選煤用重介質分選設備研究現狀分析

馬靚 侯英

摘? 要：重介質選煤方法是當今選煤領域應用的主流方法，特別是針對難選煤和極難選煤具有較好的分選效果。重介質分選設備是重介質分選的基礎，重介質分選設備可分為重介質分選機和重介質旋流器，重介質分選機包括刮板分選機（淺槽）、斜輪分選機、立輪分選機等，通常用于分選塊煤;重介質旋流器是在離心力場中工作，通常用于分選未煤或不分級煤。本文對各重介質分選設備的應用研究現狀進行論述，分析重介質分選設備存在的不足，展望重介質分選設備的發展趨勢。

關鍵詞：選煤? 重介質分選機? 重介質旋流器? 分選效果

中圖分類號：TD94? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）11（c）-0056-03

Analysis of Research Status of Heavy Medium Sorting Equipment for Coal Preparation

MA Liang? HOU Ying*

（School of Mining Engineering， University of Science and Technology LiaoNing， Anshan， Liaoning Province， 114051 China ）

Abstract： Dense medium coal preparation method is the mainstream method in the field of coal preparation， especially for difficult and extremely difficult coal preparation， it has good separation effect. The heavy medium separation equipment is the foundation of heavy medium separation. The heavy medium separation equipment can be divided into heavy medium separator and heavy medium cyclone. The heavy medium separator includes scraper separator （shallow groove）， inclined wheel separator， vertical wheel separator and so on， which is usually used to separate lump coal; the heavy medium cyclone works in the centrifugal force field， which is usually used to separate non coal or non classified coal. This paper discusses the application and research status of heavy medium separation equipment， analyzes the shortcomings of heavy medium separation equipment， and looks forward to the development trend of heavy medium separation equipment.

Key Words： Coal preparation; Dense medium separator; Dense medium cyclone; Separation effect

隨著煤炭開采，難選煤比例逐漸升高，重介質選煤技術以其具有分選精度高、處理能力大、運行可靠和工藝簡單等優點而逐漸成為我國選煤工業應用的主流技術[1]。重介質選煤的應用范圍很廣，特別是對難選煤有較好的分選效果[2]。重介質分選設備是重介質分選的基礎，對提高分選效率，簡化選煤工藝，提高經濟效益和節能降耗具有積極的促進作用[3]。本文著重介紹重介質旋流器、淺槽刮板重介質分選機、重介質斜輪分選機、重介質立輪分選機等分選設備的研究現狀，展望重介質分選設備的發展趨勢，以期為重介質選煤設備的技術開發和工業應用提供借鑒和參考。

1? 重介質分選設備研究現狀

根據工作原理，重介質分選設備可分為：（1） 在重力場中工作的重介質分選機，通常用于分選塊煤，如刮板分選機（俗稱淺槽）、斜輪分選機、立輪分選機等;（2）在離心力場中工作的重介質旋流器，通常用于分選未煤或不分級煤[4]。根據分選介質，重介質分選設備可分為以空氣和水為分選介質的分選設備[5]，本文主要介紹水為介質的重介質分選設備。

1.1 重介質旋流器

重介質旋流器中物料的離心力比重力大幾倍到幾十倍，可大大提高分選速度和顯著改善分選效果[6]。按照機體結構、形狀和產品種類可以分為：圓錐型和圓筒型兩產品重介質旋流器，雙圓筒串聯型、雙圓錐串聯型和圓筒型與圓錐型串聯的三產品重介質旋流器。按照給料差異可分為有壓給料和無壓給料[7]。

三產品重介質旋流器是我國獨創技術，較兩產品旋流器分選精度高、適用性強、次生煤泥量少，可全粒級入選等優點。有壓給料比無壓給料重介質旋流器分選下限低，處理量高，重介質循環量小，但設備磨損嚴重，次生煤泥量大，適用煤泥含量少或不易泥化的煤種[8-9]。典型的三產品重介質旋流器結構及工作原理如圖1所示。

