探析企業選煤方法

袁金娟 康之訥

我國的煤炭蘊藏含量巨大，位居世界前列，同時，我國也是一個用煤大國。煤炭行業作為我國的基礎行業，對國家經濟建設和社會穩定有著不可替代的作用。世界發達國家的原煤入選率普遍較高，有些國家甚至達到90%以上，但是我國的原煤入選率在60%左右，這不僅是對煤炭資源的浪費，同時也對環境造成了極大地污染。煤炭作為我國的基礎能源，在各行各業中都有廣泛的應用，但是不同的行業對煤炭的質量要求是不同的，通過選煤，既可以減少煤炭使用過程中對環境的污染，同時也可以滿足不同行業對煤炭質量的不同要求。選煤方法有很多種，主要是利用煤炭的物理、化學、電磁等方面的特性，大體上來劃分，可以分為濕法選煤和干法選煤。選煤過程在水、重液和懸浮液中進行的，稱為濕法選煤；選煤過程在空氣中進行的，稱為干法選煤。具體而言，濕法選煤方法主要有跳汰選煤、重介選煤、浮選選煤；干法選煤主要有風選、電磁選煤、空氣重介質流化床選煤。

一、選煤方法分析

1.重介質選煤。重介質選煤是利用阿基米德原理來進行煤的分選，精煤和矸石的密度不同，在重液或者重懸浮液中，密度小的精煤上浮，而密度大的矸石下沉，從而實現分選的目的。重介選煤的介質有重液和重懸浮液，重液是指無機水溶液或者有機溶液，重懸浮液是指混合有固體加重質的懸浮態的流體。按照分選煤的大小不同，重介選煤又分為在重力場中和在離心場中進行。前者一般用于分選煤塊，后者一般用于分選煤末。重介選煤法選煤密度范圍大、選煤粒度范圍大，可自動控制。重介選煤的設備主要有重介質分選機和重介質旋流器，其中重介質旋流器又分為兩產品重介旋流器和三產品重介旋流器。密度小于懸浮液的精煤進入重介旋流器的內旋流，從溢口流出，密度大于懸浮液的矸石進入重介旋流器的外旋流，從底部流出。三產品重介旋流器目前在我國的應用較為廣泛。

2.跳汰選煤。跳汰選煤是一種重力選煤方式，是利用原煤中精煤和矸石的密度不同，在跳躍前進中實現分層，從而達到分選的目的。跳汰選煤的介質為水的稱為水力跳汰，介質為空氣的稱為風力跳汰。目前在實際應用中，多以水力跳汰為主。跳汰選煤的關鍵是分層，實現分層的客觀條件是垂直脈動水流。所謂垂直脈動水流，是指作周期性上下運動的水流。當水流上升時，物料在水流作用下離開篩面，呈上升運動，物料中的不同成分依密度不同作相對運動；當水流下降時，物料作下降運動回到篩面，經此反復過程，密度大的成分便在分層的下面，密度小的成分便在分層的上面。按照篩板是否運動，跳汰機分為定篩跳汰機和動篩跳汰機，目前廣泛使用的是動篩跳汰機。動篩跳汰機工作時，槽體內部預先裝有一定高度的水，篩板在水中作上下往復運動，實現物料的分選。跳汰選煤技術歷史悠久，具有工藝相對簡單，循環用水量小，生產成本低的特點。

3.浮選選煤。浮選選煤是利用礦物表面的物理化學性質來進行的一種煤炭分選，通常用于煤炭細顆粒的分選。煤炭自身具有疏水性，所謂疏水性是指非極性分子離開水而進入非極性溶液的趨勢。浮選選煤的藥劑有捕收劑，起泡劑，活化劑等。煤炭細顆粒在浮選藥劑的作用下，離開水而依附于藥劑起泡表面，并隨著藥劑上浮到水面。浮選選煤目前主要采用攪拌式浮選機，其他常用設備包括浮選柱，噴射式浮選機等。攪拌式浮選機工作時吸入空氣和藥劑，通過攪拌形成均勻穩定的流場，流場內部含有足夠的空氣氣泡，氣泡的表面張力大小合適，煤炭細顆粒依附于氣泡表面，并隨氣泡上升到水面。起泡上升至水面，從而被加以回收。

