【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ；而改造的主要是煉焦煤選煤廠，以解決不少老廠的設(shè)備陳舊和技 11 術(shù)落后問(wèn)題。隨著市場(chǎng)要求和人們觀念的變化，動(dòng)力煤和煉焦煤選煤技術(shù)的界限越來(lái)越模糊，設(shè)計(jì)中再區(qū)分煉焦煤或動(dòng)力煤已沒(méi) 有實(shí)際意義。 裝配式選煤廠以“縮短建設(shè)工期、降低基本建設(shè)投資、降低運(yùn)營(yíng)成本、提高生產(chǎn)效率、提高經(jīng)濟(jì)效益”為目的，從系統(tǒng)工程的角度出發(fā)，研究、創(chuàng)新和集成了一系列高效選煤技術(shù)，取得了良好的效果。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)和完善，裝配式選煤廠將是未來(lái)選煤廠的發(fā)展方向。 4． 選 煤過(guò)程自動(dòng)控制和全廠自動(dòng)化 為使產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定、最大限度地提高產(chǎn)品產(chǎn)率和高產(chǎn)高效工作，新建設(shè)的選煤廠大多設(shè)置各種參數(shù)的在線檢測(cè)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)選煤過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制。北京華宇工程有限公司最近設(shè)計(jì)投產(chǎn) 的選煤廠每班操作人員一般為 3～ 5 人 。 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，選煤廠自動(dòng)化今后的發(fā)展趨勢(shì)將是以網(wǎng)絡(luò)為支撐、信息管理為核心、以信息技術(shù)為手段，生產(chǎn)與管理一體化的“集成應(yīng)用系統(tǒng)” 。 第二章 重介選煤工藝 第一 節(jié) 概 述 近年來(lái)，隨著重介質(zhì)選煤技術(shù)的快速發(fā)展，重介質(zhì)分選工藝呈現(xiàn)出流程更加簡(jiǎn)化、適用范圍不斷拓寬、自動(dòng)化程度不斷提高的大趨勢(shì)。無(wú)論是特大塊毛煤的排矸，還是粉煤的洗選，無(wú)論是煉焦煤洗選，還是動(dòng)力煤的加工，都可以采用重介質(zhì)分選工藝。重介質(zhì)分選方法分選精度高，密度調(diào)節(jié)范圍寬，密度測(cè)控自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)得到前所未 12 有的發(fā)揮，重 介質(zhì)選煤工藝已經(jīng)成為我國(guó)近一時(shí)期選煤工藝推廣應(yīng)用的重點(diǎn)，新建的選煤廠和老廠的技術(shù)改造大都采用重介質(zhì)旋流器選煤工藝。 與常規(guī)跳汰選煤工藝相比，大直徑旋流器的有效分選下限延伸至 mm 左右，利用煤泥重介質(zhì)分選的工藝下限更達(dá)到 ～ 。由此對(duì)常規(guī)煤泥分選工藝及重選與浮選工藝的結(jié)合模式產(chǎn)生了重要的影響，在條件合適的時(shí)候，可采用如全重介質(zhì)分選工藝模式、粗煤泥獨(dú)立回收工藝模式等。 雖然重介質(zhì)選煤的適應(yīng)范圍很廣，但由于煤種、煤質(zhì)、可選性以及用戶需求等各方面的差異，在工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理等 方面，必須實(shí)事求是、因地制宜，制定合理高效的重介質(zhì)分選工藝，科學(xué)規(guī)范地管理和使用重介質(zhì)分選工藝。 目前國(guó)內(nèi)外使用的重介質(zhì)選煤的工藝流程多種多樣，大致可以分為以下幾類： (l)重介質(zhì)重力分選機(jī)洗選工藝：有兩產(chǎn)品重介質(zhì)分選和三產(chǎn)品重介質(zhì)分選工藝，分選的粒度范圍可到 150～ 8 mm，主要用于粗大粒度動(dòng)力煤的分選和高矸 (+50 mm 矸石含量 3%)煉焦煤中大塊的選前排矸作業(yè)。 (2)重介質(zhì)旋流器分選工藝：有兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選及三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選工藝，可廣泛應(yīng)用于各種煤種的分選，分選上 限可以達(dá)到 80～ 100 mm。有有壓旋流器分選工藝，也有無(wú)壓旋流器分選工藝。 13 (3)煤泥微細(xì)重介質(zhì)旋流器分選工藝：可以采用獨(dú)立的煤泥分選工藝，如采用選前脫泥工藝，對(duì)脫出的煤泥采用小直徑微細(xì)介質(zhì)旋流器進(jìn)行分選回收；也可與大直徑重介質(zhì)旋流器分選工藝聯(lián)合，對(duì)在大直徑旋流器中已經(jīng)過(guò)分級(jí)的輕產(chǎn)物中的合格介質(zhì)懸浮液，利用小直徑重介質(zhì)旋流器進(jìn)行再選，部分代替浮選工藝。此時(shí)小直徑旋流器入料實(shí)際就是從輕產(chǎn)物脫介篩下分流出來(lái)的部分合格介質(zhì)懸浮液。 上述所介紹的重介質(zhì)分選工藝既可以獨(dú)立使用，也可以與常規(guī)的跳汰、浮 選等傳統(tǒng)工藝配合（聯(lián)合），揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，形成各式各樣、各具特色的工藝組合。例如： (l)塊煤重介排矸，末煤不選：多用于優(yōu)質(zhì)低硫動(dòng)力煤的分選。 (2)塊煤重介排矸 +末煤重介質(zhì)旋流器分選 +煤泥浮選：多用于無(wú)煙煤的分選，也可用于煉焦煤的分選。 (3)塊煤重介質(zhì)分選 +末煤跳汰分選 +煤泥浮選：多用于無(wú)煙煤和煉焦煤的分選。 (4)原煤跳汰分選 +跳汰中煤重介質(zhì)旋流器掃選：多用于煉焦煤和無(wú)煙煤的分選。 (5)原煤跳汰粗選 +跳汰粗精煤重介質(zhì)旋流器精選 +煤泥浮選：多用于矸石含量偏大及比較難選 的煉焦煤和無(wú)煙煤的分選。 (6)重介質(zhì)旋流器分選 +煤泥浮選或煤泥重介質(zhì)旋流器分選。 總體來(lái)說(shuō)，一套完整的重介質(zhì)分選工藝系統(tǒng)可以根據(jù)其功能劃分為幾個(gè)有機(jī)組合的子系統(tǒng)，一般包括如下幾個(gè)密切相關(guān)的環(huán)節(jié)或子系統(tǒng)： 14 (l)入料準(zhǔn)備（預(yù)處理）：其目的主要是為重介質(zhì)分選工藝系統(tǒng)提供粒度、含泥量、水分、含雜量等符合要求的入料。入料準(zhǔn)備包括除鐵除雜、預(yù)先篩分、選前排矸、破碎、脫泥、脫水作業(yè)（如跳汰產(chǎn)品重介質(zhì)掃選或精選工藝中，跳汰產(chǎn)品在進(jìn)入重介系統(tǒng)前必須脫水， 以避免大量水分進(jìn)入重介系統(tǒng)，影響分選介質(zhì)的 密度）。 (2)分選環(huán)節(jié)：包括給料、分選、產(chǎn)品的收集與分配、脫介及選后產(chǎn)品的后處理（如分級(jí)、脫水等）。 (3)懸浮液循環(huán)與介質(zhì)回收：包括合格介質(zhì)的循環(huán)，粘附在產(chǎn)品上的介質(zhì)的脫除（噴水洗滌）及稀介質(zhì)的凈化回收系統(tǒng)。其中合格懸浮液經(jīng)過(guò)分選設(shè)備、弧形篩及脫介篩合格介質(zhì)段（某些選煤廠已不從脫介篩上出合格介質(zhì)）后，返回合格介質(zhì)桶（或混合桶）循環(huán)使用。 從脫介篩上沖洗下來(lái)的稀介質(zhì)與分流過(guò)來(lái)的部分合格介質(zhì)懸浮液經(jīng)磁選設(shè)備等凈化，回收其中的磁鐵礦（磁選精礦），排出煤泥等非磁性部分（磁選尾礦）。