郭春華

山東兗礦集團(tuán)南屯煤礦選煤廠，山東鄒城 273515

1 選煤技術(shù)的應(yīng)用情況

目前，我國(guó)廣泛應(yīng)用的選煤工藝主要有基于密度差異的跳汰、重介和螺旋分選及基于表面物理化學(xué)性質(zhì)差異的浮選等。主要的選煤方法有以下幾種：跳汰選煤，在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用， 其適宜于處理易選和較易選煤。重介選(尤其在離心力場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)分選的大直徑旋流器分選法) 是當(dāng)前最先進(jìn)的選煤方法， 適宜處理難選和極難選煤。經(jīng)過(guò)多年的選煤生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：無(wú)論是跳汰選還是重介選，對(duì)細(xì)粒煤的分選效果都較差。分選效果往往隨著粒度的減小而變差，尤其是對(duì)1.5～0.3粒級(jí)粗煤泥的分選往往難以取得理想的效果。目前，國(guó)外大多數(shù)采用的螺旋分選機(jī)因能分選1mm～0.15mm 的粗煤泥而在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用。它的選煤工藝具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是分選精度低、設(shè)備難以大型化及分選密度高。因此，螺旋分選機(jī)只適合于分選可選性較易的動(dòng)力煤，要在低密度下分選煉焦煤很困難，螺旋分選機(jī)在我國(guó)未獲得廣泛應(yīng)用。通過(guò)分析以下特點(diǎn)：表面物理化學(xué)性質(zhì)差異的浮游選煤是回收煤泥的主要技術(shù)，其有效分選粒度約在0.3mm～0.05mm 之間，大于0.3mm 的粗煤泥在浮選過(guò)程中，極易損失到尾礦中。因此，大于1mm 的粗顆?？捎弥亓Ψ诌x方法進(jìn)行有效分選，小于0.3mm以下的細(xì)煤泥可用浮選。然而對(duì)1mm～0.3mm粗煤泥的分選還沒(méi)有有效的分選技術(shù)及設(shè)備。一定程度上造成資源浪費(fèi)和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益降低。而煤泥分選是選煤生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，其分選效果的好壞直接影響煤泥產(chǎn)品的產(chǎn)率和質(zhì)量。因此，尋求粗煤泥的有效分選技術(shù)和設(shè)備就變得具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

干擾床分選機(jī)作為一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的分選設(shè)備，洋為中用，有力推動(dòng)了選煤工藝向更高層次發(fā)展。

2 干擾床分選機(jī)的使用原理和功能

干擾床分選機(jī)，即TBS（teeter bed separator），有的稱搖擺流化床分離器，主要用于粗煤泥分選。實(shí)踐證明，用TBS分選粗粒級(jí)煤泥能取得較好的分選效果。干擾床分選機(jī)于20世紀(jì)80年代開(kāi)始進(jìn)入選煤領(lǐng)域。

干擾床分選機(jī)原理。干擾床分選機(jī)原理顆粒的密度、粒度不同，在同一流體中的沉降速度也不同。高密度粗粒具有較大的沉降速度，低密度細(xì)粒的沉降速度則較小。如果提供一個(gè)上升流體速度，使其介于低密度細(xì)粒的沉降速度和高密度粗粒的沉降速度之間，則高密度粗粒將在該上升流體中沉降，而低密度細(xì)粒將上浮，從而實(shí)現(xiàn)多組分粒群按密度和粒度實(shí)行分離。進(jìn)而，如果粒群的粒度相等或在很窄的粒級(jí)范圍內(nèi)，則顆粒的沉降速度取決于顆粒的密度， 不同密度的顆粒在一定上升水速作用下將按密度進(jìn)行分選，下降的物料與上升水流相遇形成干擾層或稱沸騰床層。入料中的顆粒在分選機(jī)中作干擾沉降運(yùn)動(dòng)，由于顆粒之間密度不同，使干擾沉降速度存在差異，從而為分選提供了依據(jù)。這就是干擾床分選的分選原理。

干擾床分選機(jī)影響分選的主要因素：1）物理特征，如粒度、密度、形狀等；2） 流體的性質(zhì)，如流體的粘度、密度及其流動(dòng)速度等；3） 一些操作因素，如加料方法、水流的產(chǎn)生途徑、尾礦的排料方法等。

干擾床分選機(jī)分選效率特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的入料分配系統(tǒng)；2）護(hù)工作量少，費(fèi)用低；3）分選密度可控、可調(diào)，可根據(jù)物料的粒度和密度設(shè)計(jì)所需要的粒度或密度級(jí)，最低可達(dá)1.45g/cm；4）備占地面積小，單位面積處理能力大；5）沒(méi)有入料分配的問(wèn)題。

干擾床分選機(jī)在選煤系統(tǒng)的應(yīng)用某礦選煤廠原設(shè)計(jì)能力180萬(wàn)t，現(xiàn)生產(chǎn)能力為400萬(wàn)t的，采用單一跳汰工藝。原有的煤泥回收系統(tǒng)單一，為濃縮池—旋流器—高頻篩—離心機(jī)。由于近幾年井下九采煤開(kāi)采，煤質(zhì)結(jié)果如表1。

表1

從表1可以看出煤泥含量高達(dá)20.94%。靠原有的煤泥回收系統(tǒng)已經(jīng)不能將煤泥灰分控制在9.00%以下，無(wú)法參入精煤（精煤灰分區(qū)間為8.00%～9.00%），導(dǎo)致精煤回收率不足40%，嚴(yán)重制約礦井經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。如何對(duì)這些煤泥進(jìn)行分選回收，是提高精煤產(chǎn)率，降低洗水濃度和礦井經(jīng)濟(jì)效益提高的關(guān)鍵。3年前該礦選煤廠對(duì)煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，技改的關(guān)鍵就是加入了TBS對(duì)煤泥進(jìn)行分選。我們對(duì)TBS的底流和溢流進(jìn)行采樣化驗(yàn)，根據(jù)分選效果調(diào)整TBS各參數(shù)，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，最終確定了TBS干擾水壓力100kPa，入料粒度1mm～0.25mm，小時(shí)處理量110t的運(yùn)行參數(shù)。能夠取得的效果是底流灰分25%～30%，溢流灰分10%～11%，再經(jīng)過(guò)旋流器和高頻篩的分選，煤泥灰分在8.00%左右，完全可以摻入精煤中，實(shí)現(xiàn)了技改設(shè)定目標(biāo)。

經(jīng)過(guò)查閱大量的資料和調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，干擾床分選機(jī)用于細(xì)粒煤分選和回收在國(guó)外已經(jīng)相當(dāng)普遍，并且取得了很好的效果。但是國(guó)內(nèi)對(duì)此的研究還不是很多，在煤礦生產(chǎn)選煤廠的使用幾乎是空白，要進(jìn)一步提高煤炭生產(chǎn)質(zhì)量，洗選加工出精煤要在研究開(kāi)發(fā)、并逐步完善干擾床分選細(xì)粒煤技術(shù)，為煤礦細(xì)粒煤和粗煤泥的分選開(kāi)辟一條新的途徑。