选煤厂重介洗煤工艺技术的研究与应用

周自强

摘 要：随着时代的不断进步，煤炭行业得到突飞猛进的发展，煤矿企业的生产设备和工艺技术也出现了较大变化，煤炭分选方法已经从传统的跳汰洗选发展为重介质洗煤技术。作为选煤厂常用的一种选煤方法，重介洗煤技术因其特有优势得到广泛应用，其具有先进的工艺、较高的效率以及良好的性能等特点，能够将原煤中的矸石、硫分以及杂物去除，并按照不同的规格对原煤进行洗选，从而提高煤炭质量，满足各类客户的不同需求，并减少燃煤对大气造成的污染。本文简要介绍了重介洗煤的原理和优势，重点分析了重介洗煤技术的应用以及工艺优化措施，以期能为有关方面需要提供借鉴和参考。

关键词：选煤厂;重介洗煤;工艺技术;优化措施

随着煤矿企业环保意识的不断增加，选煤厂逐渐淘汰了对环境污染影响较大的跳汰洗选技术，开始向分选精度高、生产成本低、操作流程简单的方向发展。重介洗煤技术能够满足众多煤炭深加工企业的实际需求，该技术可以按照不同比重对原煤进行分选，并且除去原煤中的部分硫分，达到了节能减排、提质增效的目的。但重介洗煤技术普遍存在介质损耗严重的现象，因此降低介质消耗已成为选煤厂控制生产成本的重要手段。

1 重介洗煤原理分析

原煤主要构成包括煤、矸石、黄铁矿等，密度在大于1.2g/L且小于2.6g/L的范围内，把不同密度的混合物放入具有中间密度的重介质中，便可以分离出小于重介质密度的浮物和大于重介质密度的沉物两种密度级差异明显的产品。浮物在重介质的表面漂浮，沉物在分选槽的底部沉淀，完成分选后将两种不同密度的产品通过溢流或机械扰动的方式排出，这就是所谓的重介质选煤。这主要是利用阿基米德原因，混合物密度大于重介质密度时颗粒下沉，混合物密度等于重介质密度时颗粒悬浮，混合物密度小于重介质密度时颗粒上浮。由于颗粒的沉降速度与直径存在正比例关系，如果粒度小于1mm，则沉降的速度过小，无法有效的开展分选作业。在重力场内细粒级物料的分选工作无法有效开展，在离心力场中分选效果能够取得良好的效果。重介质旋流器作为当前常用的末煤分选设备，能够在重介洗煤中发挥最高实效性。

2 重介洗煤工艺的应用优势

通过长期实践可以看出，在有利的条件下重介质选煤可满足较高的分选精度要求，能够使分选效率大幅提升。通过对浮选法、重介选煤法、风力淘汰法等选煤工艺的分选精度进行对比，重介质选煤精度多会利用偏差E值开展衡量操作，呈现出较高的分选精度。基于此，在难度较大的分选操作中，重介质分选法能够体现出良好的实效性。相同产品质量条件下，分选精度越高就以为止精煤的产率越高。目前常见的重介质洗选设备包括二产品重介旋流器和三产品重介旋流器，其中二产品重介旋流器的第一段直径的上限值为1500mm，单台机器平均处理能力560—600t/h，入料最大值为100mm，通过量为1500—1800m?/h;三产品重介旋流器第一段直径的上限值为1400mm，机器的平均处理能力400t/h，入料最大值为80mm。这两种旋流器都不需要使用双密度介质分选技术。在原煤入洗前可以进行脱泥工序，有效降低精煤综合水分，使煤泥水处理量大幅减少。很多老矿井的原煤中具有较高的含矸量，采取重介质块煤选矸法能够将矸石与煤快速分离，具有较高的操作便捷性，而且能够减少人工捡矸的劳动强度，呈现出良好的实用性。

3 重介洗煤技术在选煤厂中的应用

1）主要工作流程。首先入洗选煤经过给煤机送到旋流器，然后在旋流器中以一定压力打入稀释介质，分选出原煤中的煤和矸石，随后经过弧形筛和脱介筛进行脱介和脱水，脱介筛中的筛下物被输送到浓缩池和磁选机进行二次介质回收，加入稀释介质的煤泥水则由浓缩池进入压滤系统和烘干系统，对煤泥进行回收。

