淺談大平礦復合干選法回收油頁巖的應用

詹德寬 郭建琦

（鐵法能源公司，遼寧 調兵山 112700）

1 概述

自鐵康油頁巖加工利用有限公司投產以來，提煉原油的原料基本靠大平礦和小康礦兩座礦井供應。隨著油頁巖加工公司大型化、連續化、和自動化的發展態勢和干餾工藝技術水平的不斷提高，對供料的質量和數量提出了更高的要求。

2 大平礦早期的油頁巖回收存在局限性

2.1 洗選矸石作為油頁巖加工公司生產的主要原料，還有一少部分是經過手選臺人工揀取的大塊油頁巖。事實上，油頁巖公司更傾向于人工揀取的油頁巖部分，因為水洗矸石含有過多的外在水分，對油頁巖的干餾工藝影響很大，導致生產效率下降。

2.2 選煤廠手選臺每班8 名女工，除揀取油頁巖之外，還要撿除花崗巖等質地較硬的巖石、鐵器、木料等雜物以減小其對設備的壓力，人工勞動強度較大。

2.3 入洗原料煤中油頁巖比率較高，大量的油母頁巖涌入洗煤系統，油母頁巖易泥化的性質使洗水變粘稠、渾濁，會增大洗煤尾水處理的壓力，造成尾水處理藥劑量增大，工人的勞動強度增大，更主要的是洗水系統異常會對整個生產秩序產生極大的影響。

2.4 入洗原煤較高的含矸率使選煤廠洗煤回收率長期處于較低水平，洗煤回收率低于50%，這也是制約選煤廠躋身先進行列的一個重要因素。

為了解決油頁巖回收中的一些列問題，選煤廠工藝流程新納入了復合式干選系統。

3 復合式干選法的分選原理

3.1 翻轉剝離分選原理：利用床面振動產生的慣性力，使下層靠近床面的物料由排料邊向背板方向運動，由于背板的阻擋，引導物料向上翻轉。密度小的煤優先進入上層。上層物料受床面振動影響小，在重力作用和背板推力作用下，沿表層向排料邊下滑，通過排料擋板剝離出表層密度最小，灰分較低的部分煤。其余物料繼續做下一周期循環運動。

3.2 自生介質的分選原理：復合式干選機入料粒度范圍是80-0mm，而原煤中6-0mm 的粉煤和床面上升氣流組成了氣固兩相混合介質，形成具有一定密度，相對穩定的混合懸浮介質層。密度小的煤懸浮于介質層中，由排料邊排出，密度大的矸石則下沉到床面被運往矸石端。用阿基米德原理可以做出簡單的解釋，和重介質選煤原理相近。

3.3 離析作用和風力作用的綜合作用：一個鐵桶放入粒度大小不同的原煤，振動鐵桶后就會發現大粒度物料擠入上層，小粒度物粒漏到底層。這種現象叫做“離析作用”。同樣鐵桶放入不同粒度原煤，在鐵桶底部開很多小孔。鐵桶不動，只是通過風孔向上鼓風，其結果是細粒煤吹到上層，大塊落到下層，這是“風力作用”。

3.4 高密度礦粒浮力效應：床層底部高密度礦粒（矸石）相互擠壓碰撞產生浮力將低密度煤不斷擠出矸石層，從而使矸石產品得到凈化。

3.5 床面上格條分選：床面上平行格條形成多個平行槽體，使礦粒受到多次分選。其分選原理類似濕法搖床選煤。五種分選原理都可選煤，復合干選法集以上五種分選原理為一體，達到風力選煤技術領先的水平。

4 復合式干選機的結構

復合式干法分選機由分選床、振動器、風室、機架和吊掛裝置、接料槽等部分組成。振動器由2 臺振動電機固定在分選床電機架上，帶振動器的分選床由4 根鋼絲繩通過減振彈簧懸掛在機架上。

分選床由布滿風孔的直角梯形床面、背板、格條、排料擋板和矸石門組成。在床面下部設置若干風室與離心風機相通，各風室均有風閥控制，風室和床面固定與分選床成為一體。

5 復合干選法的應用特點

5.1 入洗原煤經復合干選工藝，含矸率大幅度降低，洗煤回收率提高20%以上。

5.2 干選產品水分低。由于干選床層靠振動和鼓風作用形成，四種產品不但不增加水分，還有一定脫水作用（能降低0.5%左右水分），為回收低水分油頁巖提供可靠的保證。

5.3 復合干選法生產成本低、效率高，噸原煤加工成本遠低于跳汰洗煤法；干選系統用人少，節約勞動力，勞動生產率高，操作人員2-3 人，勞動生產率可達200 噸/工以上。

5.4 干選產品多樣化可出多種灰分不同的產品。有利于滿足商品煤用戶的條件下取得最大經濟效益；適應性強。對各種煤種排矸均能適應。

6 工業性試驗結果

6.1 -1.8 密度級占全樣產率已由35.90%增長至58.26%，增長幅度顯著，選煤廠洗煤回收率指標又上了一個新的臺階。

6.2 篩分實驗結果顯示，經過干式分選，>20mm 粒級產率由91.16%降低至83.24%，降幅為8.69%，該粒級產率降低不明顯；而1-6mm、6-20mm 兩個粒級的產率分別由1.64%增至5.97%、7.20%增至10.79%，增幅為72.53%和33.27%，增加幅度巨大。這就表明入洗原料煤中粒度較大物料被有效的分離出去，導致小粒級物料產率升高。

6.3 從浮沉實驗-1.8 密度級占全樣產率分粒級觀察，中小粒級增長幅度亦遠大于>20mm 粒級幅度。這說明經過干選工藝，小密度級含量增加，矸石量減少，干選法排矸效果明顯；這也從側面反映出，選煤廠矸石粒度級>20mm 居多。

結語

復合干選系統經科學論證，符合選煤廠生產實際。該系統設計簡潔新穎，運行穩定可靠，在回收油頁巖應用中，充分實現了煤矸分離效果，解決了油頁巖公司干燥狀態油頁巖原料不足的矛盾。有效降低選煤廠入洗原料煤的矸石含量，從而洗煤回收率有相當幅度的提高；也為提高洗煤質量奠定基礎，優化洗煤產品結構打下良好基礎，從而達到提高煤質增加銷售收入的目的。干選系統投入以后，煤礦企業收到良好的經濟效益。除此之外，煤炭企業向節能環保、能源綜合利用等可持續發展戰略發展已經大勢所趨。復合干選法節約水資源，不產生洗煤尾水，同時又節能、環保，符合發展潔凈煤技術等各項國家經濟技術政策。復合式干法選煤技術是我國獨創的，適合我國國情的新型選煤方法。這種選煤方法能適應我國各種大小不同類型動力煤煤炭企業的需求。為解決我國褐煤等易泥化煤洗選加工的難題；為解決我國煤矸石綜合利用的問題；為提高原煤入選率等諸多方面做出了重要貢獻。

[1]尹景云.復合式干選法在選煤中的應用[J].煤炭技術，2004.

[2]揚德山.復合式干選法與濕式選煤法應用之比較[J].應用能源技術，2006.