關于選煤方法與選煤設備的探討

摘要：隨著我國社會經濟的飛速發展，煤炭能源的消耗問題也逐漸被人們重視起來。一直以來，煤炭企業幾乎將所有重點都放在了經濟效益的追求上，卻忽略了對環境的保護，從而導致我國環境問題越來越嚴重。鑒于此，本文首先對選煤方法的分類進行介紹，并在此基礎上對煤炭企業發展過程中的主要設備進行分析，從根本上做到選煤方法和選煤設備的科學性和合理性，從而更好的促進我國煤炭企業的可持續發展。

關鍵詞：煤礦企業;選煤方法;選煤設備

無論是哪一種選煤方法，在其實施過程中都離不開相應的選煤設備作為支撐。只有將選煤方法與選煤設備有效結合起來，才能夠從根本上提高企業的經濟效益和社會效益，同時達到環境保護的目的。

一、跳汰選煤

就目前跳汰選煤方法發展過程中所形成的機理來看，大致可以分為兩種類型，即靜力學觀念和動力學觀點。其中，以靜力學觀點為核心的模型主要有跳汰能量理論模型和跳汰概率模型兩種。其中，跳汰能量理論模型是由德國學者邁耶爾首先提出來的，該理論模型認為，在一個完整的應用系統中，系統是否可以自發的從非穩態向穩態轉移與系統內各組元之間約束的強弱具有直接關系。對于跳汰層系統來說，在沒有按照密度進行分層的時候，床層的重力勢能較高，在脈動水流的作用下，床層的重力勢能也會減少，一直到最低。而跳汰概率統計模型則是由維諾格拉道夫依據數理統計規律提出來的，其相關的分層公式為：Q=Q₀（1-e^Kt），式中，Q、Q₀、K、t分別表示進入產物量、入料中的輕物料或重物料量、與入料性質及水流的脈動特性相關系數以及分選時間。以動力學觀點為核心的模型主要有三種，即自由沉降末速分層假說模型、沉降末速分層假說模型和初加速度分層假說模型。無論是以靜力學為觀點的模型還是以動力學為觀點的模型，所涉及的跳汰設備大致相關，以篩側空氣室跳汰機為例，主要有LTG型、LTW型、BM型和CTW型。

二、重介質選煤

所謂重介質選煤，主要指的是以重液和懸浮液為分選介質的一種選煤方法。由于重液與懸浮液相比，不僅具有回收復雜、價格昂貴等特點，而且回收也相對來說比較困難，因此，在當前煤炭企業中并沒有得到廣泛應用。相反，懸浮液憑借著自身回收簡單、容易，且價格低廉等優點得到了廣泛應用。就目前重介質選煤的應用來看，主要適用于排矸、分選難選和極難選煤。重介質選煤設備主要有分選大于6mm或13mm的塊煤斜輪重介質分選機和立輪重介質分選機以及分選末煤的重介質旋流器。其中，立輪重介質分選機的類型相對比較多，無論在國內還是國外，都被廣泛應用。就我國目前煤炭企業所應用的類型來看，主要以國內自行設計制造的JL型立輪分選機為主。重介質旋流器也可以大致分為兩類：一類是以荷蘭D.S.M重介質旋流器為代表的圓錐形重介質旋流器;另一類是以美國D.W.P為代表的圓筒形重介質旋流器。目前，這兩類設備在我國煤炭企業中均有廣泛應用。

三、浮選選煤

由于煤的表面具有一定的非極性，而礦物質表面是極性的，從而使得煤表面具有一定的疏水性，礦物質則有較強的親水性。這樣一來，如果想要從根本上提高煤的可浮性，擴大煤與礦物質濕潤性的差別，提高浮選效果。那么在實際的浮選過程中，必須加入一些藥劑，并根據不同藥劑所含有的不同作用將其分為捕收劑、起泡劑和調整劑。對于浮選選煤方法中所涉及的設備，也應該對其進行合理選擇，就目前浮選選煤的現狀來看，浮選機按充氣方式可以分為機械攪拌式浮選機和非機械攪拌式浮選機，我國選煤廠應用最廣泛的是XJM型噴射式浮選機式浮選機。

