付銀香

（煤炭科學研究總院唐山研究院，河北 唐山 063012）

煤炭是我國最重要的基礎能源和原料，在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略地位。2011年，我國煤炭產(chǎn)量35.2億t，煤炭在我國一次能源生產(chǎn)和消費結構中的比例仍占70%以上。2020年前，以煤炭為主體，以電煤為中心的能源戰(zhàn)略已經(jīng)定位。選煤廠規(guī)模大型化是提高選煤效率和經(jīng)濟效益的重要技術途徑［1］，因此選用先進的選煤技術和裝備，加大動力煤選煤廠的入洗能力，提高動力煤選煤廠的產(chǎn)品回收率已成為眾所追求的熱點。

在傳統(tǒng)的動力煤選煤廠分選中，一般多采用簡單排矸工藝后產(chǎn)品滿足發(fā)電用煤要求即可。分選工藝多為動篩排矸＋跳汰主洗、淺槽排矸＋跳汰主洗、動篩排矸＋重介兩產(chǎn)品主洗、淺槽排矸＋重介兩產(chǎn)品主洗工藝。特別是在某些傳統(tǒng)煤礦，還有采用人工選矸后不入洗直接作為電煤產(chǎn)品。以上工藝流程簡單，產(chǎn)品單一，分選精度不高，精煤損失量大。自從淮南顧橋選煤廠改造中大直徑有壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器，在動力煤選煤廠的應用研究成功之后［2］，越來越多的專業(yè)人士不斷探索著三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器用于動力煤選煤廠末煤的分選。

1 雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器的結構特點

雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器是天地科技股份有限公司唐山分公司“十五”攻關課題，是自主創(chuàng)新、國家授權發(fā)明專利產(chǎn)品，現(xiàn)已在眾多煉焦煤選煤廠中成功應用，其結構圖見圖1。

圖1 雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器結構圖

雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器結構特點包括以下幾方面。

1）一段旋流器采用了圓筒型，而且是雙給介入口（其中一個是穩(wěn)定的大流量入口，一個是可調(diào)節(jié)的小流量入口）。其結構是在采用激光測速儀和高速錄像及圖像分析系統(tǒng)對圓筒型和圓筒－圓錐型旋流器進行了旋流器內(nèi)速度場和密度場的測定，并利用CFD技術對重介質(zhì)旋流器的流場進行數(shù)值模擬的基礎上確定的。同時，雙供介口使得其入料壓力調(diào)整更為方便，設備配套更容易。

2）實現(xiàn)了懸浮液和被選物料分開給入旋流器，避免物料過粉碎和減少了動能損失，同時還便于設備布置。

3）充分且僅僅利用了自第一段排出的重懸浮液剩余壓頭，作為二段旋流器產(chǎn)生離心力場的動力源。

4）選擇圓筒－圓錐型旋流器作為二段洗選設備。

5）內(nèi)鑲OI陶瓷襯里，耐磨性能高，使用壽命長。

2 分選原理

重介質(zhì)懸浮液通過大小合介泵輸送至一段旋流器大小入介口，同時物料通過入料漏斗自流進入一段旋流器的中心，在螺旋運動的離心力場中遵循阿基米德原理，輕、重產(chǎn)物得以分離。其分離過程是：物料隨重介質(zhì)懸浮液邊旋轉(zhuǎn)邊分離，精煤由一段溢流口排出，矸石和中煤在靠近一段器壁處向下旋轉(zhuǎn)，進入二段，在二段邊旋轉(zhuǎn)邊分離，中煤在旋流器中心向上旋轉(zhuǎn)從二段溢流口排出，矸石在靠近器壁處向下旋轉(zhuǎn)由底流口排出，完成全部分選。

3 工藝比較

動力煤選煤廠入洗原煤煤質(zhì)一般為中～高灰、高硫、中高發(fā)熱量的無煙煤或者是貧瘦煤，原煤可選性為易選～中等可選，并且隨著機械化開采程度的提高，頂?shù)装迥鄮r和頁泥巖越來越多，矸石泥化現(xiàn)象也越來越多。然而，動力煤選煤廠選出精煤產(chǎn)品多數(shù)用于電廠發(fā)電，也有少許用于煉焦配煤，洗出矸石回填或者制磚作為建筑材料。精煤產(chǎn)品發(fā)熱量滿足電廠發(fā)電用煤要求即可，產(chǎn)品的精度要求較煉焦煤選煤廠低。傳統(tǒng)工藝多采用跳汰機進行主洗，而隨著選煤技術及成套設備的開發(fā)利用，重力分選代替跳汰分選越來越多。重介較跳汰主要優(yōu)點在于矸石夾精少，回收率高，而雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器分選原理采用煤介單獨給入，介質(zhì)由兩臺給介泵給入旋流器，應用于動力煤選煤廠具有它獨特的優(yōu)點，對于易泥化的煤質(zhì)更具有其優(yōu)越性。雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器與重介有壓兩產(chǎn)品旋流器的比較見表1，與單供介有壓三產(chǎn)品旋流器的比較見表2。

表1 雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器與重介有壓兩產(chǎn)品旋流器的比較

表2 雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器與單供介有壓三產(chǎn)品旋流器的比較

4 應用效果分析

天地科技股份有限公司唐山分公司設計工程中心首次選用1350/950雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器，應用于重慶能源松藻煤電公司白巖年入洗能力為300萬t的動力煤選煤廠中，白巖選煤廠主要為了降硫，精煤硫分指標為＜3%，選煤廠工藝流程見圖2，選煤廠生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)此旋流器分選效果非常好，應用效果見表3。

圖2 雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器應用于動力煤選煤廠工藝流程圖

表3 1350/950雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器應用效果表

從白巖選煤廠生產(chǎn)實際來看，如果選用單供介三產(chǎn)品旋流器，每小時1800m3循環(huán)量需要通過一臺泵給入旋流器，泵的功耗高，磨損大，不便控制與調(diào)節(jié)，而采用雙供介旋流器，在小合介泵上配置變頻器，調(diào)節(jié)流量及壓力，這樣根據(jù)入洗煤量大小和特性，可以自動的調(diào)節(jié)泵的參數(shù)，有利于旋流器的分選。

5 結語

雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器，避免了單供介旋流器入介口壓力過高、懸浮液循環(huán)量大、功耗高、不易與介質(zhì)泵配套、難于實現(xiàn)變頻控制等缺點。在動力煤選煤廠分選易選或者中等可選煤時，通過配置低密度懸浮液實現(xiàn)高密度的分選，分選精度高，產(chǎn)品靈活。分選出中煤既可摻入精煤作為電煤產(chǎn)品，又可單獨作為中煤產(chǎn)品出售，還可以摻入矸石。并且當煤質(zhì)變化時，此時雙供介無壓給料三產(chǎn)品旋流器還可以分選出低灰的精煤產(chǎn)品，作為煉焦配煤，分選出來的中煤作為發(fā)電用煤，矸石制磚或回填。這樣產(chǎn)品更加靈活，適應性更加廣泛，提高了市場的抗風險能力。

［1］邢玉梅.重介質(zhì)選煤成套技術與設備的研究與應用［J］.選煤技術，2009（4）：90-93.

［2］于宇，趙樹彥，張立華，等.大直徑有壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器在動力煤選煤廠的應用研究［J］.煤炭加工與綜合利用，2011（1）：1-5.