4.風選。風力選煤是利用原煤中的不同成分在質量，密度，粒度等方面的差異，進行的一種分選。風力選煤的介質是空氣，風力選煤與水力選煤在很多方面都比較類似，風力選煤也是在上升和下降的氣流中，實現對原煤的分層，繼而達到分選的目的。風力選煤較之水力選煤，具有干燥性，便捷性，無污染等特點，但同時在分選質量上不如水力選煤。風力分選設備主要有風力跳汰機，風力搖床等。按照氣流的流向，風力分選設備可分為垂直，水平和傾斜三種類型。實際應用中，以垂直風選設備為主，在垂直氣流的作用下，原煤中的不同成分按照密度分層，密度大的沉降，而密度小的上浮。

5.電磁選煤。電磁選煤是利用原煤中不同成分的磁性不同，進行的一種分選。礦物中的成分有的具有鐵磁性，有的具有強磁性，有的具有弱磁性，不同磁性的物質在磁場中所受到的磁場力不同，進而產生不同的運動軌跡，從而可以對不同運動軌跡的物質分別進行回收，從而達到分選的目的。電磁選煤的設備主要有磁選機，在實際應用中，磁選機通常用來回收煤中的鐵質雜質，物料進入磁選機后，由于鐵質雜質收到的磁場力大，其運動軌跡會靠近磁場，而原煤的其他部分所受的磁場力小，其運動軌跡會遠離磁場，這樣便可以將鐵質雜質和原煤其他部分分離開來。

6.空氣重介質流化床選煤。空氣重介質流化床選煤，是一種將氣固流化技術應用于選煤的技術。所謂氣固流化，是指由細微顆粒固體組成的有一定密度的固體層，在氣流的作用下，呈現懸浮并流動的態勢。空氣重介質流化床選煤，本質上是一種重力選煤方式，在氣固流化床中，密度大的成分下沉，而密度小的成分上浮，從而到達分選的目的。空氣重介質流化床的流化層密度，受到固體加重質的密度及氣體的流動速度的影響。要實現均勻穩定的流化層，須合理選擇固體加重質以及控制氣體流動速度。

二、選煤存在的不足及改進

煤炭企業選煤過程中存在的一些不足，會造成煤炭資源的浪費，增加煤炭生產及使用企業的成本，同時還易造成環境污染。選煤過程中存在的不足主要表現為以下3個方面。①選煤設備的故障率高，選煤設備使用過程的故障，一方面是由于操作不當引起的，另一方面是由于保養不當，零件老化引起的。設備一旦故障，不僅導致生產無法繼續進行，后續的維修也是費時費力。②選煤工藝的落后，目前我國選煤主要使用重介質選煤和跳汰選煤等工藝，選煤的質量和效率都有待進一步的提升。③管理的落后，選煤企業沒有建立科學合理的生產管理體制，造成選煤工序的重復，停頓等，不僅沒有促進效率的提升，甚至反而降低了生產效率。

針對煤炭企業選煤過程中暴露出來的上述問題，需要針對性的進行改進，以期提升選煤的效率，降低生產成本，同時降低環境污染。

對于選煤設備故障的問題，需要規范工人的操作流程，避免操作不當引起的設備故障，及時有效地對設備進行檢修和保養，避免零部件老化導致的故障。

對于選煤工藝落后的問題，需要進一步的研究高效合理的選煤工藝，吸取國外先進的經驗，同時結合我國的實際國情，創造性的發展適合我國國情的選煤工藝。

對于管理落后的問題，需要制定科學高效的管理機制，去除繁瑣低效的管理流程，加強對管理人員的培訓，提升管理的質量，讓管理促進生產效率的提升，而不是降低生產效率。

三、結束語

煤炭作為我國的基礎能源，對國民生產生活中被廣泛使用。我國原煤的入選率不高，造成了煤炭資源的浪費和環境的污染，提高原煤的入選率，改進選煤的工藝，既可以提高煤炭的質量，降低煤炭運輸和使用成本，也可以減輕對環境的污染。本文對選煤中使用的主要的技術進行了簡要的介紹，同時對選煤中存在的不足及改進措施也作了簡要的闡述。

（作者單位：武漢科技大學城市學院）