1 重介質(zhì)選煤概述
在解決了設(shè)備耐磨、介質(zhì)回收、工藝簡(jiǎn)化等問(wèn)題后，重介質(zhì)選煤以其分選效率高、對(duì)煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)低密度分選、操作方便和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，深受世界各產(chǎn)煤大國(guó)的重視。美國(guó)、澳大利亞和南非的重介質(zhì)選煤工藝在各國(guó)的原煤入選比例中分別占56%、90%和90%以上。我國(guó)從事重介質(zhì)選煤技術(shù)的研究起步于20世紀(jì)50年代中期，“十五”期間，在政策引導(dǎo)和市場(chǎng)拉動(dòng)下，我國(guó)的重介質(zhì)旋流器選煤技術(shù)發(fā)展迅速，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新工藝、新設(shè)備，為重介質(zhì)選煤技術(shù)的推廣應(yīng)用和煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升作出了貢獻(xiàn)。近年來(lái)，我國(guó)重介質(zhì)選煤技術(shù)創(chuàng)新在簡(jiǎn)化工藝系統(tǒng)、設(shè)備大型化、提高重介質(zhì)旋流器人料上限、降低有效分選下限以及生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制等方面取得了突破性成就，我國(guó)重介質(zhì)選煤方法所占比例已超過(guò)跳汰法達(dá)到44%。重介質(zhì)選煤工藝流程也越來(lái)越簡(jiǎn)化，采用一套介質(zhì)回收凈化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了100～0mm原煤分級(jí)入選。但是，重介質(zhì)選煤工藝還存在一些具體問(wèn)題需要進(jìn)一步研究。在充分考慮簡(jiǎn)化重介質(zhì)選煤工藝流程的同時(shí)，應(yīng)考慮如何改進(jìn)重介質(zhì)選煤工藝流程，以提高精煤產(chǎn)率為目的，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2 幾種典型的重介質(zhì)選煤工藝流程
根據(jù)人選原料煤粒度及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同，重介質(zhì)選煤工藝有多種，分選效果各不相同。本文介紹幾種目前應(yīng)用較成功的重介質(zhì)選煤工藝流程。
2.1跳汰粗選一重介質(zhì)旋流器精選工藝
跳汰粗選一重介質(zhì)旋流器精選工藝流程適于原煤可選性好，排矸密度約1.80kg/L，采用跳汰方法即可實(shí)現(xiàn)高效分選的選煤廠。采用跳汰機(jī)進(jìn)行預(yù)排矸，可以有效降低矸石含量波動(dòng)對(duì)重介質(zhì)旋流器分選的影響，并減少重介質(zhì)選的入料量和旋流器的磨損，而且精煤產(chǎn)品質(zhì)量較高。缺點(diǎn)是工藝流程較復(fù)雜，設(shè)備種類較多，中煤中損失一些精煤，因此精煤產(chǎn)率較低。我國(guó)在20世紀(jì)90年代初期設(shè)計(jì)的興隆莊選煤廠、桃山選煤廠、盤北選煤廠、北崗選煤廠等采用該工藝流程。實(shí)踐表明，該工藝可生產(chǎn)低灰精煤，但精煤產(chǎn)率較低，中煤中一1.4g/cm。密度級(jí)含量高達(dá)15%。該工藝對(duì)于原煤含矸率較高、煤質(zhì)波動(dòng)較大以及已有跳汰分選系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，具有一定的優(yōu)越性。
2.2塊煤重介質(zhì)分選機(jī)一末煤重介質(zhì)旋流器分選工藝
塊煤重介質(zhì)分選機(jī)末煤重介質(zhì)旋流器分選工藝流程中塊煤、末煤分別采用重介質(zhì)分選，充分發(fā)揮了重介質(zhì)分選機(jī)處理量大、旋流器分選精度高的特點(diǎn)，可滿足大型選煤廠生產(chǎn)工藝的要求。我國(guó)最大的安家?guī)X選煤廠采用此工藝流程，年入選原煤達(dá)到1500萬(wàn)t。此流程主要適用于煤泥含量較大，矸石易泥化，或?qū)K煤產(chǎn)品有特殊用途的大型選煤廠。該工藝流程介質(zhì)回收系統(tǒng)較復(fù)雜，管理不方便。
2.3塊煤跳汰一末煤重介質(zhì)旋流器分選工藝
塊煤跳汰一末煤重介質(zhì)旋流器分選工藝流程發(fā)揮了跳汰機(jī)選煤成本低、處理量大及重介質(zhì)旋流器分選精度高的特點(diǎn)。采用該工藝可降低選煤成本，同時(shí)保證末精煤產(chǎn)品質(zhì)量。我國(guó)自行設(shè)計(jì)的第一座全部設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的三產(chǎn)品重介質(zhì)選煤廠——鐵東選煤廠采用該工藝。運(yùn)行結(jié)果表明，精煤產(chǎn)品質(zhì)量較高，但產(chǎn)率較低。此工藝適用于塊煤可選性較好、末煤可選性較難并有塊精煤用戶的選煤廠。
2.4三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分級(jí)分選工藝
