第十二講-煤炭洗選教程文件

1、精品文檔第十二講 煤炭洗選本講的主要內(nèi)容是與煤炭洗選相關(guān)的煤炭概況 （煤的形 成、種類、物化特性等） 、煤炭洗選技術(shù)與工藝（跳汰、重 介、旋流器等工藝特點） 、煤炭洗選行業(yè)的新技術(shù)與新工藝。煤炭是我國最主要的能源， 在已探明的化石能源資源總 量中，煤炭占 94.3%，石油和天然氣僅占 5.7%。我國又是煤 炭生產(chǎn)和消費大國， 在一次能源消費結(jié)構(gòu)中， 煤炭約占 70%。 長期以來，國內(nèi) 70%的燃料和工業(yè)動力、 60%的化工原料和 60%的民用商品能源，都是由煤炭提供的。隨著國民經(jīng)濟和 社會的發(fā)展，能源需求不斷增加，對煤炭的需求量也將越來 越大，在今后 50 年內(nèi)我國以煤炭作為主要能源的格局不會

2、 有根本性變化。大量的原煤直接燃燒造成的煤煙型為主的大氣污染， 嚴 重制約了我國國民經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展。 2002 年我國煙塵排 放量為1012Mt , S02排放量為1926Mt，酸雨面積已超過國 土面積的 30%，而燃煤造成的煙塵和 SO2 排放量分別占到 70%和 85%。為了減少環(huán)境污染，提高煤炭的轉(zhuǎn)化燃燒率， 國家和用戶對煤炭質(zhì)量和品種的要求日趨嚴格， 使圍繞煤炭 潔凈加工與利用的潔凈煤技術(shù)形成蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。發(fā)展選煤是保護環(huán)境的需要， 是煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn) 略的重要組成部分。 眾所周知， 我國是煤炭生產(chǎn)和消耗大國， 在一次能源構(gòu)成中煤炭占據(jù) 3/4 的高額比重，而且這樣的態(tài) 勢直

3、到 21 世紀初葉不會改變。然而，大量燃用煤炭已引起 嚴重的環(huán)境問題，且將隨煤炭生產(chǎn)量和消耗量的增加而日趨 嚴重。選煤是潔凈煤技術(shù)的源頭和基礎(chǔ)， 是現(xiàn)階段最為成熟， 最為經(jīng)濟的手段。因此，在潔凈煤技術(shù)起步時期，首先要加 速發(fā)展選煤。洗選煤市場份額的增大，將為選煤的發(fā)展拓寬 道路。以市場經(jīng)濟為主體的產(chǎn)煤國家的多年經(jīng)驗證明，在市 場經(jīng)濟條件下，對于多數(shù)煤礦來說，選煤廠是不可缺少的生 產(chǎn)環(huán)節(jié)。選煤是使用物理、 物理化學方法， 將原煤分成不同質(zhì)量、 規(guī)格產(chǎn)品的加工過程。選煤可以出去煤中的雜質(zhì)，包括矸石 和 50%70%的硫，提高煤炭產(chǎn)品的質(zhì)量、增加煤炭品種、減 少無效運輸、提高熱效率、節(jié)約能源、減少S

4、O2、NOx 和煙塵的排放量。選煤還是綜合利用資源，提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟效 益的重要手段。因此，選煤已成為煤炭工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)中不 可缺少的重要環(huán)節(jié)和潔凈煤技術(shù)中的源頭技術(shù)， 是煤炭深加 工的基礎(chǔ)和前提。我國選煤工業(yè)起步較晚，20 世紀 50 年代才開始建立起自己的選煤工業(yè)，經(jīng)歷了兩次快速發(fā)展時期。 20 世紀 70 年代以“洗煤保鋼”為主要內(nèi)容的選煤大發(fā)展， 是原煤入選比例由 1970 年的 10%增長到 1980 年的 17%，基 本滿足了我國鋼鐵工業(yè)對煉焦煤質(zhì)的要求 ;2000 年以來，選 煤工業(yè)進入新的快速發(fā)展時期。到 2005 年，我國原煤入選 比例達到 33%。一、 與選煤相關(guān)的煤炭概況

