TFX型干法末煤跳汰機的應用分析

楊秀紅

(唐山開遠科技有限公司，河北省唐山市，063000)

0 引言

1931年蘇聯(lián)引進了北美洲風選設(shè)備，并研發(fā)出了鮑姆風力跳汰機。2001年以來，德國福爾柯克公司開發(fā)了全風力跳汰機(Allair Jig)，并在美國等國家安裝了Allair Jig風力跳汰機。2015年，我國唐山開遠科技有限公司(以下簡稱“唐山開遠公司”)在此基礎(chǔ)上開發(fā)了TFX型干法末煤跳汰機。目前，TFX型干法末煤跳汰機在國內(nèi)外已應用30余套。干法末煤跳汰選法在保護水資源和環(huán)境、降低成本、節(jié)約能源的同時，還能適應不同類型煤炭企業(yè)的需求，解決了易泥化煤選煤加工的難題。

筆者對TFX型干法末煤跳汰機進行了介紹，重點介紹了TFX-18A型干法末煤跳汰機的應用。該干法末煤跳汰機可分選<13 mm粒級物料，處理能力約300 t/h，在分選13～0.5 mm氧化煤時，可降低灰分24.44%；在分選<13～0 mm焦煤時，可降低灰分10.72%，現(xiàn)場分選效果較好。

1 TFX型系列干法末煤跳汰機結(jié)構(gòu)及原理介紹

1.1 TFX型干法末煤跳汰機設(shè)備性能與主機結(jié)構(gòu)

TFX型干法末煤跳汰機主機床面采用在2層篩板間填充陶瓷球的方法，可以防止篩板堵塞并保證布風均勻、穩(wěn)定風壓，上篩板是1.2 mm孔徑的不銹鋼篩板，床上有攤平裝置，可穩(wěn)定風量風壓；脈動氣流的上升有利于細粒物料松散離析；入料寬度與床體寬度一樣，能夠保證入料均勻；分選床層底部卸料裝置可將沉積在床層底部的重物料及時排出，輕物料經(jīng)三段分選后，在床尾端排出，分選時間長、精度高。干法末煤跳汰機主機結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

1-機架；2-入料裝置 ；3-攤平裝置 ；4-激振器；5-集塵罩；6-分選床；7-卸料裝置 ；8-懸掛裝置；9-可調(diào)風室；10-脈動供風裝置。

1.2 TFX型干法末煤跳汰機配套系統(tǒng)

TFX型干法末煤跳汰機配套系統(tǒng)主要包括主機、給料系統(tǒng)(圓板給料器)、供風系統(tǒng)(離心鼓風機)、除塵系統(tǒng)(旋風除塵器、脈動除塵器及引風機串聯(lián))、排料系統(tǒng)(圓板卸料器)、密度測控系統(tǒng)等。TFX-18A型干法末煤跳汰機配套結(jié)構(gòu)外形如圖2所示。

1-給料系統(tǒng)；2-主機；3-除塵系統(tǒng)；4-供風系統(tǒng)；5-排料系統(tǒng)；6-密度測控系統(tǒng)。

1.3 TFX型干法末煤跳汰機工作原理

TFX型干法末煤跳汰機同濕式跳汰機工作原理較為相似[1]，與濕式跳汰機不同的是分選介質(zhì)的不同，濕式跳汰機的分選介質(zhì)是水，而干法跳汰機的分選介質(zhì)是空氣。當細粒級混合物料進入分選床，從前到后分為3個階段，在每個分選段中，混合物在分選床的振動和分選床底部鼓入上升脈動氣流的共同作用下逐漸松散分層，密度較大的重物料逐漸沉入床層底部被卸出，密度較小的輕物料逐漸浮到床層的上部繼續(xù)分選直到出精煤為止。原煤進入TFX型干法末煤跳汰機，當?shù)?個分層過程完成后，重產(chǎn)物由排料機構(gòu)排出床體外作為矸石，輕產(chǎn)物自動溢流至第2個分選段，以此類推分選第3段分選，得到矸石1、矸石2、中煤、精煤這4種產(chǎn)品，TFX型干法末煤跳汰機分選工作原理示意如圖3所示。

圖3 TFX型干法末煤跳汰機分選工作原理示意

1.4 設(shè)備的創(chuàng)新點

(1)分選介質(zhì)。空氣干法末煤跳汰機的最大特點是不需要用水，主要利用分選床的振動和脈動氣流作用，使物料(末煤)按照不同密度分層，最終將分層后的產(chǎn)物分別排出。