三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分級(jí)分選工藝先將原料煤進(jìn)行預(yù)先分級(jí)脫泥，粗粒煤（80-2mm）進(jìn)人大直徑（1400mm）重介質(zhì)旋流器分選，細(xì)粒煤（2-0.5mm）進(jìn)入小直徑重介質(zhì)旋流器分選，煤泥進(jìn)入浮選系統(tǒng)。采用一套介質(zhì)回收凈化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)80-0mm級(jí)原煤的分級(jí)入選。由于采用大型設(shè)備及科學(xué)合理的設(shè)備布置形式，因此，簡(jiǎn)化了脫介、介質(zhì)回收工藝流程，降低了基建投資和生產(chǎn)費(fèi)用。該工藝是我國(guó)“十五”開發(fā)并推出的新工藝，目前已有山西神州煤電焦化股份有限公司晉陽(yáng)選煤廠、汾西礦業(yè)集團(tuán)介休選煤廠、山東新汶礦業(yè)集團(tuán)翟鎮(zhèn)礦選煤廠、內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)百靈選煤廠和烏斯太選煤廠采用此工藝流程。該工藝適合人選原料煤煤泥含量較高、塊煤與末煤理論分選密度相差較小、塊煤中夾矸煤含量較少的選煤廠。
2.5三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝
三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝可以用單一低密度重懸浮液一次分選出精煤、中煤、矸石三種質(zhì)量合格的產(chǎn)品，較之二產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝可以省去一套高密度重懸浮液的制備、輸送、回收系統(tǒng)。該工藝有兩種形式，即有壓給料和無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝。無(wú)壓給料分選工藝以其流程簡(jiǎn)單、操作方便、基建投資低等優(yōu)點(diǎn)，被新建廠或改造廠普遍看好，并得到推廣應(yīng)用。目前采用該工藝的選煤廠總設(shè)計(jì)能力超150Mt/a，約占我國(guó)選煤能力的20%以上，并成為我國(guó)選煤廠主要的選煤工藝。采用三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選雖然可以降低基建投資和運(yùn)行成本，但中煤（洗混煤）分選密度的調(diào)節(jié)比較困難，在原煤含矸率變化較大的情況下尤其明顯。
3 幾點(diǎn)建議
3.1對(duì)于大型及大型以上選煤廠，塊煤與末煤分選密度差距較大時(shí)，應(yīng)采用分級(jí)入選，具體分級(jí)粒度根據(jù)實(shí)際煤質(zhì)資料確定。建議選用淺槽重介質(zhì)分選機(jī)進(jìn)行塊煤排矸，然后將粗精塊煤粉碎與末煤一起給人三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選。
3.2對(duì)于采用大直徑三產(chǎn)品旋重介質(zhì)流器分選工藝的選煤廠，由于流體運(yùn)動(dòng)阻力的差異，不同粒度物料的實(shí)際分選密度也存在差異。入料粒度上限越大，分選粒度越寬，實(shí)際分選密度差異就越大，綜合分選效果就越低�？紤]到大顆粒的中煤中含有夾矸煤，粉碎后可解離出一定量精煤，建議對(duì)塊中煤進(jìn)行破碎解離分析后，確定中煤再選方案。對(duì)于稀缺煤種的分選應(yīng)設(shè)中煤旋流器再選工藝流程，中煤再選旋流器可利用主選旋流器所用的合格介質(zhì)，工藝并不復(fù)雜。
3.3對(duì)于煤泥含量較多（>15%）的原料煤的分選，應(yīng)盡量選用脫泥入選，以減少合格介質(zhì)的分流量，保證介質(zhì)系統(tǒng)的穩(wěn)定，改善旋流器分選效果，降低介質(zhì)消耗。此外，可以減少次生煤泥量，盡量避免或減少煤的泥化程度，同時(shí)也可以改善細(xì)粒煤在重介質(zhì)旋流器中的分選條件，提高分選效率。
3.4對(duì)于準(zhǔn)備將跳汰工藝改為重介質(zhì)旋流器分選工藝的選煤廠，建議根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)煤質(zhì)資料，利用原有跳汰機(jī)進(jìn)行塊煤排矸，將粗塊精煤粉碎后與末煤一起給人三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選。該工藝可以減少建設(shè)投資，增加原煤人選量，對(duì)原料煤中矸石含量較多的選煤廠效果非常突出。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)快速發(fā)展，對(duì)煤炭需求量會(huì)不斷提高。為解決燃煤造成的環(huán)境污染和提高煤炭利用效率，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)是唯一選擇。作為潔凈煤技術(shù)源頭和基礎(chǔ)的選煤技術(shù)，必將首先得到發(fā)展。重介質(zhì)選煤的比例將不斷提高，高效重介質(zhì)選煤技術(shù)作為中國(guó)選煤主導(dǎo)技術(shù)的地位將會(huì)牢固確立，重介質(zhì)選煤工藝也將會(huì)得到不斷改進(jìn)和完善。