5、1、煤炭的形成及組成 煤是有遠古死亡植物殘骸沒入水中經(jīng)過生物化學作 用，然后被地層覆蓋并經(jīng)過地質(zhì)化學作用形成的有機生物 巖，它是主要由 C、H、O、 N 等元素組成的有機成分和少 量礦物雜質(zhì)一起構(gòu)成的復(fù)雜混合物， 即煤是由有機組分和 無機組分兩部分構(gòu)成。無機組分包括水分和礦物雜質(zhì)，它們構(gòu)成煤的不可燃 部分，在多數(shù)情況下，它們是對煤的加工利用起不良影響 的有害部分。煤中的有機組分主要是由 C、H、O、N、S 等元素構(gòu)成 的具有不規(guī)則構(gòu)造的空間聚合體， 其基本結(jié)構(gòu)單元是以縮 合芳香烴為主體，在其側(cè)鏈上帶有官能團的大分子。它是 煤的主要成分，也是煤炭加工利用的主要對象。2、煤炭的煤化種類 根據(jù)成煤物

6、質(zhì)以及成煤條件的不同，可以把煤劃分為 三大類：腐植煤、殘植煤和腐泥煤。腐植煤是由高等植物經(jīng)過成煤過程中復(fù)雜的生化和地 質(zhì)變化作用生成。它是自然界分布最廣，蘊藏量最大的煤。 近代的煤炭利用及化學加工主要是建立在腐植煤基礎(chǔ)上。腐植煤根據(jù)煤化程度（即成煤植物在生物、地質(zhì)化學 作用下達到的化學成熟程度） 的不同， 可區(qū)分為泥炭、 褐煤、 煙煤和無煙煤四大類。其中煙煤是自然界中最重要、分布最 廣、品種最多的煤種。殘植煤是由高等植物殘骸中對生物化學作用最穩(wěn)定的 組分富集而成，在自然界中的儲量很少。腐泥煤主要由湖沼或淺水海灣中藻類等低等植物形 成。其儲量大大低于腐植煤類，故工業(yè)作用不大。3、煤炭主要指標（

7、1 ）水分：內(nèi)在水分與表面水分為煤炭全水分。不論何 種水分增高，都使發(fā)熱量下降，熱量損失增加。燃燒過程每 蒸發(fā) 1kg 水，約需 600kcal 熱量。洗選不能改變煤的內(nèi)在水 分，但可脫出大部分表面水分。原煤、篩選煤或洗選煤的表 面水分均不得超過 8%。過高的表面水分即影響使用價值又 給用戶安全運行造成威脅。（2）灰分 煤炭燃燒后，不可燃的礦物殘渣是煤的灰分。煤中灰 分的測定是將一克分析煤樣在815+10 C的溫度下完全燃燒，剩下殘渣的重量百分率即為式樣的灰分。煤灰?guī)缀跞縼碓从诿褐械牡V物質(zhì)，但煤在燃燒時，礦 物質(zhì)大部分被氧化、分解，并失去結(jié)晶水，因此，煤灰的組 成和含量與煤中礦物質(zhì)的組成和含

8、量差別很大。 我們一般說 的煤的“灰分”實際上就是煤灰產(chǎn)率。煤中的礦物質(zhì)有內(nèi)在礦物質(zhì)和外在礦物質(zhì)之分。內(nèi)在礦物質(zhì)又包括兩部分，即植物本身所含的礦物質(zhì)和煤生成過程中進入煤中的礦物質(zhì)。外在礦物質(zhì)是指在煤的開采過程中， 煤礦的頂板、底板和夾石層的煤矸石混入煤中所形成的物 質(zhì)。其化學組成較為復(fù)雜，主要包括Si、Al、Fe、Mg 、 Ca、Na、K、S和P等元素，它們常以碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、硫化物、氯化物及氧化物等形式存在。外來礦物質(zhì)可用洗煤 的方法去除。在能量轉(zhuǎn)化的過程中，煤灰是有害物質(zhì)，灰含量多不僅 其分解時要多消耗熱量，而且在排渣時還會帶走更多的余 熱，在燃燒過程中，沉積在受熱面上可能會造成腐

9、蝕和導(dǎo)致 傳熱效率降低。煤中的灰分對煉焦過程有較大的影響，煤中的灰分每增加 0.8%，則導(dǎo)致焦炭中的灰分增加 1%，焦炭的強度下降 2%。 灰分高的焦炭用作高爐煉鐵時， 則降低高爐的熱效率和助劑 的消耗量，因此煉焦多采用灰分小的洗精煤做原料。所以原煤灰分大于 25%時洗選加工，排除矸石。易洗煤的產(chǎn)品灰分在15%左右或更低，難洗煤的產(chǎn)品灰分在 20%s 24%之間。（3）硫分 硫在煤中以三種形式存在，即有機硫、硫鐵礦硫（黃鐵礦和白鐵礦硫等形式存在的硫）和硫酸鹽硫。硫在煤中含 量變化范圍較大，一般為 0.1%5%。硫雖能燃燒放熱，但它確實極為有害的成分。煤中硫分是煤煙中SOX和NOX的直接來源，還

