兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿选煤中心 山东 菏泽 274705

1 引言

煤炭是世界上储量最多、分布最广的不可再生的自然能源，同时煤炭也是最廉价的自然能源之一。在现已经汇总的资源中，煤炭的储量在世界能源总储量中占90%左右。随着技术发展的逐渐完善，我国煤炭查明资源储量一直保持稳定增长的状态，并且煤炭资源的储量是非常的丰富的。我国煤炭资源不仅储量丰富，而且种类也比较的齐全，煤炭资源的分布也比较的广泛，在全国32个省(市、区)中除了上海市外，都多多少少的有些煤炭资源，但是区域的分布并不是很均匀，按照我国板块来看的话，整体上呈西部多东部少，北边富足，南部匮乏。内蒙古、山西、新疆、贵州、陕西这六个省份的煤炭资源是我国已查明煤炭资源量最多的省份。煤炭资源丰富仅仅代表着数量上较多并不足以说明煤炭资源的质量也较高，我国经济迅速的发展对煤炭的需求量也越来越大，煤炭高强度的开采不仅会使煤炭数量的减少，也会使得高质量煤炭的减少。因此我们需要在毛煤中通过分选从而来得到质量较为高的优质煤，传统的跳汰等工艺已经很难保证分选出来的煤炭的质量，并且其效率也没有那么高。随着近年来我国重介质选煤的工艺发展迅速，已经渐渐的淘汰了传统选煤工艺。重介质选煤技术不仅在国内开始运用广泛，在国外也运用的非常多，较大的区别在于国外的着重点在重介质分选机与重介质旋流器两个产品上的开发与研究，而我国更为看重的是大直径无压三产品重介质旋流器的研发与应用。接下来我们先来讨论重介质选煤工艺常用的一些设备。

2 重介质分选设备

在我国许多煤场所使用的重介质分选设备大概可以分为两个大类，第一类是重介质旋流器，第二类是重介质分选机。

下面我们从其主要特征入手来分别介绍一下这两种不同的重介质分选设备。就旋流器而言，该类型的重介质分选设备在其部件组成上来说比较简单，是一种效率比较高的重介质分选设备。由于重介质旋流器分选设备自身没有运动组件，因此，在其进行作业的过程当中主要就是通过自身所具有的结构参数和外部的作业参数二者的灵活地相互配合来实现对重介质的高精度分选过程的，这也是重介质旋流器分选设备自己所特有的重要特征。在该种分选设备工作的过程中，悬浮液和多种物料会在形成一定程度的压力的情况下沿着切线的路径进入到旋流器的里面，从而形成能够产生更大力量的漩涡流。漩涡液体流进入到料口以后就会渐渐形成沿着旋流器的内表面慢慢呈现下降趋势的螺旋流，这个时候，在重介质旋流器分选设备中心轴的附近位置就会产生一种向上运动趋势的内螺旋流，这种情况下产生的内螺旋流自身带有一定的负压力，因此就会产生吸入空气的状况，吸入的空气就会在旋流器的中心轴心位置形成一个明显的空气柱。当原煤进入到旋流器以后，密度比较低的精煤就会随着内旋流上升的溢口并排出分选设备，原煤当中的矸石则会在外螺旋流的带动下向下运动并且从底部位置排出。在重介质旋流器分选设备进行工作的过程中，当原煤的颗粒密度比悬浮液的颗粒密度大的时候，原煤颗粒所在悬浮液当中的颗粒半径为r为位置所受到的合力大小为正值，这个时候原煤颗粒就会被悬浮液甩到外螺旋流，与此相反，也是在同样的机理作用之下，原煤颗粒被甩向内螺旋流。在重介质旋流器分选设备工作过程当中，因为其离心力远远大于其重力，因此在很大程度上提高了分选速度和分选效果。

根据所得产品的不同，重介质旋流器分选设备又可以分为可分为两产品型和三产品型两种，其中所谓的两产品是指得到的产品有精煤和矸石两种类型的产品，三产品是指得到的产品有精煤，中煤，矸石三种类型的产品。两产品重介质旋流器可分为圆筒型和圆锥型两种结构，三产品的结构可分为两圆筒组合型和圆筒圆锥组合型这两种结构。除了机构上有差异外，一般还分为有压和无压两种给料方式，有压与无压的各自优缺点有所不同，有压的优点为分选下限底处理能力明显比无压高，重介质悬浮液的所需循环量小，但会使得设备磨损严重。无压的优点主要体现在在工作过程中可以使得矸石泥化的现象大大减少，使得大多数煤场的生产需求都能满足，但是工作过程中所产生的功耗较大，精煤产品容易被矸石污染。

