摘要：随着时代的不断进步，世界范围内应用的煤炭分选方法经历了从原始跳汰到重介质选煤技术的发展。本文主要围绕重介质洗煤技术在选煤厂中的应用展开探讨，其中，针对重介质洗煤的原理及应用优势也进行了简要分析，以期为相关研究提供帮助。
关键词：重介洗煤技术；选煤厂；应用策略
引言：社会不断发展，人们环境保护意识日益提升，传统跳汰法对环境污染的影响较大，亟需改变。同时，各相关行业对煤炭质量的要求逐渐提升，天然气、石油等的竞争日益激烈，选煤工业的关注点逐渐向高分选精度、低成本方向发展，推动了重介质选煤技术的发展，促使其应用及推广范围越来越广。
一、重介洗煤原理分析
原煤主要由矸石、煤等构成，密度通常在1.2到2.6g/L之间，将此类密度差异较大的混合物置于存在中间密度的重介质内，便可以得到密度级差异明显的两种产品，包括大于重介质密度的沉物以及小于重介质密度的浮物。后者最后处在分选槽底部位置；前者最后处于重介质液表面，基于溢流或者机械扰动将上述两种产品排出，即为重介质选煤。该方法主要是以阿基米德原理为基础，换而言之，利用GO表示重介质所受重力，GO
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颗粒于重介质内部受GO影响的大小和V及颗粒、介质间密度差之间存在正比例关系，颗粒于重介质内进行垂直运行的方向，主要受颗粒密度和重介质密度的差值影响。实践证明，由于颗粒沉降速度及其直径间存在正比例关系，倘若粒度不大于1毫米，沉降的速度过小，难以展开相应分选操作。于重力场内无法开展有效分选的细粒级物料，于离心力场中可获得较为优良的分选效果。现阶段可发挥最高实效性的末煤分选设备即为重介质旋流器。
二、重介洗煤技术在选煤厂中的应用
（一）具体应用
重介洗煤主要指利用阿基米德原理，在重介质悬浮液中开展分选操作的一种方式。但想要开展相关操作，还需要基于人工制备且存在相应特性的介质中开展分选操作，所以，在分选设备设计完成之后，介质的制备、回收及其性质稳定性，是可对生产的顺利与否产生直接影响的关键因素。
具体而言：基于相应的密度要求，开展重介质制备操作，随后，将预先准备的材料按照规定的速率和重介质共同或者依次放进分选机内，根据密度对轻、种产物展开分选，通过筛上喷水洗涤法，对产品内部带出介质开展脱除及回收操作，一般来讲，会借助磁选机进行回收、利用介质循环系统开展重复使用。介质循环系统内部通常会设置介质特性测控装置，此类装置可以通过多种形式确保循环重介质特殊性质的相对稳定。在一定量的介质通过磁选尾矿或者产品脱除以后，新制备的介质按照测控装置的信号，自动或者依靠人力进入到装置之后，进而达到确保数量平衡的目的。
充分考量上述分选操作的本质及特性，可为相关生产管理、操作及工艺研究提供有效依据。选煤过程中应用的重介质，一般为高密度微细固体及水的混合液，是一种非均相的重悬浮液，和真溶液存在较大差异，此类溶液内含固液两相，具备较高复杂性。基于此，实际开展各环节分选操作时，煤粒于其中进行相应运动的过程中，不仅会遭受分散介质阻力影响，分散相颗粒的阻力对其影响也相对较大。但据相关实验显示，和处于真溶液内类似，粒度粗且和重介质的密度存在显著不同的颗粒，于悬浮液内运动时主要受惯性阻力影响；粒度小且和重介质密度差别并不明显的颗粒，主要受粘性阻力影响。但基于实验也得出另一种结果，即随着煤粒的粒度和加重剂粒度的差异越来越小，悬浮液内部的分选煤受加重剂颗粒机械作用影响会大幅提升，此为影响颗粒分选作用的关键因素之一。