10、會造成設(shè)備腐蝕、 堵灰和泄漏， 嚴重影響設(shè)備運行的經(jīng)濟性和安全性。 低、中、 高硫煤中硫分分別小于 1%、 1%3%、大于 3%。（ 4 ）發(fā)熱量煤的發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒后放出的熱量。在煤燃燒的過程中，煤中的礦物質(zhì)大多數(shù)都需要熱量 進行分解，所以煤中礦物質(zhì)越多（灰分產(chǎn)率越高） ，煤的發(fā) 熱量越低，一般沒得灰分產(chǎn)率每增加 1%，其發(fā)熱量降低約 370J/g。當煤風化以后，煤中氧含量顯著中增加，碳、氧含 量降低，導(dǎo)致煤的發(fā)熱量降低。4、我國煤炭的煤質(zhì)特征 我國煤炭以低灰和低中灰煤為主，占65%以上。其中，特低灰煤（灰分 <10%）占 21.6%；低中灰煤（ 10%20%）占 43.

11、9%；中灰煤（20%30%）占 32.7%；中高和高灰煤占 1.8%。我國煤 炭硫分較 低， 以 特低硫 和 低硫煤 為主 ，占 56.07%；低中硫和中硫煤占 32.46%；中高硫煤占 8.27%；特 高硫煤占 3.2%。我國的煤炭分類方案于 1958 年試行， 1986 年 10 月又 頒布了新的分類國家標準。新的煤炭國家分類標準，首先根 據(jù)煤的變質(zhì)程度將所有煤分為無煙煤、煙煤、褐煤三大類。對無煙煤和褐煤，再按照煤化程度和工業(yè)利用途徑，又各分為3個和2個小類，即無煙煤一號（ WY1）,無煙煤 二號（WY2）,無煙煤三號（WY3）和褐煤一號（HM1 ）,褐 煤二號（ HM）。煙煤按照煤化程度

12、和黏結(jié)性能，范圍貧煤、貧瘦煤、 瘦煤、焦煤、肥煤、 1/3 焦煤、氣肥煤、氣煤、 1/2 中黏煤、 弱黏煤、不黏煤、長焰煤等 12 小類5、我國煤炭資源的概況我國煤炭資源的探明儲量為 114.5Gt （ 109t） ，占全球 總額的 13.90%。中國是以煤炭為主要能源的國家， 在全部一 次能源的消費的構(gòu)成中煤炭占了 70%。中國與煤炭有關(guān)的行業(yè)數(shù)量是世界上主要產(chǎn)煤國中數(shù) 量最多、最全的。主要用途包括發(fā)電、冶金、建材、化工、 工業(yè)爐窖、碳素、民用等多種行業(yè)。中國煤炭資源的分布遍 及全國 28 個省區(qū)，煤種分類包括了褐煤、煙煤、無煙煤等 所有品種。二、煤炭洗選煤技術(shù)與工藝（一）洗選工藝流程 煤炭

13、加工、矸石處理、材料和設(shè)備輸送等構(gòu)成了礦井 地面系統(tǒng)。其中地面煤炭加工系統(tǒng)由受煤、篩分、破碎、選 煤、儲存、裝車等主要環(huán)節(jié)構(gòu)成。是礦井地面生產(chǎn)的主體。1 、 受煤：受煤是在井口附近設(shè)有一定容量的煤倉，接 受井下提升到地面的煤炭，保證井口上下均衡連續(xù)生產(chǎn)。2、篩分：用帶孔的篩面把顆粒大小不同的混合物料分 成各種粒極的作業(yè)叫篩分。 篩分所用的機器叫篩分機或者篩 子。在選煤廠中，篩分作業(yè)廣泛地用于原煤準備和處理上。 按照篩分方式不同，分為干法篩分和濕法篩分。3、破碎：把大塊物料粉碎成小顆粒的過程叫做破碎。 用于破碎的機器叫做破碎機。 在選煤廠中破碎作業(yè)主要有以 下要求：（ 1）適應(yīng)入選顆粒的要求；精

