干法選煤技術的發展與應用探討

葛現玉

摘 要：本文主要針對干法、濕法選煤技術進行對比分析，探討當前干法選煤技術存在的不足，以及該技術的未來發展趨勢。希望可為干法選煤提供一些有益的參考意見，促進干法選煤技術的不斷發展和提高。

關鍵詞：干法選煤技術;發展;應用

我國煤炭資源十分豐富，是可利用的主要能源之一，被喻為工業的糧食，為我國經濟社會的發展做出了重要貢獻。通過煤炭分選可以減少煤炭中的各種雜質，比如：灰分、硫分等。通過分選可以調整和優化產品結構，提高煤質，增強煤炭企業市場競爭力，降低煤炭運輸成本，減少環境污染，具有良好的經濟和社會效益。

1 干法選煤技術與濕法選煤技術的對比分析

選煤主要是利用煤與矸石、硫鐵礦等雜質物理性質的差異性來進行分選，一般按照選煤介質的不同，將選煤方法分為干法和濕法選煤。干法選煤一般是在空氣中完成對煤炭的分選，而濕法選煤則主要是在水中或者其他含水介質中完成對煤炭的分選。就兩種選煤方法而言，濕法選煤發展時間較長，技術比較成熟，在業內得到了廣泛的推廣和應用，但利用濕法選煤需要消耗大量的水資源，噸煤耗水在300-500L/t;煤泥水處理系統投資巨大，投資占比達到50%，約25-35元/噸，煤泥水處理需要添加速凝劑、消耗濾布又增加大量生產成本，而且煤泥儲存，運輸、銷售困難;高寒地區冬天生產需要防凍，選后產品水分大易凍難于運輸、裝卸;洗選廠投資巨大，約50-70元/噸;選煤生產成本高，約20-30元/噸。這些不利因素會限制濕法選煤的推廣應用。因此，近年來干法選煤技術越來越受到重視，相比濕法選煤而言，干法選煤不耗水;不產生煤泥，產生的粉塵可通過除塵設備回收利用;高寒地區冬天生產不需要防凍，產品不增加水分便于運輸和裝卸;投資低，低于10元/噸;設備相對簡單，維修費用低，選煤生產成本低廉，小于5元/噸。

2 干法選煤技術在實際應用過程中存在的問題

現階段，大規模工業化應用的干法選煤法對一些直徑小于6毫米的雜質分選效果差，很難將其分選出來，因此選后很難得到煤質優良的產品，所以干法選煤目前還無法用于分選煉焦精煤;對粒度較小的煤炭選出矸石帶煤率較高，還無法達到濕法選煤矸石帶煤率的標準，浪費煤炭資源;對外水含量較高的煤炭難于處理，適用性較差。

3 干法選煤技術的發展與應用

干法選煤主要是利用煤與矸石、硫鐵礦等雜質的物理性質差別來實現分選，物理性質包括密度、粒度、形狀、光澤度、導磁性、導電性、輻射性、摩擦系數等，干法選煤包括風選、摩擦選、磁選、電選、X射線選、微波選、空氣重介流化床選等。在我國已經實現工業化應用的是風力選煤和X射線選煤。

3.1 風力選煤法

3.1.1 分選原理

干法選煤中，風力選煤是應用比較廣泛的選煤技術之一，該技術的原理是粒度和密度不同的物料在空氣流上升力和機械振動力、偏振力的共同作用下，物料服從顆粒的干擾沉降規律而進行分層，從而達到分選的目的。粒度相同的顆粒中密度較大的集中在底層，密度較小的集中在上層;密度相同的顆粒粒度較大的集中在下層，粒度較小的集中在上層。分選作用原理分述如下：

（1）離析作用和風力作用。分選床面上物料的松散和分層是由機械振動力和氣流的上升力來實現的，松散度隨機械振動強度和風速的提高而增強。在離析作用和風力共同作用下，密度小的物料分布于上層，密度大的物料分布于下層。

（2）自生介質的分選作用。在風力的作用下，細顆粒物料首先和空氣組成一定密度的氣固懸浮體，形成自生介質，小于懸浮體密度的物料上升，大于懸浮體密度的物料，比如矸石、硫鐵礦等雜質下沉。隨著分選的進行細顆粒物料逐漸減少，相對大顆粒的物料又會和空氣組成密度更大的懸浮體，更有利于剩余物料的進一步分層。

（3）顆粒相互作用的浮力效應。隨著分選的進行，細粒物料逐漸被排空，其余物料進入后繼分選過程，此時起主要作用的是顆粒相互作用的浮力效應，低密度物料上浮，高密度物料下沉，從而形成分層。

3.1.2 風選設備

現階段得到大規模工業化應用的主要是搖床型和懸掛型兩種風選設備，二者分選原理相似，但振動方式和激振力產生的方式不同，搖床型是分選床位于搖臂上，由電機帶動偏振輪產生偏振力;懸掛型是將分選床通過鋼絲繩懸掛起來，由振動電機帶動分選床直接振動。

風力選煤經濟成本較低，具有良好的性價比。但是現階段該方法將煤和雜質分選的精度較差，選后產品的品質得不到保證，所以風力選煤法還需要進行不斷地優化和調整，在未來發展過程中應該著重于技術方面的創新，促進該技術更好地滿足生產需要。

3.2 X射線選煤法

X射線選煤法適用于塊煤排矸，分選粒度范圍25毫米-300毫米，原理是對煤和矸石進行X射線穿透，由于煤和矸石物理性質的不同造成X射線穿透量不同，從而將煤與矸石進行數字化識別，再利用風力將煤或矸石打出。X射線分選已經實現較高精度，矸石帶煤率可控制在3%之內，煤帶矸率可控制在5%之內。

4 結語

綜上所述，干法選煤技術在實際應用過程中具有很多優點，包括：經濟成本低廉，建設周期短，投資小，節約水資源，高寒地區冬天不需要防凍等。但是在當前時期，干法選煤技術工業化應用范圍還非常窄，選煤設備型號較少，工藝單一，還存在許多缺點，還有許多問題需要解決，因此需要對干法選煤技術加強研究，拓寬應用領域，進行技術創新，工藝優化，使其適用性更強，以便能在以后選煤工作中得到更加廣泛的應用。

參考文獻：

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