(2)風壓穩(wěn)定，風量可控。采用在床面2層篩板之間填充陶瓷球，上篩是1.2 mm孔徑不銹鋼篩板，床面供風較勻，穩(wěn)定了風量風壓；各分選段有可控風閥控制風量。

(3)穩(wěn)定的物料結(jié)構(gòu)。床體同時連接攤平裝置、接料裝置及卸料裝置，該結(jié)構(gòu)可確保床面風量的穩(wěn)定性。

(4)大振動松散物料。振源采用8級變頻振動電機，在具有一定角度的分選床振動力和脈動上升氣流的共同作用下，使物料進行很好的松散分層，以達到較好的分選效果。

(5)卸料方式合理。按物料密度大小依次分選，重產(chǎn)物沉入床層底部并及時排料，輕物料經(jīng)3段分選后，按密度大小依次排出，精煤在床尾端最后排出，精煤分選時間長、精度高。

(6)入料寬度與床體寬度相同，入料較均勻。

(7)密度測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可有效測量產(chǎn)品的密度及含矸率，避免出現(xiàn)影響干選機分選效果的因素。

(8)分選床固定方式。分選床通過電動柔性裝置吊掛在機架上，可以方便調(diào)節(jié)分選床的橫向與縱向角度。

(9)供、引風除塵系統(tǒng)。供風采用開路脈動清風；除塵采用旋風除塵器、脈沖布袋除塵器及引風機串聯(lián)除塵方式，除塵效果達到17 mg/m3，可保證系統(tǒng)粉塵排放達標[2]。

(10)分選粒度為13～0 mm，可能偏差E為0.203～0.273 g/cm3[3]。

2 TFX型干法末煤跳汰機的系統(tǒng)布置及分選效果

2.1 干法末煤跳汰系統(tǒng)布置

2018年，山西省朔州市恒達勝貿(mào)易公司在其東露天煤礦使用CFX-12X4型差動式干選機和TFX-18A型干法末煤跳汰機聯(lián)合工藝分選，總處理能力為3×106t/a[4]。CFX-12X4型差動式干選機主要用于分選<50 mm粒級的煤，粗精煤進入13 mm分級篩進行分級，篩上物料破碎到<13 mm粒級，與篩下物料混合后由帶式輸送機運到TFX-18A型干法末煤跳汰機進行分選。TFX-18A型干法末煤跳汰系統(tǒng)布置如圖4所示。

圖4 TFX-18A型干法末煤跳汰系統(tǒng)布置

2.2 干法末煤跳汰機分選氧化煤

山西省朔州市恒達勝貿(mào)易公司東露天煤礦采用TFX-18A型干法末煤跳汰機分選露天開采剝離工程煤(稱氧化煤)，處理能力為300 t/h。其中13～0.5 mm粒級占89.25%，灰分為48.15%；<0.5 mm粒級占10.75%，灰分為36.13%。13～0.5 mm粒級浮沉(氧化煤)試驗結(jié)果見表1，13～0.5 mm粒級煤干法跳汰選效果見表2。

表1 13～0.5 mm粒級浮沉(氧化煤)試驗結(jié)果

表2 13～0.5 mm粒級干法跳汰選煤效果

由表2可以看出，入選粒度13～0.5 mm，可獲得本級產(chǎn)率41.04%、灰分23.71%的精煤，分選效果較好。

2.3 干法末煤跳汰機選末焦

貴州省遵義市匯恒創(chuàng)科技發(fā)展有限公司采用TFX-18A型干法末煤跳汰機分選13～0 mm末焦，處理能力為310 t/h。其中13～0.5 mm粒級占81.80%，灰分為27.33%；<0.5 mm粒級占18.20%，灰分為12.10%。13～0.5 mm粒級浮沉(末焦)試驗結(jié)果見表3。由表3可以看出，中煤產(chǎn)率為10.30%，屬于易選煤。

表3 13～0.5 mm粒級浮沉(末焦)

入選粒度13～0 mm，原末焦灰分為24.55%，分選后精末焦產(chǎn)率為71.58%、灰分為13.26%，降低灰分10.29%，尾焦灰分67.62%。干法末焦跳汰分選效果見表4。

表4 干法末焦跳汰分選效果

2.4 塊、末煤聯(lián)合分選工藝

(1)TFX型干法末煤跳汰機自身獨立工藝，用于低階煤提質(zhì)領(lǐng)域。原煤破碎到粒度<13 mm時進行分選，可以提高難選煤的分選效果。如內(nèi)蒙古蒙西礦業(yè)有限公司使用TFX-9型干法末煤跳汰機對末煤進行獨立分選，新疆三寶實業(yè)集團有限公司代銷至哈薩克斯坦煤礦使用TFX-9型干法末煤跳汰機對末煤進行獨立分選。