14、選機械所能處理的煤炭顆粒 有一定的范圍度，超過這個范圍的大塊要經(jīng)過破碎才能洗 選。（ 2）有些煤快是煤與矸石夾雜而生的夾矸煤，為了從中選 出精煤，需要破碎成更小的顆粒，使煤和矸煤分離（ 3）滿足用戶的顆粒要求，把選后的產(chǎn)品或煤快粉碎到一 定的粒度 物料粉碎主要用機械方法，有壓碎、劈碎、折斷、擊碎、磨 碎等幾種主要方式。4、選煤：是利用與其它物質(zhì)的不同物理、物理化學 性質(zhì)，在選煤廠內(nèi)用機械方法去處混在原煤中的雜質(zhì)，把它 分成不同質(zhì)量、規(guī)格的產(chǎn)品，以適應(yīng)不同有戶的需求。按照選煤廠的位置與煤礦的關(guān)選煤廠可以分為：礦井 選煤廠、群礦選煤廠、中心選煤廠和用戶選煤廠；我國現(xiàn)有 的洗煤廠大多是礦井洗煤廠。

15、現(xiàn)代化的洗煤廠是一個由許多 作業(yè)組成的連續(xù)機械加工過程。5、存儲：為調(diào)節(jié)產(chǎn)、運、銷之間產(chǎn)生的不平衡，保證 礦井和運輸部門正常和均衡生產(chǎn)而設(shè)定的有一定容量的煤 倉，接受生產(chǎn)成品煤炭，保證能順利出廠，進入最后的裝車 階段。6、裝車：包括裝車倉、定量裝車系統(tǒng)、平車和外運專 用線等。（二）煤炭洗選方法 煤炭洗選是利用煤和雜質(zhì)（矸石）的物理、化學性質(zhì) 的差異，通過物理、化學或微生物分選的方法使煤和雜質(zhì)有 效分離，并加工成質(zhì)量均勻、用途不同的煤炭產(chǎn)品的一種加 工技術(shù)。按選煤方法的不同，可分為物理選煤、物理化學選煤、 化學選煤及微生物選煤等。物理選煤是根據(jù)煤炭和雜質(zhì)物理性質(zhì)（如粒度、密度、 硬度、磁性及電性

16、等）上的差異進行分選，主要的物理分選 方法有重力選煤， 包括跳汰選煤、 重介質(zhì)選煤、 斜槽選煤、 搖床選煤、風力選煤等。電磁選，利用煤和雜質(zhì)的電磁性 能差異進行分選，這種方法在選煤實際生產(chǎn)中沒有應(yīng)用。物理化學選煤浮游選煤（簡稱浮選） ，是依據(jù)礦物表 面物理化學性質(zhì)的差別進行分選，目前使用的浮選設(shè)備很 多，主要包括機械攪拌式浮選和無無機械攪拌式浮選兩種。化學選煤是借助化學反應(yīng)使煤中有用成分富集，除去 雜質(zhì)和有害成分的工藝過程。 目前在實驗室常用化學的方法 脫硫。根據(jù)常用的化學藥劑種類和反應(yīng)原理的不同，可分為 堿處理、氧化法和溶劑萃取等。微生物選煤是用某些自養(yǎng)性和異養(yǎng)性微生物，直接或 間接地利用其

17、代謝產(chǎn)物從煤中溶浸硫，達到脫硫的目的。物理選煤和物理化學選煤技術(shù)是實際選煤生產(chǎn)中常用 的技術(shù)，一般可有效脫除煤中無機硫（黃鐵礦硫） ，化學選 煤和微生物選煤還可脫除煤中的有機硫。 目前工業(yè)化生產(chǎn)中 常用的選煤方法為跳汰、重介、浮選等選煤方法，此外干法 選煤近幾年發(fā)展也很快。一般來說，選煤廠由以下主要工藝組成。（1）原煤準備：包括原煤的接受、儲存、破碎和篩分。（2）原煤的分選：目前國內(nèi)的主要分選工藝包括跳汰 浮選聯(lián)合流程；重介 -浮選聯(lián)合流程；跳汰 -重介 - 浮選聯(lián)合流 程；塊煤重介 -末煤重介旋流器分選流程； 此外還有單跳汰和 單重介流程。（3）產(chǎn)品脫水：包括塊煤和末煤的脫水，浮選精煤脫 水