1.2 淺槽刮板重介質分選機

重介淺槽分選機具有操作簡單、易于維護、投資低、效率高等優點，在塊煤選煤廠中廣泛應用[10-11]。

隨著動力煤入洗比例逐年提高，用于塊煤分選的重介淺槽分選機的市場需求將不斷增大。隨著綜采機械化的提高，煉焦煤混入大量矸石，應用重介淺槽分選機進行排矸成為一個重要的應用方向。井下原煤排矸作業采用淺槽重介分選機具有廣闊的發展前景，原煤中的矸石在升井之前排出并井下回填，將會顯著提高礦井的處理產能，減少矸石的無效運輸，降低矸石排放帶來的環境污染，產生巨大的社會效益和經濟效益，國內首座井下選煤廠已經在山東新汶礦業集團投產，在井下建立淺槽洗選系統是原煤分選的主要方向[1]。

1.3 重介質斜輪分選機

重介質斜輪分選機由分選槽、斜置提升輪和排煤輪等主要的部件組成[12]。原煤進入充滿重介質懸浮液的槽體中進行分選，密度小于懸浮液的精煤浮至液面，由排煤輪刮板排料口排出;密度大于懸浮液的矸石或高灰分煤沉至槽底，由排矸刮板提升到排料口排出，從而得到精煤和矸石[13]。

重介質斜輪分選機具有分選精度和分選效率高、分選粒度范圍寬、處理能力大等優點，缺點是外形尺寸和占地面積較大[14]。

1.4 重介質立輪分選機

重介質立輪分選機做為塊煤分選設備，在我國選煤廠廣泛應用，應用較廣泛的有德國的Teska型、波蘭的Disa型和我國的JLT型立輪分選機。不同立輪重介質分選機的主要部件提升輪和分選槽的結構大體相同但提升輪的傳動方式不同。如太司Teska型采用圓圈鏈條鏈輪傳動，Disa型采用懸掛式膠帶傳動，我國的JLT型分選機采用棒齒圈傳動[15]。

重介質立輪分選機與重介質斜輪分選機的主要區別是排矸輪垂直安裝并與懸浮液流動方向成90°，其他結構基本相似。與重介質斜輪分選機相比重介質立輪分選機具有結構簡單、占地面積小、傳動機構簡單等優點[16]。

2? 重介質分選設備發展趨勢

隨著原煤入選比例的提高，選煤廠規模及選煤裝備趨向大型化，高效重介質選煤技術成為中國選煤主導技術[17-18]。重介質分選設備是重介質選煤的基礎，重介質分選設備的發展趨勢主要體現在以下幾個方面：

（1） 設計思路先進化。國內外著名品牌的先進重介質分選設備不斷優化發展，方向是采納新的設計思想、引入現代科學技術。

（2） 重介質分選設備大型化。重介質分選設備的優勢在于其不僅分選精度高，而且可以實現大型化。設備大型化在獲得了很好的技術經濟指標的同時可以顯著降低分選能耗，達到節能降耗的目的，同時也有利于實現重介質分選設備的自動化。

（3） 重介質分選設備自動化。重介質分選設備自動化有利于提高分選效率，保證精煤質量穩定，減少重介質損失。既能提高重介質生產系統的智能化，還可實現無人值守，減少勞動成本，進一步實現選煤廠生產過程自動化、智能化。

（4） 重介質分選設備節約環保。提高設備質量，保證設備運轉穩定，降低配件和重介質損耗。

（5） 重介質分選設備國產化。我國要加大自主研發步伐，努力使我國變成一個選礦設備生產強國。進口設備存在造價高、損耗件更換時訂貨周期長等缺點。而國產重介質選煤設備在大型化、智能化、可靠性、耐用性方面仍然相對落后，難以滿足煤炭洗選行業生產和發展的需要。應大力發展具有我國自主產權的大型重介質分選設備，開辟出適應我國煤質及國情特點、能夠快速提高煤炭入洗率的技術解決途徑。

3? 結語

原煤入選比例提高導致選煤廠規模逐漸增大，重介質選煤技術成為中國選煤工業的主流技術。重介質分選設備是重介質分選的基礎，重介質分選設備沿著設計思路先進化、設備大型化、自動化、節約環保和國產化方向發展。重介質分選設備的先進化、大型化、自動化、國產化和節約環保可顯著提高選煤分選效率，降低生產成本，為選煤行業的科學研究和工業應用提供借鑒和參考。

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