为了更详细的阐述重介质选煤过程，现阶段应用范围较广且较为贴合实际的理论为：在煤粒粒度和加重质粒度的差距达数十倍以后，可将悬浮液认定为均相液体，处于其中的煤粒在运动时受到的阻力影响与真溶液相同；但在两者粒度类似的情况下，煤粒运动可认定为基于干扰沉降条件下的运动。基于此，处于离心力场内，干扰沉降沉比会对分选煤粒的直径起到限制性影响。通常来讲，具有分选资格的粒度最低限值为加重质最大粒度的五倍。
通常来讲，上述理论的应用条件为固液两相悬浮液内部所含分散固体体积浓度不大于30%的情况。倘若大于30%，那么就算针对粗粒度块煤来讲，也不能将相应悬浮液作为均匀液体。具体而言，个别情况下，我们发现密度较高，例如1800g/cm3或以上分选的重力分选机，会出现重介质表层存在粗矸石漂浮的情况。究其原因，利用磁性物含量较低的磁铁矿粉开展高浓度重介质配制操作的过程中，固体体积浓度大于30%的可能性较高，再结合系统内部煤泥较多等的影响，悬浮液性质和均匀液体之间会出现较大差距。
通常而言，选煤过程中应用的重介质均为稳定性较低的固液两相粗分散体系，静止状态下会出现沉降分层。为了确保重介质悬浮液浓度稳定，保证分选顺利开展，所应用的分选设备内部应设置相应的扰动装置。任何一种扰动对密度、粒度存在差异性的颗粒产生的影响均不尽相同，特别是针对细粒密度和重介质悬浮液类似的颗粒而言。利用经过仔细研磨的磁铁矿粉，或者于重介质系统内准确余留一定量的煤泥，对于确保中介质悬浮液相对稳定均存在积极影响，且有助于降低扰动所造成影响。
（二）应用优势
基于一定条件下，重介质选煤可满足较高的分选精度要求，有助于促进分选效率提升，且一般来讲，多会利用偏差E值开展分选精度开展衡量操作，照比其于选煤方法来讲，分选精度更高。也是由于此特点，重介质分选法可在难度较大或者极大的分选操作中发挥出较高实效性。分选精度高，即证明基于产品质量一直的情况下，生产精煤的效率较高。具体而言，该方式在多种差异粒度原煤的分选操作中进行有效应用。中国现阶段应用的三产品重介质旋流器，第一段直径的上限值为1400毫米，机器的平均处理能力每小时400吨，入料最大值为80毫米，且无需利用繁琐程度较高双密度介质分选技术。入选的原煤可提前开展脱泥或者不脱泥相关操作，如果经由风力分级干法脱泥，能够降低精煤综合水分，减少煤泥水处理量。
针对个别煤矿来讲，其原煤中矸的含量相对较高，而单纯依靠人力开展拣矸操作的工作量过大，且难度较高，此类情况下，便可以利用重介质块煤选矸法。个别动力煤选去矸石之后获取的商品煤质量较高，此时也能够利用重介选排矸法。入选粒度的最小限值受商品煤质量的直接影响，但通过干法筛分原煤的过程中，入选粒度最小限值通常大于等于6毫米。此类方式最主要的优势在于工艺难度较低，操作便捷性较高，进行水处理的煤泥数量较小。静力分选机以及其他合适的设备也可以作为重介质分选机。
结论：综上所述，可对重介选煤厂介耗产生影响的因素较多，针对引发介耗的因素开展有效分析，积极研究和分析可有效降耗的方式及相关的预防控制策略，有助于大幅度降低介耗在重介选煤厂各环节生产操作开展时出现的可能性，减少相应的成本投入，为选煤厂创造更多的社会及经济效益。
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论文作者:杨光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/24
标签：介质论文; 悬浮液论文; 密度论文; 选煤论文; 粒度论文; 较高论文; 操作论文; 《基层建设》2019年第29期论文;