18、，煤泥脫水。 2 L' " . u: _8 I" H, R m（4）產(chǎn)品干燥：利用熱能對煤進行干燥，一般在比較嚴寒的地區(qū)采用。（ 5）煤泥水的處理。我國現(xiàn)行的選煤廠主要有以下幾種工藝：大于0.5mm級的煤，一般用跳汰、重介選或跳汰重介組合分選；小于0.5mm 級的煤， 一般用浮選或煤泥重介選； 特大塊煤一般 采用手選或動篩選，或者重篩選。（三）洗選工藝1、跳汰選煤 跳汰選煤是主要的煤炭分選工藝，它的優(yōu)點在于工藝流程簡單、設(shè)備操作維修方便、處理能力大且有足夠的分選 精確度；另外，跳汰選煤入料粒度范圍寬，能處理 15mm 150mm 粒級原料煤。跳汰選煤的適應(yīng)性較強，主

19、要應(yīng)用于 洗選中等難選到易選的煤種。 是否采用跳汰方法選煤關(guān)鍵看 原煤的可選性，原則上中等可選、易選的和極易選原煤都應(yīng) 采用跳汰選煤方法。難選煤是用跳汰選還是用重介選，應(yīng)通 過技術(shù)經(jīng) 濟比較來確定，對極難選煤，應(yīng)采用重介選煤方 法， 以求得高質(zhì)量和高效益在我國使用較多的國產(chǎn)跳汰機有SKT X系列 系列篩下空氣室跳汰機。XSKT系列跳汰機采用 液壓托板排料方式，跳汰面積為 4m2 45m2 ；系列跳汰機 跳汰面積為 60 m240m2 ，采用無溢流堰深倉式穩(wěn)靜排料方 式，可避免已分層物料撞擊或翻越溢流堰造成二次混雜。總的來看，跳汰技術(shù)的發(fā)展是朝著設(shè)備大型化。降低制造和運 行成本更加精確地實現(xiàn)分選

20、。 提高單機及系統(tǒng)的自動化程度 等方向進行。 因此，來很長一段時間內(nèi)，跳汰選仍將在我 國選煤行業(yè)中居優(yōu)勢地位。在垂直脈動的介質(zhì)中按顆粒密度差別進行選煤過程。 跳汰選煤的介質(zhì)是水或空氣，個別的也用懸浮液。選煤中以 水力跳汰的最多。跳汰機是利用跳汰分選原理將入選原料按密度大小分 選為精煤、中煤和矸煤等產(chǎn)品設(shè)備。2、浮選技術(shù) 浮選工藝是利用礦物表面的物理化學性質(zhì)的差別分選 礦物顆粒的作業(yè)過程，是一種應(yīng)用非常廣泛的選煤方法。生 產(chǎn)實踐證明，不同粒級的煤泥在浮選中的速度和可浮性存的 較大的差異。 因此，浮選工藝的一個發(fā)展方向是，采用分 級入浮方式處理可使不同粒級的煤泥得到合理有效地處理， 一般可將煤泥分

21、為 3 個級別，即粗粒級（ +0.25）中等粒級 （ 0.25mm0.045mm ）高灰細泥（ 0.045），近年來我國研 制成功的篩網(wǎng)旋流器為煤泥分級浮選或分級處理流創(chuàng)造了 條件。另外，對浮選劑的研發(fā)也得到了一定的發(fā)展，浮選劑 的主要作用是提高煤粒表面疏水性和煤粒在氣泡上黏著的 牢固度，在礦漿中促使形成大量氣泡 ，防止氣泡兼并和改 善泡沫的穩(wěn)定性使煤粒有選擇性地黏著氣泡而上浮， 調(diào)節(jié)煤 與礦物雜質(zhì)的表面性質(zhì)，提高煤泥的浮選速度和選擇性。近 年來對煤泥浮選的藥劑進行了很多研究， 除了各類捕收劑和 起泡劑外主要致力于兩個方面：一是煤泥浮選促進劑 ，二 是復(fù)合浮選藥劑。在這兩個方面，國內(nèi)外的專家學

22、者通過不 懈努力已經(jīng)取得了豐碩成果3、淺槽重介選煤（ 1）基本原理：分選機內(nèi)懸浮液通過2 個部位給入分選槽內(nèi)。下部給入的為上升流，通過布流板進入槽內(nèi)，使其 分散均勻。上升流是保持懸浮液穩(wěn)定、均勻，同時有分散入 料作用。側(cè)面給入的為水平流。通過布料箱的反擊和限制， 可使水平流全寬、均勻地進入槽內(nèi)。水平流的作用是保持槽 體上部懸浮液密度穩(wěn)定， 同時形成由入料端向排料端的水平 介質(zhì)流，對上浮精煤起輸運作用。當入料煤入分選槽后， 在調(diào)節(jié)擋板作用下全部浸入懸浮 液中。此時，開始分層。精煤等低密度物浮在上層，矸石等 高密度物沉到槽子底部。下沉過程中，與矸石混雜的低密度 物由于上升流的作用而在充分分散后繼續(xù)

