重介選煤問題的分析及解決措施

摘 要：煤炭是我國經濟可持續發展的重要資源。原煤需要經過分選后，進入各個領域。我國主要采用重力選煤法，它是利用煤與矸石在同一篩選設備中的不同沉降速率來達到分選目的的一種選煤方法。本文通過對重介質選煤工藝中設備選型、存在問題等方面進行分析。

關鍵詞：重介質選煤；分選設備；分選精度；處理能力；介質消耗；使用壽命；煤泥水處理

1 分選設備的選擇

高效重介質選煤廠的主要分選設備是無壓給料三產品重介質旋流器、有壓給料三產品重介質旋流器、無壓給料兩產品重介質旋流器和有壓給料兩產品重介質旋流器。上述重介質旋流器具有不同的特點，因此，應從實際出發根據原煤的可選性、產品結構、處理量以及用戶特殊要求進行恰當的選擇。

有壓給料重介質旋流器適用于難選煤或極難選煤，具有系統簡單、處理量大、分選精度高等特點，缺點是對原煤的二次破碎會增加系統中的煤泥量，加大煤泥的處理成本，尤其是易碎煤或遇水易泥化的煤。無壓給料重介質旋流器采用有壓給介無壓給料的方式，煤直接進入旋流器分選，避開了有壓給料渣漿泵高壓給料的環節，減少了煤的二次破碎，使系統進一步簡化。兩產品或者三產品重介質旋流器的選擇主要取決于產品結構及用戶的要求，產品結構要根據入選原煤的特點和市場情況進行優化，確定最合理的產品結構和產品數質量標準，使企業的效益最大化。

2 旋流器的分選精度

旋流器經過一段時間的運行，其分選精度應當達到最佳值，通常，兩產品旋流器的Ep值應當在0.03左右，三產品旋流器一段應當在0.03左右，二段應當在0.06左右，這是對旋流器的基本要求。

旋流器的分選精度主要是三個控制因素：一是其本身的結構參數；二是重介懸浮液密度；三是旋流器入口壓力。旋流器的結構參數對分選精度起決定性作用，必須根據產品結構專門設計，否則旋流器就達不到最佳的分行狀態，產品質量也達不到設計的最佳優化效果。

重介懸浮液的密度是旋流器分選精度的關鍵因素，一是必須選用符合重介系統要求的磁鐵礦粉；二是懸浮液中要含有一定量的煤泥，以保證懸浮液的穩定性，采用人工控制很難達到上述要求，最有效的分選方法是使用重介質密度控制系統。

旋流器入口壓力也是影響分選精度的因素之一，在確定旋流器入料壓力時，應該抓住主要矛盾，把滿足整體分選效果達到最佳值放在首要位置去考慮。據了解，一些選煤廠在生產實踐中就是按照上述思路去調節入料壓頭的。例如，采用Φ1200/850大直徑無壓三產品重介旋流器的老屋基選煤廠和臨煥選煤廠的循環懸浮液入料壓頭多控制在0.16～0.18MPa之間；采用Φ1000/700無壓三產品重介旋流器的西曲選煤廠的懸浮液入料壓頭為0.15MPa，這些廠在上述壓力條件下的整體分選效果較好。

3 介質消耗問題

重介選煤廠的介質消耗是鑒別選煤廠設計是否成功的一大指標，也是影響經濟效益的重要因素。介耗過高不僅造成介質的浪費，更重要的是介質污染精煤，增大精煤灰分。在這種情況下，要確保精煤產品質量，就必須要低密度下分選，以減少精煤產率為代價，另外，由于介耗高，必然頻繁加介，造成介質密度系統穩定性差，產品質量不穩，而且影響處理量，帶來的經濟損失比介質消耗本身還大。

影響介質消耗的主要因素是：①弧形篩和脫介篩的脫介效率；②磁選機的磁選效率；③磁鐵礦粉的質量；④循環水的濃度。

孤形篩和脫介篩的選型必須與旋流器的產品結構和處理量相匹配，產品在通過篩子時必須保證將70%以上的介質脫掉，最大限度地保證合格介質在系統中短路循環，影響選煤最終產品帶介量的因素，除篩上物料的厚度外，噴水的質量和壓力也非常重要，選煤最終產品帶介質主要指末煤，這里就需要末煤離心機起作用了，影響脫介篩效率的主要是<3mm的物料，如果這部分物料不進入主旋流器系統，則脫介篩篩縫就可以加大到3mm，不僅可以減少對篩子面積要求及設備投資，還可減少電耗，降低運轉費用。

磁選機的磁選效率也是影響介耗的重要因素，據實踐表明，煤用磁選機的場強平均應當在220mt，掃選區250mt，合格磁選機有效場強的穩定期應不少于8年。 重介質選煤廠的保證工藝設計合理，設備選型正確，介質質量合格，管理水平較高的前提下，正常工藝介質消耗應當在3kg/t原煤左右。

4 重介質旋流器的使用壽命

重介質旋流器的使用壽命主要取決于以下因素：①、旋流器的材質。旋流器的材質在我國曾經是制約重介質選煤廠發展的一個因素，如果頻繁更換旋流器選煤廠就不能正常生產，現在非金屬耐磨材料燒結剛玉已經成功用于重介質旋流器，在全國得到了大面積推廣；②、旋流器的結構。重介質旋流器的使用壽命與其內部結構有很大關系。因此，在不改變旋流器結構的前提下按流體力學原理對其進行結構改造，在材質相同的情況下可以使其壽命得到很大提高。③矸石的性質和含量是影響旋流器使用壽命的重要因素，矸石越硬，含量越高對旋流器磨損越大，其壽命越短，旋流器的使用壽命只有在原煤煤質相同的情況下才有可比性。④、生產管理，生產管理是確保旋流器使用壽命的關鍵，因為旋流器內襯襯板脆性高，并且用膠直接粘在旋流器的內壁上，因此，要嚴格禁止金屬異物和超限大物料進入旋流器防止沖擊。

5 煤泥水問題

煤泥水處理問題一直是選煤廠頭疼的問題，特別是重介質選煤廠，煤泥水處理不好，不但會損失大量的精煤泥，污染環境，而且會干擾整個重介系統，使之不能正常運行，因此，重介質選煤廠煤泥水系統設備處理量必須大于等于原煤煤泥量，同時要考慮重介系統次生煤泥問題。煤泥水處理系統運轉正常，才能實現洗水閉路，使循環水接近清水，重介質懸浮液才能穩定，由此帶來的是產品穩定，介耗低。

結論

重介旋流器分選工藝是一種先進、高效的選煤方法。不同類型的重介旋流器配以不同的工藝條件，具有不同的優點和弱點，故而適用范圍也不盡相同，不存在固定通用的工藝模式，因此，在設計和生產應用中，宜根據被選原煤的煤質特征和對選后產品的質量要求，具體分析，區別對待，綜合考慮，擇優選用才是科學合理的設計思路。

參考文獻

[1] 戴少康.選煤工藝設計實用技術手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2010年4月.

[2] 謝廣元.選礦學[M].北京：中國礦業大學出版社，2002年10月.

作者簡介：

劉騰龍（1988-），男，漢族，山西省聞喜縣人，助理工程師，主要從事選煤技術研究工作。