干法選煤技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用探討

葛現(xiàn)玉

摘 要：本文主要針對(duì)干法、濕法選煤技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，探討當(dāng)前干法選煤技術(shù)存在的不足，以及該技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。希望可為干法選煤提供一些有益的參考意見(jiàn)，促進(jìn)干法選煤技術(shù)的不斷發(fā)展和提高。

關(guān)鍵詞：干法選煤技術(shù);發(fā)展;應(yīng)用

我國(guó)煤炭資源十分豐富，是可利用的主要能源之一，被喻為工業(yè)的糧食，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。通過(guò)煤炭分選可以減少煤炭中的各種雜質(zhì)，比如：灰分、硫分等。通過(guò)分選可以調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高煤質(zhì)，增強(qiáng)煤炭企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，降低煤炭運(yùn)輸成本，減少環(huán)境污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 干法選煤技術(shù)與濕法選煤技術(shù)的對(duì)比分析

選煤主要是利用煤與矸石、硫鐵礦等雜質(zhì)物理性質(zhì)的差異性來(lái)進(jìn)行分選，一般按照選煤介質(zhì)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(duì)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(zhì)中完成對(duì)煤炭的分選。就兩種選煤方法而言，濕法選煤發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，技術(shù)比較成熟，在業(yè)內(nèi)得到了廣泛的推廣和應(yīng)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(tǒng)投資巨大，投資占比達(dá)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(chǎn)成本，而且煤泥儲(chǔ)存，運(yùn)輸、銷售困難;高寒地區(qū)冬天生產(chǎn)需要防凍，選后產(chǎn)品水分大易凍難于運(yùn)輸、裝卸;洗選廠投資巨大，約50-70元/噸;選煤生產(chǎn)成本高，約20-30元/噸。這些不利因素會(huì)限制濕法選煤的推廣應(yīng)用。因此，近年來(lái)干法選煤技術(shù)越來(lái)越受到重視，相比濕法選煤而言，干法選煤不耗水;不產(chǎn)生煤泥，產(chǎn)生的粉塵可通過(guò)除塵設(shè)備回收利用;高寒地區(qū)冬天生產(chǎn)不需要防凍，產(chǎn)品不增加水分便于運(yùn)輸和裝卸;投資低，低于10元/噸;設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，維修費(fèi)用低，選煤生產(chǎn)成本低廉，小于5元/噸。

2 干法選煤技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題

現(xiàn)階段，大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的干法選煤法對(duì)一些直徑小于6毫米的雜質(zhì)分選效果差，很難將其分選出來(lái)，因此選后很難得到煤質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品，所以干法選煤目前還無(wú)法用于分選煉焦精煤;對(duì)粒度較小的煤炭選出矸石帶煤率較高，還無(wú)法達(dá)到濕法選煤矸石帶煤率的標(biāo)準(zhǔn)，浪費(fèi)煤炭資源;對(duì)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(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

干法選煤主要是利用煤與矸石、硫鐵礦等雜質(zhì)的物理性質(zhì)差別來(lái)實(shí)現(xiàn)分選，物理性質(zhì)包括密度、粒度、形狀、光澤度、導(dǎo)磁性、導(dǎo)電性、輻射性、摩擦系數(shù)等，干法選煤包括風(fēng)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(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的是風(fēng)力選煤和X射線選煤。

3.1 風(fēng)力選煤法

3.1.1 分選原理

干法選煤中，風(fēng)力選煤是應(yīng)用比較廣泛的選煤技術(shù)之一，該技術(shù)的原理是粒度和密度不同的物料在空氣流上升力和機(jī)械振動(dòng)力、偏振力的共同作用下，物料服從顆粒的干擾沉降規(guī)律而進(jìn)行分層，從而達(dá)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(fēng)力作用。分選床面上物料的松散和分層是由機(jī)械振動(dòng)力和氣流的上升力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，松散度隨機(jī)械振動(dòng)強(qiáng)度和風(fēng)速的提高而增強(qiáng)。在離析作用和風(fēng)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(zhì)的分選作用。在風(fēng)力的作用下，細(xì)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(zhì)，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(zhì)下沉。隨著分選的進(jìn)行細(xì)顆粒物料逐漸減少，相對(duì)大顆粒的物料又會(huì)和空氣組成密度更大的懸浮體，更有利于剩余物料的進(jìn)一步分層。

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

3.1.2 風(fēng)選設(shè)備

現(xiàn)階段得到大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的主要是搖床型和懸掛型兩種風(fēng)選設(shè)備，二者分選原理相似，但振動(dòng)方式和激振力產(chǎn)生的方式不同，搖床型是分選床位于搖臂上，由電機(jī)帶動(dòng)偏振輪產(chǎn)生偏振力;懸掛型是將分選床通過(guò)鋼絲繩懸掛起來(lái)，由振動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)分選床直接振動(dòng)。

風(fēng)力選煤經(jīng)濟(jì)成本較低，具有良好的性價(jià)比。但是現(xiàn)階段該方法將煤和雜質(zhì)分選的精度較差，選后產(chǎn)品的品質(zhì)得不到保證，所以風(fēng)力選煤法還需要進(jìn)行不斷地優(yōu)化和調(diào)整，在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中應(yīng)該著重于技術(shù)方面的創(chuàng)新，促進(jìn)該技術(shù)更好地滿足生產(chǎn)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(duì)煤和矸石進(jìn)行X射線穿透，由于煤和矸石物理性質(zhì)的不同造成X射線穿透量不同，從而將煤與矸石進(jìn)行數(shù)字化識(shí)別，再利用風(fēng)力將煤或矸石打出。X射線分選已經(jīng)實(shí)現(xiàn)較高精度，矸石帶煤率可控制在3%之內(nèi)，煤帶矸率可控制在5%之內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，干法選煤技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括：經(jīng)濟(jì)成本低廉，建設(shè)周期短，投資小，節(jié)約水資源，高寒地區(qū)冬天不需要防凍等。但是在當(dāng)前時(shí)期，干法選煤技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用范圍還非常窄，選煤設(shè)備型號(hào)較少，工藝單一，還存在許多缺點(diǎn)，還有許多問(wèn)題需要解決，因此需要對(duì)干法選煤技術(shù)加強(qiáng)研究，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，工藝優(yōu)化，使其適用性更強(qiáng)，以便能在以后選煤工作中得到更加廣泛的應(yīng)用。

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