四、搖床選煤法

搖床能夠處理13"mm以下的易選末煤和煤泥，它的優點是結構簡單、易操作、分選效果好、生產成本低、分選下限可達200網目，由于搖床對細粒煤分選效果好，對于硫鐵礦含量高的高硫煤脫硫具有較好的脫硫效果，因此，在我國煤炭含硫量較高的西南地區選煤廠中得到一些應用。從高硫煤中回收硫鐵礦，既可以減少高硫煤使用對環境帶來的污染，也可以向化工、化肥等行業提供工業原料，因此得到愈來愈多的重視和應用。搖床的主要缺點是單層搖床單位面積處理能力低，占地面積大。多層懸掛式搖床在很大程度上彌補了普通搖床的缺點，而雙頭離心搖床則有效地降低了分選下限，提高了對煤中硫鐵礦的脫除能力。近年來搖床也作為從洗矸中脫硫的主要設備。

五、螺旋分選機選煤法和螺旋滾筒分選機

螺旋分選機適于處理13mm以下的易選末煤和粗煤泥。在實際應用中主要用于粗煤泥的分選，最佳分選粒度為1～0.075"mm或2～0.10mm，有效分選粒度為6～0.075mm，介于跳汰選與浮選之間。螺旋分選機本身沒有運動部件，占地面積小。其缺點是高度大，設備參數不易確定和調整。螺旋分選機可以和浮選機組成聯合流程，分別處理粗煤泥和細煤泥。可以有效地降低生產成本。螺旋滾筒分選機用于處理6mm以上的物料。它以入選原煤中小于0.3"mm的粉煤作為介質與水混合形成較穩定的懸浮液，所以，又稱為自生介質滾筒。螺旋滾筒分選機流程簡單，并具有拆裝方便的特點，可以作為簡易選煤設備用于動力煤、煉焦煤（易選、中等可選）、臟雜煤及煤矸石的分選

六、水介質旋流器選煤法

水介質旋流器的突出優點是去掉了介質回收與凈化工藝程，與其他高效分選設備配合使用，可以減少主要分選設備的人選量，可用來處理易選末煤或粗煤泥。與其他末煤或粗煤泥的分選設備相比，它的處理能力大，但是它只能保證一種產物的質量合格，因此，水介質旋流器的使用應當考慮兩段選及聯合流程，一般將水介質旋流器用做初選設備。水介質旋流器本身沒有運動部件，系統簡單，生產成本低，但其分選效率不高，國內外資料表明，其可能偏差E值在0.09～0.21之間

七、干法風力選煤

傳統的干法風力分選、風力跳汰和風力搖床分選效率低，要求人料分級比小，水分低，世界各國已很少采用。我國從20世紀80年代開始研究空氣重介質流化床干法選煤工藝，1992年，一座50"t/h空氣重介質流化床干法選煤示范廠在七臺河市投入使用，可以用來處理難選或極難選煤。空氣重介質選煤廠主要包括入選原煤準備系統、選煤系統、重介質的脫介和回收系統、供風和除塵系統以及產品運輸系統。空氣重介質分選研究為干法選煤開拓了良好的發展前景。我國吸收了無風干式搖床和風選機的優點后，研制出了復合式干法分選機。復合式干法分選機的人料粒度范圍是80～0mm，在寬粒度級別的情況下，細粒物料與空氣形成氣一固兩相混合介質，這種自生介質的分選作用可以提高分選效果

八、結語

綜上所述，選煤方法的選擇是選煤工藝的流程設計中的重要環節，相關因素是多方面的，如：原煤粒度組成特性（含粒度組成）、密度特性（含可選性）;硫分構成及其賦存嵌布特性;產品結構（含市場需求）;分選效率;分選加工費用;相關的基建投資費用;綜合經濟效益等。科學合理的選煤方法和設備選型，不僅能夠使企業實現短期經濟效益，長期的社會效益，而且還能夠對生態環境起到一定的保護作用。

參考文獻：

[1]祁文俊，丁濤.對選煤廠設備管理模式的探討[J].中小企業管理與科技，2011（24）.