2）重介洗煤关键技术。选煤过程中应用的重介质，一般为高密度微细固体及水的混合液，是一种非均相的重悬浮液，和真溶液存在較大差异，此类溶液内含固液两相，具备较高复杂性。基于此，实际开展各环节分选操作时，煤粒于其中进行相应运动的过程中，不仅会遭受分散介质阻力影响，分散相颗粒的阻力对其影响也相对较大。但据相关实验显示，和处于真溶液内类似，粒度粗且和重介质的密度存在显著不同的颗粒，于悬浮液内运动时主要受惯性阻力影响;粒度小且和重介质密度差别并不明显的颗粒，主要受粘性阻力影响。但基于实验也得出另一种结果，即随着煤粒的粒度和加重剂粒度的差异越来越小，悬浮液内部的分选煤受加重剂颗粒机械作用影响会大幅提升，此为影响颗粒分选作用的关键因素之一。在煤粒粒度和加重质粒度的差距达数十倍以后，可将悬浮液认定为均相液体，处于其中的煤粒在运动时受到的阻力影响与真溶液相同;但在两者粒度类似的情况下，煤粒运动可认定为基于干扰沉降条件下的运动。基于此，处于离心力场内，干扰沉降沉比会对分选煤粒的直径起到限制性影响。通常来讲，具有分选资格的粒度最低限值为加重质最大粒度的五倍。

3）操作中的注意事项。一是将稀释介质打入旋流器时要注意控制入料的量，避免出现较大的波动，在入料时还要对压力的稳定性进行科学控制，如果泵机出现堵塞要进行处理，确保压力稳定;二是在洗煤设备运转时，要精确控制物料的洗选密度，密度波动必须控制在小于5.5g/L且大于4.5g/L的范围内;三是通过递减水量的主分流方式来确保分流的稳定性;四是重介桶悬浮液保持稳定的高度，如果入料时以泵机作为动力时，介桶的液位低会直接降低物料的入选压力，密度波动幅度较大时对洗选效果造成严重影响;如果入料以定压箱作为动力时，需要确保箱内的液面保持在溢流口的位置。当箱内的液面降低时会降低物料的入选压力，呈现出较差的洗选效果。当箱内溢流时会带走部分精煤，造成重质损失。

4 重介洗煤工艺的优化措施

1）优化原煤排矸系统。由于井下原煤含矸量大，所采用动筛跳汰机能够提升排矸效果，降低职工的捡矸劳动强度，减轻重介主选的负担，但动筛排矸的精度不高，导致矸石含煤。选煤厂可以加强动筛车间的管理，创新实施“重介浅槽排矸工艺”。该工艺针对井下原煤煤质的多变性，采用重介质排矸，可大大增加排矸的精度，通过轻重产物的密度差来更精确的分选出原煤中的矸石。这样不仅可以提高预排矸的排矸量，同时外排矸石中含煤量会大幅降低，并可彻底解决人工捡煤造成的人力资源浪费问题。

2）加强浓缩机沉降效果。在尾煤进浓缩前，先进行筛选，筛下水进浓缩池，筛上物作为中煤产品混入重介中煤。为更有效的控制入料量，增加一套矸石尾煤泥旋流器和高频筛。设备运转后，不仅能够对矸石尾煤泥中的物料进行回收，而且能够使浓缩池的处理压力得到缓解。在洗煤车间新增一台絮凝剂搅拌桶，使絮凝剂的添加、搅拌更加迅速，在最短时间内可以达到最稳定的煤泥沉降效果。通过建立循环水系统来保证生产用水的质量，确保选煤所用溶解药剂可以更充分的溶解，降低生产消耗，节约生产成本。

5 结束语

综上所述，原煤在生产和运输过程中不可避免的混入其他杂质，借助各种选煤设备，采用重介洗煤工艺，能够实现矿物和杂物的精准分离，有效降低煤炭的灰分和硫分，提高原煤质量，减少相应的成本投入，适应用户的需要，具有良好的经济效益和社会效益。选煤厂的技术人员要根据煤质情况来科学调整生产工艺，使选煤工作展开的整体质量以及效率得到有效保证。

参考文献

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