分流的主要目的 是為了避免煤泥在循環(huán)介質(zhì)系統(tǒng)的循環(huán)積聚，將部分合格介質(zhì)分流到稀介質(zhì)系統(tǒng)，經(jīng)磁選后將磁性介質(zhì)回收回來(lái)循環(huán)使用，同時(shí)將多余煤泥和水排出循環(huán)介質(zhì)系統(tǒng)，維持循環(huán)介質(zhì)系統(tǒng)煤泥量的穩(wěn)定性。磁選精礦返回介質(zhì)系統(tǒng)循環(huán)使用，磁選尾礦一般直接進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)，濃縮處理后將濃縮溢流返回重介系統(tǒng)，做脫介篩噴水等循環(huán)復(fù)用，濃縮底流進(jìn)行粗煤泥回收或進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)處理。弧形篩、脫介篩、磁選機(jī)是本環(huán)節(jié)的主要設(shè)備。 (4)粗煤泥回收系統(tǒng)：為了防止脫介、分級(jí)、脫水設(shè)備等因磨損 15 而造成超粒進(jìn)入浮選系統(tǒng)（即跑粗），影響系統(tǒng)工藝效果，同 時(shí)充分利用重介質(zhì)旋流器有效分選粒度下限低的優(yōu)勢(shì)，可將不同產(chǎn)品流中的粗煤泥進(jìn)行單獨(dú)回收并歸入相應(yīng)的產(chǎn)品，既避免粗粒進(jìn)入浮選導(dǎo)致跑粗，又降低了浮選負(fù)荷，大大提升了工藝系統(tǒng)的合理性，改善了工藝效果，提高了綜合效益。粗煤泥回收，特別是重介質(zhì)旋流器分選工藝系統(tǒng)的粗煤泥回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及管理非常重要。水力分級(jí)設(shè)備及機(jī)械脫水設(shè)備是本環(huán)節(jié)的重要基礎(chǔ)設(shè)備。 (5)介質(zhì)制備與添加系統(tǒng)：某些重介選煤廠擁有自備的介質(zhì)制備與添加系統(tǒng)，可根據(jù)生產(chǎn)需要靈活地控制介質(zhì)的粒度組成等指標(biāo)。如果直接購(gòu)買商品介質(zhì)粉，則只需要相應(yīng)的調(diào)配補(bǔ)加系 統(tǒng)。 (6)系統(tǒng)參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)：根據(jù)工藝需要，對(duì)工作懸浮液的密度、磁性物含量、分流量、入料壓力等參數(shù)進(jìn)行測(cè)控，目前普遍采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)就像系統(tǒng)的“眼睛”，是重介質(zhì)分選工藝實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效、可靠運(yùn)行的重要保證。簡(jiǎn)單、高效、可靠的自動(dòng)測(cè)控技術(shù)是促進(jìn)重介選煤工藝快速發(fā)展和推廣的重要因素之一。密度計(jì)、磁性物含量測(cè)定裝置、壓力傳感器、變頻器、工控機(jī)、執(zhí)行器、測(cè)控軟件是構(gòu)成本系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)。 (7)管路及流體輸送系統(tǒng)：管路有如系統(tǒng)的“血管”，流體輸送設(shè)備有如系統(tǒng)的“心臟”。管路系統(tǒng)的合理選材與 設(shè)計(jì)，流體輸送設(shè)備的正確選型都會(huì)直接影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性、靈活性。耐磨材料與技術(shù)（耐磨管、閥、彎頭）的推廣應(yīng)用大大延長(zhǎng)了流體輸送系統(tǒng)的使用壽命，為系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件。