(2)TFX干法末煤跳汰機與風力搖床(FGX復合、FX俄式、CFX差動干選機)聯(lián)合工藝[5]，不同原煤粒級與不同型號的干選機聯(lián)合，粒級為75～13 mm粒級塊煤用風力搖床、粒級<13 mm粒級煤用干法末煤跳汰選。如河南鄭新鑫旺集團煤業(yè)有限公司使用CFX-12型差動干選機和TFX-9型干法末煤跳汰機聯(lián)合選，山西省朔州市恒達勝貿(mào)易公司東露天煤礦使用CFX-12X4型差動干選機和TFX-18A型干法末煤跳汰機聯(lián)合選煤工藝。

(3)TFX型干法末煤跳汰機與γ射線自動選矸機或X射線選矸機選聯(lián)合工藝，粒級為300～13 mm的塊煤用選矸機分選，粒級<13 mm的煤用干法末煤跳汰機分選，擴大分選粒度范圍。

(4)TFX型干法末煤跳汰機與褐煤干燥聯(lián)合工藝。河南洛陽國奧重工機械有限公司代銷至烏茲別克斯坦煤礦對13 mm粒級的褐煤進行干燥，干燥后的褐煤進入TFX-9型干法末煤跳汰機進行末煤跳汰分選，可有效分選出精煤和尾礦。

(5)濕選跳汰或重介旋流器與TFX型干法末煤跳汰機聯(lián)合選煤工藝，可簡化煤泥處理環(huán)節(jié)。如鄭新鑫旺(新密)煤業(yè)有限公司使用濕式跳汰和TFX9型干法末煤跳汰機進行原煤分級，粒級為80～13 mm煤用濕式跳汰分選，粒級為<13 mm末煤用干法末煤跳汰分選。

3 干法末煤跳汰機分選動力煤的前景

我國煤炭資源豐富，但占全國80%的煤炭資源(主要是動力煤)蘊藏在干旱缺水的西部地區(qū)，水資源缺乏已成為西部選煤加工的制約因素。干法末煤跳汰技術(shù)可排除原煤中<13 mm的矸石、硫鐵礦等雜質(zhì)，降低商品煤的灰分、硫分，提高商品煤的發(fā)熱量，干法末煤跳汰分選工藝可以解決困擾動力煤分選、煤泥水處理、煤泥銷售、產(chǎn)品水分高、北方冬季產(chǎn)品凍結(jié)等難題，并且在應用中發(fā)現(xiàn)，干法末煤跳汰工藝可有效分選出13～0 mm細粒物料[6]，具有不用水、工藝簡單、占地少、能耗低、投資少、加工費低、無煤泥水污染等優(yōu)點，為選煤加工利用開辟了一條新的技術(shù)途徑。

(1)可用于分選易泥化煤。我國褐煤探明保有資源量約1 300億t，占全國探明保有資源量的12.69%，主要分布于內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、云南及新疆等省(區(qū))，并且褐煤濕選時易泥化。干法末煤跳汰機可對易混化的褐煤進行分選，無需煤泥水處理系統(tǒng)，可大幅度降低投資運營成本。

(2)我國適于用作高爐噴吹用煤的無煙煤、貧煤等煤炭資源較多，主要分布在河南、湖南、廣東、吉林、遼寧等省，如果通過干法末煤跳汰工藝將原煤中的矸石排除，可將灰分降至12%～14%，滿足高爐噴吹用煤的工藝要求。

(3)可用于蘭炭分選。我國山西大同地區(qū)、內(nèi)蒙古鄂爾多斯地區(qū)、陜西北部神府地區(qū)等地區(qū)的不粘煤、弱粘煤、長焰煤都適于做干餾原料，目前已有大量蘭炭生產(chǎn)企業(yè)應用干法末煤跳汰機對原料或蘭炭產(chǎn)品進行分選加工。

4 結(jié)語

依據(jù)濕式跳汰原理設(shè)計的TFX型干法末煤跳汰機，可分選出4種產(chǎn)品，分選床有穩(wěn)風壓裝置，并可攤平物料裝置，入料、卸料可用圓刮板機進行穩(wěn)料，脈動供風裝置、密度檢測控制裝置有利于細粒物料松散離析。應用實踐表明，干法末煤跳汰機分選效果好、投資少、能耗低且除塵效果較好，具有良好的應用前景。