23、上浮。 在水平流作 用下，浮在上部的低密度物由排料溢流口排出成為精煤產(chǎn) 品。在刮板作用下，沉到槽底的高密度物由機頭溜槽排出成 為矸石產(chǎn)品，從而完成分選過程。由于淺槽分選機的分選長度短， 煤和矸石在懸浮液中的 停留時間很短，大約是普通跳汰機的151 8，是動篩跳汰機的 1 213。同時煤和矸石在淺槽內(nèi)的運動十分平穩(wěn)，可以認為是相對靜態(tài)分選，煤和矸石在懸浮液中很少相互擠壓摩擦，因此可以最大限度的提高設(shè)備的分選精度，減 輕分選作業(yè)產(chǎn)生的次生煤泥量。（2）該工藝的優(yōu)點 分選上限高、入料粒級寬（10013/6mm），能有效減少大塊入料的破碎率，降低能耗，并降低最終產(chǎn)品水分。 單臺設(shè)備通過能力大，對煤質(zhì)波

24、動適應(yīng)性，能及時排除大量矸石，可簡化工藝，減少廠房 體積及基建投資。 分選精度及產(chǎn)品回收率高。 有效分選時間短，次生煤泥量低，最大限度地減輕矸石泥化程度。自動化程度高，懸浮液密度可自動調(diào)節(jié)。 結(jié)構(gòu)簡單，易于操作維護，易損件更換方便。（ 3）該工藝的缺點 由于低密度物的運輸和溢流完全依靠水平流的橫沖 力，所以要求的循環(huán)介質(zhì)量較大，造成介質(zhì)循環(huán)泵和精煤脫 介環(huán)節(jié)的能力較大，功耗相對較高。 完全依靠水平流的沖動排料， 造成較大粒度的物料無法分選，所以其分選上限較低，最大為 100mm 。增加了原 料煤的加工任務(wù)。 更換重介淺槽分選機鏈時，多人在狹小空間（寬1500mm） 內(nèi)作業(yè)，很容易產(chǎn)生磕手碰腳現(xiàn)

25、象和其它安全隱患。 運轉(zhuǎn)中頻繁出現(xiàn)斷鏈，鏈片磨損嚴重，壽命短，一般僅為 3 個月。4、重介旋流器（1）基本原理：兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器是在離心力場條 件下進行分選的設(shè)備，其本身沒有運動部件，結(jié)構(gòu)非常簡 單。，其基本工作原理也很簡單：固、液懸浮液在一定的壓 力下從人料口切線給入旋流器，在器壁的導(dǎo)流作用下，懸浮 液劇烈旋轉(zhuǎn)，并同時沿著器壁向下做螺旋運動，形成向下的 外螺旋流；外螺旋流在向下運動的過程中，由于錐段漸漸收 縮，流動阻力增大，到達底流口附近后，迫使外螺旋流中除 部分流體從底流口流出外，大部分流體轉(zhuǎn)而向上運動，在內(nèi) 部形成向上的回流，即內(nèi)螺旋流，并從溢流管流出。在旋流器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流場中， 懸浮液

26、中密度大的顆粒在離 心力的作用下容易沉降到器壁附近， 并隨外螺旋流從底流口 排出，而密度小的顆粒由于沉降速度較小，則隨著大部分液 體形成的內(nèi)螺旋流從溢流口排出， 從而使懸浮液中的不同密 度物料得到分選。（2）主要工藝及其比較：重介質(zhì)旋流器按照入水的先 后分為有壓和無壓，按照產(chǎn)出的產(chǎn)品數(shù)量，分為兩產(chǎn)品和三 產(chǎn)品。我國三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器技術(shù)飛速發(fā)展并日趨完善， 而兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器技術(shù)則相對滯后，而在國外，兩產(chǎn)品 技術(shù)相對成熟。兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的結(jié)構(gòu)存在一個弱點， 即該設(shè)備一旦制造完畢，旋流器錐比即被固定。這樣，一些分選條件(如分選密度，溢流量，精煤產(chǎn)品灰分等)也就基本固定了，允許的波動范圍不能

