沫产品返回浮选机第二室或第三室进行再选的浮选流程，以提高精煤的产率。中煤应返回到机室的入料灰分和中煤灰分相近的浮选室中去。这种流程的缺点是由于中煤泡沫产品往往是灰分较高的中间物和一些高灰分的细泥，所以这部分产物在流程中循环，使得浮选过程恶化，影响精煤产品的质量和降低浮选机的处理能力。
②中煤单独再选的浮选流程
中煤单独再选的浮选流程是将浮选机后一室或两室灰分较高的泡沫产品进行单独再选的浮选流程，再选作业的泡沫产品和粗选作业的前几室泡沫产品共同组成浮选混合精煤。这种流程对降低精煤灰分、提高精煤的产率较为有效，但需要增加浮选机台数，使水耗、电耗增加。中煤再选浮选流程适应于中间物含量较多，且解离性能较好，经再选后可能分选的煤泥的浮选。
（3）带有精选作业的浮选流程
带有精选作业的浮选流程是将粗选作业的泡沫产品再进行一次浮选(即精选)的浮选流程，精选作业的泡沫产品作为最终精煤。这种流程适用于难浮的煤和对精煤质量要求较高的煤泥浮选，其优点是可保证获得高质量的精煤。缺点是浮选机合数多，水耗、电耗大，操作复杂，生产成本高。
3 结语
选煤是煤炭生产中提高煤炭质量和经济效益的重要环节。原煤经过洗选加工，清除一部分杂质，降低原煤灰分、硫分，为用户提供质量稳定，品种对路的商品煤，有利于合理利用资源，节约能源、减少无效运输、减少燃烧对环境的污染、提高企业效益、社会效益和环境效益。只有因地制宜选择合适的选煤技术，才能更好的发挥选煤的重要作用。
参考文献：
[1]戴少康. 选煤工艺设计的思路与方法. 煤炭工业出版社.2003-12.
[2]匡亚莉. 选煤工艺设计与管理. 中国矿业大学出版社.2006-5.
[3]王振生. 选煤厂生产技术管理. 煤炭工业出版社. 1993-3.
论文作者:吕娜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/14
标签：选煤论文; 浮选论文; 介质论文; 再选论文; 流程论文; 悬浮液论文; 灰分论文; 《建筑学研究前沿》2017年第9期论文;