市场上目前有两种类型的相关产品，分别为3GDMC和3NWX这个两种。无压三产品重介旋流器分选设备的工作原理同样是利用了阿基米德原理，分选介质以一定的压力又给介管切向给入一段旋流器，在入口的位置会产生一定的压力，在此压力的作用下旋流器的筒内就会形成具有离心物理现象的力场，同时又会有向上方向运动的外螺旋以及向下方向运动的内螺旋现象产生，在这个时候，所要进行分选的原煤就会从入料管进入到旋流器当中形成内旋流，然后在离心力作用的驱使之下煤粒迅速从旋流器的中心位置到其器壁位置出现分层现象，旋流器中心位置的煤炭颗粒密度是小于分选密度的物料，此物料在旋流的作用驱使下进行溢流口；向旋流器的器壁运动的煤炭颗粒是密度大于分选密度的物料，这一部分物料从进入二段旋流器进行进一步分选，加重煤炭颗粒在旋流器离心力的驱使下运动到给煤矿的位置同时形成浓缩状况，且伴有分级作用，这样就提高了二段旋流器中悬浮液的密度，然后再进一步对重物料进行分选，又可得到中间产品和重产品。无压三产品重介旋流器的技术特点主要体现在分选精度比较高，工艺流程操作简单，可以通过单一低密度悬浮设备系统一次性选出精煤、中煤和矸石三种合格产品。与传统工艺相比大大减少了生产环节，原煤采用无压给料方式，排矸能力强，次生煤泥量和精损失明显减少，产品结构灵活，质量稳定，精，中，矸的质量都能保证单机处理能力由40t/h到300t/h，可基本满足大、小型煤厂选型需要。

虽然重介质分选设备分类的种类较多，但是工作情况都是相同的，其缺点是设备造价较为昂贵，维修成本较高，磨损较快。

3 重介质选煤工艺的应用

在我国的煤矿分布地区，由于煤矿的种类和品质的不同，那么我们所采用的选煤工艺也不尽相同，一般会有多种的选煤工艺，我们接下来挑几种来说一下。第一，选前脱泥与不脱泥的工艺选择，当原煤料进入到选煤厂的时候，选煤厂会根据煤泥的含量和矸石的泥化程度来判断是否需要脱泥工艺，当煤泥量大于一定的值时候就得选择脱泥工艺，一般这个值是大于30%的时候，其优点是分选精度高，效率高，缺点是工艺复杂。不脱泥工艺优点在于分工流程简单，缺点在于无法控制细粒煤的分选精度。第二、跳汰粗选——重介质旋流器精选工艺，其主要原理是利用跳汰机处理量大的优点，先将原煤通过跳汰机经过排矸后，再通过重介质旋流器对通过跳汰处理后的煤进行精选。这样做的目的是为了得到灰分较低的精煤。使用跳汰工艺粗选能够适当降低原煤的含矸量，能够提高分选效率并减少其相关的成本。因此这个工艺比较适合含矸量较大，煤况质量较好的原煤。第三、重介质浅槽排矸工艺，很多大型煤厂会选择重介质浅槽排矸工艺是因为重介质浅槽设备有着其特有的优点，最为显著的便是其处理量大，可达800t/h，排矸率快接近99%，并且对煤种的适应性也很强，设备能耗低，体积小。第四，三产品重介质旋流器分级分选工艺，无压三产品重介质旋流器分选工艺，再进行该工艺的时候得先对原煤进行筛选分级，这样做的目的是为了减少末煤含量，筛分完以后对所得到的物料根据颗粒大小进行下一步的分选，对于可选性不同的颗粒所进入的地方也不同，可选性好的大颗粒进入大直径重介质旋流器进行分选，可选性较差的小颗粒物料则进入小直径介质旋流器进行份选。

4 重介质选煤工艺的发展趋势

随着我国重介质选煤工艺的不断应用与发展，其在煤炭行业的推行力度也会越来越大，所以重介质选煤工艺的发展前景还是很光明的，随着我国对环保的逐渐加强，越来越多的煤厂会进行相关的整合，小型煤厂会越来越少，逐步的形成大型煤厂，所以想发展成为大型煤厂前提就得有大型设备，所以未来设备的大型化是一个趋势。现在选煤的工艺程序还是较为繁杂，未来发展肯定会去其糟粕，取其精华，选煤工艺设计也会越来越简单。当然，选煤工艺、设备的自动化、智能化也会是逐步发展的一个趋势，科技的进步以及自动化的发展为各行各业提供了技术支持，选煤工艺上的全自动化的发展趋势也是不可避免的。

5 结语

因为煤炭是不可再生资源，煤炭的储量是一定，随着人类开采力度的逐渐增加，优质煤的可采量会越来越少，因此怎么在原煤中快速高效的筛选出质量较高的煤是以后的一个方向，因为本人学识有限，仅以此文发表一些个人见解，有不足之处还望见谅。