选煤技术 国内近年选煤技术发展综述

　　【摘 要】介绍了我国过去几年选煤技术的发展现状，包括选煤工艺发展状况、选煤设备发展状况等；还分析了未来我国选煤技术的发展方向，有设备大型化、控制自动化、分选系统单元化等。
　　【关键词】选煤技术；选煤工艺；选煤设备；现状；发展趋势
　　1 前言
　　过去几年，在我国宏观经济持续向好和相关政策支持下，煤炭行业取得了巨大的发展，煤炭产量大幅增长，同时原煤入选量和入选比例也大幅提高。“十一五”期间，我国的选煤技术和装备取得了长足进步，已经形成了一些具有较强研发能力、取得多项科研成果的选煤技术与设备研发、生产基地，为我国选煤厂建设提供了绝大多数分选和辅助设备。下面就我国选煤技术的发展情况做一个简要的综述。
　　2 我国选煤技术现状
　　2.1 选煤工艺技术达到国际先进水平
　　我国地域辽阔，煤炭资源丰富，煤种齐全，煤质差别大，因而跳汰、重介、浮选、风选等各种选煤方法均有应用。重介质选煤技术以其对煤质适应能力强、入选粒度范围宽、分选效率高、易于实现自动控制、单机处理能力大等优点，近年来得到了大力推广应用，在我国各种选煤方法构成中，已超过跳汰所占比例，成为主导选煤方法。目前，新建的大型选煤厂多采用重介质选煤工艺。例如:根据煤质差别和产品要求，采用块煤重介浅槽、末煤三产品重介旋流器或二产品重介旋流器主再选、粗煤泥干扰床或螺旋分选机、细煤泥浮选的联合分选工艺；采用原煤不脱泥无压三产品重介旋流器配煤泥重介简化工艺；采用的脱泥分级重介旋流器分选工艺，即:原煤预先分级(2mm)、脱泥(0.3mm)，大于2mm粗物料由大直径三产品重介质旋流器分选，2～0.3mm细粒级由较小直径重介质旋流器分选，小于0.3mm煤泥浮选。我国选煤工艺技术达到了国际先进水平。
　　2.2 选煤装备取得了长足的发展
　　2.2.1 煤泥浮选技术装备
　　(1)机械搅拌式浮选机
　　我国选煤厂广泛使用机械搅拌式浮选机分选煤泥，以具有国际先进水平的XJM－S系列浮选机为代表，约占全国选煤厂浮选设备总量的70%。该浮选机采用假底下吸、周边串流入料方式，入料进入假底后，一部分矿浆直接通过吸浆管被叶轮汲取进入浮选槽。当入料量大于叶轮吸浆能力时，多余的矿浆从假底周边上溢进入浮选搅拌区域；当入料量小于叶轮吸浆能力时，不足部分由槽内矿浆循环补充，通过假底周边进入假底下部循环浮选，从而既能满足提高易浮选物料处理能力的要求，又能满足提高难浮选物料回收率的要求。为了满足某些难浮煤泥二次精选工艺要求，又开发出了XJM－S“3+2”型浮选机，即:在一组五室浮选机的第三室和第四室之间增加中矿箱，实现一次浮选和二次浮选工艺的切换(简称“3+2”浮选机)，进一步增强了浮选机对煤泥可浮性的适应能力。目前，XJM－S型浮选机已形成单槽容积从4～45m3系列化产品，通常由4槽串连为一组。28m3浮选机矿浆处理能力为900～1100m3/(h?组)，45m3的处理能力为1200～1500m3/(h?组)。在XJM－S系列浮选机基础上，又最新研制了XJM－KS型浮选机，在简化浮选工艺和强化浮选效果方面取得了新的突破。XJM－KS型浮选机用射流预矿化器取代了常规浮选流程中单独设置的庞大矿浆准备设备，简化了浮选工艺，提高了浮选系统集成度，使浮选系统占地面积节省了20%～30%。通过设置在入料管中的射流式预矿化器，不仅实现了浮选剂的弥散，而且具有微泡预选功能，强化了浮选效果。
　　(2)喷射式浮选机
　　喷射式浮选机采用循环泵对矿浆加压，通过喷嘴产生射流裹吸空气，湍流弥散气泡，并在射流负压作用下析出微泡，经伞形分散器将三相混合物均匀分布到浮选槽中完成浮选作业。微泡析出是喷射式浮选机最为显著的特点。微泡有选择性地在疏水性较好的煤粒表面析出，增加固－液－气三相接触周边，并促使煤粒与气泡粘附速度和固着强度大大提高，从而强化矿化过程。利用喷射吸气原理和微泡析出机理实现煤浆充气、气泡矿化是FJC系列煤用喷射式浮选机的基本工作原理。经过预处理的煤浆进入浮选机的入料箱后，被均匀分配进入第一槽箱，一部分煤浆与充气搅拌装置内产生的气泡群碰撞，进行矿化，另一部分则经假底的煤浆循环口进入循环泵；经泵加压(0.15～0.16MPa)，煤浆中的空气即溶解于煤浆中；当煤浆沿切线经喷嘴进入混合室并以10.5～13.5m/s的高速从设有导流叶片的喷嘴喷出时，在混合室内形成最高负压可达60kPa的负压区，大量空气即经进气管进入混合室；在高速旋转的喷射流的裹卷和剪切作用下，空气流被分散成气泡，同时由于煤浆处于高负压区，溶解于煤浆中的空气呈过饱和状态，以微泡形式有选择性地在疏水性煤粒表面析出，从而实现煤浆充气；充气煤浆经喉径、喉管和伞形分散器后斜射到假底，均匀弥散于浮选槽箱内，实现气泡矿化；矿化气泡上升形成泡沫层，实施二次富集后被刮泡装置刮出，未被矿化的煤粒一部分经槽箱间的流通口进入下一个槽箱，一部分经假底返回循环泵；最后，高灰分矿物杂质从尾矿箱排出，从而完成浮选作业。FJC型喷射式浮选机已形成单槽容积从4～44m3系列化产品，通常由4～6槽串连为一组。FJC20型喷射式浮选机矿浆处理能力为600～800m3/(h?组)，FJC44型的单位矿浆处理能力为5.34m3/(m3?h)。
　　(3)旋流－静态微泡柱分选设备
　　FCSMC系列旋流－静态微泡柱分选设备主体结构包括柱浮选、旋流分选、管流矿化三部分。整个设备为柱体，柱浮选段位于柱体上部，它采用逆流碰撞矿化的浮选原理，在低紊流的静态分选环境中实现微细物料的分选，在整个柱分选方法中起到粗选与精选作用；旋流分选与柱浮选呈上、下结构连接，构成柱分选方法的主体；旋流分选包括按密度的重力分离以及在旋流力场背景下的旋流浮选。旋流浮选不仅提供了一种高效矿化方式，而且使得浮选粒度下限大大降低，浮选速度大大提高。旋流分选以其强回收能力在柱分选过程中起到扫选柱浮选中矿作用。管流矿化利用射流原理，通过引入气体及粉碎成泡，在管流中形成循环中矿的气－固－液三相体系并实现了高度紊流矿化。管流矿化沿切向与旋流分选相连，形成中矿的循环分选。该设备具有运行稳定，选择性好，效率高，处理能力大，电耗低，适应性强等特点。目前，该设备实现了系列化与产业化，开发出了1200、1600、2500、3000、4000、4500系列微泡浮选柱和3000×6000、6000×6000浮选床。FCSMC－3000浮选柱矿浆处理能力为200～250m3/h，FCSMC－6000×6000浮选床的矿浆处理能力为800～1000m3/h。