27、太大。模塊式選煤廠主分選設(shè)備為兩產(chǎn)品有壓重介旋流器。由于設(shè)備體積小，工藝系統(tǒng)簡單，設(shè)備布置能形似模塊式。有壓重介質(zhì)旋流器雖有設(shè)備磨損率大、能耗大的缺點， 但其入料壓力穩(wěn)定，分選效果相對穩(wěn)定，并能降低相當大的 廠房高度。(3)影響旋流器分選效果的因素：主要包括結(jié)構(gòu)、原料、操作等3個因素。因外形管口等結(jié)構(gòu)已經(jīng)固定，入選原 煤性質(zhì)基本變化不大，在實際生產(chǎn)中，影響分選的主要因素 是操作因素，為此，就液固比、處理量、放料壓力、懸浮液 中煤泥量等參數(shù)可進行分析5、螺旋分選機為了降低介質(zhì)消耗，脫泥粒度突破0.5mm，出現(xiàn)了 0.75，1，甚至 2mm 的篩縫，因此，在重選和浮選之間便存在了一 個有效分選粒度

28、的缺口，即20.25mm粗煤泥的分選。螺旋分選機正好可以彌補這一缺口。礦漿由分配器進入螺旋溜槽后， 顆粒群在槽面上的運動 過程中，重礦物沉降速度快，沉人液流下層，輕礦物則浮于 液流上層；接著，輕、重礦物沿橫向展開，沉于下層的重礦 物沿收斂 的螺旋線逐漸移向內(nèi)緣，浮于上層的輕礦物沿擴 展螺旋線逐漸移向中間偏外區(qū)域； 不同密度的礦粒沿各自的 回轉(zhuǎn)半徑運動，輕重礦物沿橫向從外緣至內(nèi)緣均勻排列，設(shè) 在排料端部的截取器將礦物帶沿橫向分割成精、矸兩個部 分，使其通過各自的排料管排出，從而完成分選過程。相關(guān)粗煤泥分選設(shè)備：煤泥重介質(zhì)旋流器、水介質(zhì)旋流器、干擾床（TBS）,螺旋分選機。該工藝的優(yōu)點： 螺旋分選

29、機較多應(yīng)用于動力煤選煤廠， 分選粗煤泥，入料粒度為30.1mm 。螺旋分選機分選精度較高，設(shè)備占地面積小，單位面積處理能力大；其本身沒有 運動部件，不用藥劑和介質(zhì)，人料不需要壓力，操作簡便， 維修量小，加工費低。AM圖 12-2分層和聊分選帶的旳ai螺旋分選機洗選原理示意圖三、煤炭洗選行業(yè)的新技術(shù)1、三產(chǎn)品重介工藝技術(shù)、二產(chǎn)品重介工藝技術(shù)這兩種工藝技術(shù)的問世，不僅徹底改變了過去傳統(tǒng)重介 選煤工藝的種種弊端，而且將一些輔助工藝帶到了選煤工藝 的前臺，使得選煤工藝的單一、簡單模式被徹底打破。 作為主要的分選設(shè)備其入料粒度上限可達80mm100mm入選粒度范圍可達到80mm1mm,單臺處理能力最高達

30、到了 600t/h700t/h,分選效率高達 95%以上。打破了國內(nèi)長期以 來多采用小直徑重介旋流器組分選的傳統(tǒng)理念。2、煤泥加壓脫水工藝技術(shù)煤泥的脫水一直是煤炭洗選行業(yè)的一個重要指標，近幾年來煤泥脫水技術(shù)在一定程度上得到了很大的提高。目前，在很多選煤廠的煤泥脫水工藝中，大都使用了加壓過濾機對煤泥進行脫水。加壓過濾機是一種能實現(xiàn)高效、節(jié) 能、連續(xù)工作、全自動操作的設(shè)備，具有較高的生產(chǎn)能力，即 生產(chǎn)能力為 0.5t(/h ?m2)0.8t(/h ?m2),比真空過濾機高 48 倍,對于粒級較細 ,濃度較低的浮精也能進行處理 ,還能對原生 煤泥進行處理。3、噴射式浮選機的工藝技術(shù)通過改善浮選入料的

31、進料方式 ,使浮選入料在很短的時 間內(nèi)就能與浮選藥劑礦化 ,提高浮選效率。 該浮選工藝能夠滿 足 2.0 Mt/a 處理能力以上選煤廠的需要。4、微泡浮選柱工藝技術(shù)由于使用機械攪拌式浮選機分選細粒煤泥存在黏土污 染,生產(chǎn)一直難以實現(xiàn)最佳化。 浮選柱能顯示比現(xiàn)有選煤廠浮 選流程較高的效率 ,而且浮選柱的性能指標也允許在新流程 中使用較好的設(shè)計數(shù)據(jù)。5、煤泥重介工藝該工藝是一種較新型的選煤技術(shù)工藝 ,其主要的目的是 處理 -0.5mm 的重介系統(tǒng)中的煤泥 ,減輕磁選機在回收磁性物 過程中的壓力 ,以提高磁選機的工作效率和精煤的回收率。6、助濾劑脫水工藝此工藝主要用于 -0.5mm 以下的煤泥脫水工