調(diào)速節(jié) 16 能技術(shù)的推廣使用，既降低了介質(zhì)泵準(zhǔn)確選型的難度，又提高了工況調(diào)整的靈活性，還使泵始終處于低轉(zhuǎn)速節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)，不僅節(jié)能，還能延長(zhǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行壽命。 第二 節(jié) 入料準(zhǔn)備作業(yè) 入料準(zhǔn)備作業(yè)的主要目的在于為重介質(zhì)分選系統(tǒng)提供粒度、雜質(zhì)含量、水分、含泥量等適合要求的入料，滿足分選系統(tǒng)的設(shè)備及后處理環(huán)節(jié)設(shè)備的工藝技術(shù) 要求，同時(shí)應(yīng)保證入料在質(zhì)量上的均質(zhì)化。 入料準(zhǔn)備系統(tǒng)一般包括除雜、預(yù)先篩分、選前排矸、破碎、脫泥等。如果重介入料為跳汰選后的產(chǎn)品，那么考慮到水分對(duì)重介質(zhì)懸浮液密度的影響，重介入料的準(zhǔn)備還應(yīng)包括脫水作業(yè)。 1． 除雜 由于在采、運(yùn)過(guò)程中，原煤中含有或多或少的炮線、雷管、螺栓、廢鐵、工具、煤鉆頭等鐵器，這些雜物進(jìn)入分選系統(tǒng)往往會(huì)造成系統(tǒng)的卡堵，甚至破壞機(jī)械設(shè)備，同時(shí)精煤產(chǎn)品含雜量也是其質(zhì)量指標(biāo)之一，出口煤對(duì)此要求更高，因此，在準(zhǔn)備作業(yè)往往要通過(guò)除鐵器、人工揀選等作業(yè)除去其中的鐵器等雜物。 在選煤廠使用的除鐵器一般都懸掛在運(yùn)輸皮帶的轉(zhuǎn)載點(diǎn)附近，有永磁除鐵器，也有電磁除鐵器；有自動(dòng)連續(xù)卸除吸附物的，見(jiàn)圖 21，也有間歇卸除吸附物的除鐵器。 17 圖 21 自動(dòng)卸料除鐵器工作示意圖 2． 預(yù)先篩分及破碎作業(yè) 準(zhǔn)備作業(yè)的主要任務(wù)之一是控制進(jìn)入分選作業(yè)的煤炭的粒度和粒度組成，粒度的控制必須結(jié)合煤質(zhì)進(jìn)行考慮。 煤質(zhì)方面主要考慮解離情況及中煤含量。 (l)一般情況下，粒度越小，煤與其中的無(wú)機(jī)礦物雜質(zhì)成分的解離就越充分；對(duì)無(wú)機(jī)硫含量為主的高硫煤，從脫硫降灰的角度，適當(dāng)降低入選粒度是 有益的。 (2)對(duì)于中煤含量較多的稀缺的煉焦煤種，適度降低破碎粒度，可以促進(jìn)中間密度物的進(jìn)一步解離，增加精煤的產(chǎn)率，與中煤直接作為動(dòng)力煤燃燒相比，大大提高了資源的利用率，也有助于提高選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。 同時(shí)，重介質(zhì)分選設(shè)備對(duì)入料的粒度上限有一定的要求，以避免造成設(shè)備的卡、堵，影響系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如旋流器入料中的超?？赡茉斐尚髌髋帕峡诘亩氯?。因此，對(duì)分選設(shè)備的入料粒度必須進(jìn)行控制，必要時(shí)必須設(shè)置適當(dāng)?shù)钠扑樽鳂I(yè)以保證入選粒度不超限。 雖然粒度越細(xì)解離越好，但為了避免過(guò)度破碎，并降低破碎作 業(yè)的負(fù)荷，往往采用預(yù)先篩分，對(duì)預(yù)先篩分設(shè)備的篩上物進(jìn)行破碎。如 18 果塊矸含量高，篩上物還需要進(jìn)行機(jī)械排矸（如采用碎選機(jī)、重介質(zhì)分選槽、動(dòng)篩跳汰機(jī)等），然后破碎入洗或直接出塊產(chǎn)品（如動(dòng)力煤）。 總的來(lái)說(shuō)，選擇入洗粒度上限應(yīng)主要考慮煤質(zhì)及破碎解離特性，設(shè)備可以根據(jù)需要合理選型。 根據(jù)入洗粒度上限，預(yù)先篩分設(shè)備一般多選用篩孔為 100 mm、75 mm、 50 mm 的單軸振動(dòng)篩，也有部分選煤廠來(lái)用棒條篩或滾軸篩、概率篩等設(shè)備作為預(yù)先篩分設(shè)備。