32、藝中 ,使得 許多產(chǎn)品的水分降低 ,提高設(shè)備的脫水效率。 此工藝主要是在 一些尾煤濃縮池添加定量的絮凝藥劑,降低細顆粒在煤泥水中的沉淀時間 ,從而達到提高入料濃度 ,減少設(shè)備的脫水時間 和提高脫水效率。7、振動流化床氣力分級工藝該工藝從根本上解決了堵塞問題 ,振動流化床氣力分級 機沒篩網(wǎng) ,即便是煤炭水分大 ,也不存在諸如篩孔堵塞問題 ,分 級粒度由于不受篩孔堵塞限制 ,就可進行 6mm 以下任一粒度 分級。 氣體加熱板框式壓濾脫水工藝解決了細粒煤泥的高效 脫水問題 ,不僅使煤泥入料濃度可大幅降低 , 而且成餅時間短 , 產(chǎn)品水分低不超過 14%,成為一項嶄新的脫水工藝。8、礦物型凝聚劑及煤泥

33、水澄清凈水模式 該項目屬溶液膠體化學在礦物工程中的應(yīng)用。由此研究 和開發(fā)的礦物型凝聚劑及首創(chuàng)的煤泥水澄清凈水模式,系統(tǒng)地分析測試了煤泥水膠體的形成、 相互差異以及與宏觀煤泥 水特性的聯(lián)系 ,提出了水質(zhì)是決定煤泥柵性的決定性因素并 以此對煤泥水進行科學分類。 經(jīng)現(xiàn)場工業(yè)性試驗表明 ,該項目提出的以礦物型凝聚劑為核心的煤泥水澄清凈水模式既可在選 煤廠特別是難處理選煤廠推廣,也可在選礦廠等礦漿體系中應(yīng)用。10、干法選煤發(fā)展 近年來，由于濕法分選的諸多局限，致使現(xiàn)代干法選煤技術(shù)得到了迅速發(fā)展?，F(xiàn)代風選理論可入選750mm寬級別煤，甚至不分級煤 （ 有效分選深度 6mm） ，而物料中細 顆粒起加重質(zhì)作用

34、，形成氣固相混合分在9%以下的原煤分選。 目前，最具代表性的是風力搖床和風力跳汰。 FX 型風 力干選機在我國已推廣應(yīng)用 30 多臺。復(fù)合式干法選煤技術(shù) 是我國獨有的新型實用技術(shù)，自 1989 年開始研制 FGX 系 列復(fù)合式干選機， 1998 年獲煤炭部科技進步獎。目前， 48m復(fù)合式干選機已通過產(chǎn)品鑒定。該技術(shù)具有不用水、工藝簡 單、回收率高、能耗低、設(shè)備事故率低等優(yōu)點，在我國選煤 方法中所占比例由 0 迅速增加到 5.7%。由于我國 78% 的 煤炭資源蘊藏在干旱缺水的西部地區(qū)， 因此復(fù)合式干選技術(shù) 為我國能源基地戰(zhàn)略西移提供了一條新的煤炭加工技術(shù)途 徑；另外，作為動力煤排矸的有效分選技術(shù)，成為提高我國 動力煤入選比例的一種切實可行的方法， 并可改變我國煤炭 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一問題；同時，解決了易泥化煤的分選問題，也 解決了嚴寒地區(qū)煤炭洗選帶來的產(chǎn)品凍結(jié)問題。 為提高干法 選煤的分選效果，日本、加拿大和中國都先后開展了空氣重 介質(zhì)流化床干法選煤技術(shù)的研究。 世界上首先由中國礦業(yè)大 學完成了用于處理 506mm粒級煤炭的空氣重介質(zhì)流化床 干法選煤技術(shù)的工業(yè)性試驗， 1994 年 6 月， 50t/h 空氣重介 質(zhì)流化床干法選煤廠示范項目通過國家技術(shù)鑒定和工程驗 收，在全世界率先實現(xiàn)了商業(yè)化。目前，中國礦業(yè)大學為實 現(xiàn)全粒級 (30