圖 2— 2 為采用單軸振動(dòng)篩和滾筒碎選機(jī)配合使用的預(yù)先篩分流程。 圖 22 振動(dòng)篩與滾筒碎選機(jī)配合進(jìn)行預(yù)先篩分 該流程中，入料煤先經(jīng)單軸篩預(yù)先篩分，篩下物與滾筒碎選機(jī)的透篩產(chǎn)物合并后進(jìn)入分選系統(tǒng)。當(dāng)煤與矸石的硬度差別較大時(shí)使用滾筒碎選機(jī)，可以取消人工揀矸。采用手選作業(yè)，即從碎選機(jī)塊矸石產(chǎn)品中撿出混入的塊煤，這樣可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作量。 圖 23 給出了幾種典型的原煤準(zhǔn)備作業(yè)模式： 19 圖 23 幾種典型預(yù)先篩分及大塊處理工藝 流程 (a)、 (b)多用于塊矸含量大，需要選前排矸的情況，只是第一種無(wú)須出塊產(chǎn)品而已。 機(jī)械排矸可以采用選擇性破碎機(jī) 、槽式重介質(zhì)分選機(jī)、動(dòng)篩跳汰機(jī)等。 流程 (c)多用于低矸煤的準(zhǔn)備作業(yè)，系統(tǒng)構(gòu)成比較簡(jiǎn)單。在破碎作業(yè)之前一般需要增設(shè)檢查性手選作業(yè)，預(yù)先撿去部分大塊矸和雜物。 圖 24 為閉路破碎流程。 圖 24 重介質(zhì)旋流器入料的預(yù)先篩分和檢查篩分作業(yè) 旋流器的入料上限為 38 mm，煤炭經(jīng)預(yù)先篩分后，大于 38mm 的 20 部分進(jìn)入破碎機(jī)，破碎機(jī)的產(chǎn)物進(jìn)入檢查性篩分，檢查性篩分的篩上物返回破碎機(jī)。此流程為脫泥重介質(zhì)旋流器分選工藝。 圖 25 所示為預(yù)先排矸與閉路破碎相結(jié)合的旋流器入料準(zhǔn)備作業(yè)流程。 圖 25 預(yù)先排矸加閉 路破碎的重介質(zhì)旋流器入料準(zhǔn)備流程 +50 mm 部分采用碎選機(jī)預(yù)先排矸； 50 mm 的原煤經(jīng) Φ38 mm 篩孔的篩子分級(jí)后， +38 mm 部分入破碎機(jī)，破碎機(jī)的產(chǎn)物進(jìn)入檢查性篩分機(jī)，其篩上物返回破碎機(jī)。此流程可以嚴(yán)格控制旋流器的入料上限，適合于塊矸含量大，矸石與煤的硬度差別顯著，煤泥量偏大的情況。但工藝流程比較復(fù)雜，準(zhǔn)備車間配置比較復(fù)雜。此流程的脫泥采用振動(dòng)篩濕法脫泥。 3． 原煤分級(jí)作業(yè) 原煤分級(jí)作業(yè)一般是為了適應(yīng)不同分選加工工藝的要求而設(shè)置的，如分級(jí)洗選或塊煤洗選、末煤不選的情況，后者多見(jiàn)于動(dòng)力煤洗選。 原煤 分級(jí)作業(yè)一般有濕法篩分與干法篩分兩種模式。 21 （ 1） 濕法篩分 對(duì)于塊煤、末煤全重介質(zhì)分選流程或塊煤重介、末煤跳汰選等分級(jí)洗選流程來(lái)講，一般都采用濕法篩分作業(yè)。濕法篩分可以提高篩分效率和處理量，還可以通過(guò)預(yù)先潤(rùn)濕物料，避免物料打團(tuán)，降低篩分作業(yè)的粉塵污染，改善后續(xù)的分選效果和生產(chǎn)環(huán)境。濕法篩分作業(yè)一般采用低濃度的循環(huán)水作為噴水（ 30%左右噴在入料溜槽內(nèi)，對(duì)物料預(yù)濕、降塵，其余噴在分級(jí)篩上）（圖 26）。 圖 26 重介質(zhì)分選機(jī)入料準(zhǔn)備篩分作業(yè) （ 2） 干法篩分 對(duì)塊煤重介質(zhì)排矸、末煤不分 選的動(dòng)力煤選煤廠，當(dāng)原煤的水分較低、分級(jí)粒度較粗（ 13 mm 或 10 mm）時(shí)，采用干法篩分可以生產(chǎn)水分較低的末煤產(chǎn)品，如圖 27 所示。這樣既提高了末煤的質(zhì)量，又減少了煤泥水處理的負(fù)擔(dān)。但該工藝粉塵較大，為了降低粉塵污染、改善生產(chǎn)環(huán)境，往往需要考慮除塵。該工藝多用于