【正文】 ，提高煤炭 2 / 36企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。發(fā)展煤炭洗選加工既可滿足國民經(jīng)濟(jì)快速、健康發(fā)展，對煤炭的需求又能使煤炭污染在總量上有所減少，改變生態(tài)環(huán)境惡化狀況，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。20 世紀(jì) 70 年代以“洗煤保鋼”為主要內(nèi)容的選煤大發(fā)展，是原煤入選比例由 1970 年的 10%增長到 1980 年的 17%，基本滿足了我國鋼鐵工業(yè)對煉焦煤質(zhì)的要求。到 2022 年，我國煤炭產(chǎn)量大 億噸，原煤入選量 億噸，原煤入選比例達(dá)到 33%。我國選煤入選比例只占 30%，有 70%的原煤未洗選。2022 年商品煤灰分為 %，而發(fā)達(dá)國家小于 16%。我國的選煤廠數(shù)目不斷減少，廠型大型化，原煤處理能力不斷擴(kuò)大。254 座國有重點(diǎn)煤礦選煤廠中煉焦煤選煤廠 147 座，入選能力 21713 萬噸；動力煤選煤廠 107 座，入選能力23509。近年來，注重研發(fā)機(jī) 4 / 36電一體化、自動化和智能化的大型選煤裝備。，重介質(zhì)旋流器選煤已成為發(fā)展重點(diǎn)在主要產(chǎn)煤國家，重介質(zhì)選煤已上升為主導(dǎo)地位。1999 年，我國選煤方法基本以跳汰選為主，占 59%，而先進(jìn)的重介質(zhì)選煤僅占 23%。值得注意的是由于大直徑重介質(zhì)旋流器、有壓給料和無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器和煤泥重介質(zhì)旋流器的出現(xiàn)，重介質(zhì)旋流器選煤已成為首選技術(shù)。有了降低投資和加工成本，國際上主要采用設(shè)備和廠型大型化及三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器簡化工藝如英國把主選設(shè)備 Larcodems 型兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的直徑有 700mm 增至 1350mm 以及前蘇聯(lián)研制三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器等。改進(jìn)后的700/500A 型，單臺設(shè)備處理能力偏小，工藝系統(tǒng)不夠完善，也沒有能在大型選煤廠中推廣應(yīng)用。通過煤炭科學(xué)研究總院唐山分院科研人員和現(xiàn)場工程技術(shù)人員的共同努力， “九五”期間重介質(zhì)選煤技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展，以具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的大型無壓給料三場品重介質(zhì)旋流器為主選設(shè)備的簡化重介質(zhì)旋流器為主選設(shè)備的簡化重介質(zhì)選煤工藝已經(jīng)研究成功，經(jīng)受了生產(chǎn)考驗(yàn)，在貴州盤江煤電（集團(tuán)）公司老屋基選煤廠建成了分選80mm 不脫泥原煤、單系統(tǒng)處理能力達(dá)，實(shí)現(xiàn)了二段分選密度在線調(diào)節(jié)，并應(yīng)用三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器自身在分選的同時對加重質(zhì)具有分級、濃縮特性而產(chǎn)生的細(xì)粒介質(zhì)，使部分粗粒煤泥在煤泥重介質(zhì)旋流器中得到分選，其有效分選下限達(dá)到 。生產(chǎn)實(shí)踐證明，無機(jī)硫脫硫率達(dá) 80%以上?！熬盼濉惫リP(guān)課題的研究成功，使我國重介質(zhì)選煤技術(shù)處于國際先進(jìn)水平行列。但是，以大型無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器為主選設(shè)備的簡化重介質(zhì)選煤工藝方面，還存在需進(jìn)一步解決的問題。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步完善粗煤泥重介工藝，使全部粗煤泥都能經(jīng)過小直徑旋流器精選。應(yīng)當(dāng)解決大型重介質(zhì)旋流器的耐磨和電耗問題。需探討進(jìn)一步降低基建投資與生產(chǎn)費(fèi)用的途徑和方法。（6） 探討進(jìn)一步降低基建投資與生產(chǎn)費(fèi)用的途徑和方法。2022 年 5 月山西神州煤電焦化股份有限公司與煤炭科學(xué)研究總院唐山分院合作，把晉陽選煤廠的技術(shù)改造工程與完成“十五”國家科技攻關(guān)課題的工業(yè)性實(shí)驗(yàn)任務(wù)結(jié)合起來，采用重介質(zhì)旋流器選煤新工藝及設(shè)備。試生產(chǎn)期間創(chuàng)下了該廠建廠以來的日入選量、月入選量和連續(xù)選煤時間的三項(xiàng)記錄，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和良好的工藝效果。該課題的研究成功，使我國的重介質(zhì)旋流器選煤技術(shù)、裝備水平和自動化程度在“九五”取得成果的基礎(chǔ)上得到進(jìn)一步完善、提高。 8 / 363NWXS1300/920 型雙供無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器是新研制的重介質(zhì)旋流器選煤新工藝的核心分選設(shè)備，它由圓筒形旋流器作為一段和由圓筒圓錐型旋流器作為二段旋流器串聯(lián)而成。采用 CFD 技術(shù)對重介質(zhì)旋流器的流暢進(jìn)行研究，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化后，確定的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為： 9 / 36圖 4 雙供介無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)示意圖一段旋流器 二段旋流器直徑 1300mm 直徑 920mm圓筒長 4500mm 圓筒長 640mm 溢流管徑 340380mm 溢流管徑 380430mm 入介口直徑 d 1=120136mm 底流管 245285mmd2=240258mm 錐角 20176。其結(jié)構(gòu)是在采用激光測速儀和告訴錄像及圖像分析系統(tǒng)對圓筒型和圓筒—圓錐型旋流器進(jìn)行了旋流器內(nèi)速度場和密度場的測定并利用 CFD 技術(shù)對重介質(zhì)旋流器的流場進(jìn)行數(shù)據(jù)模式的基礎(chǔ)上確定的。同時，雙供介口使得其入料壓力調(diào)整的更為方便，設(shè)備配套更容易。選擇圓筒—圓錐型旋流器作為二段洗選設(shè)備，有可能比用改變其底流口大小與溢流管插入深度相結(jié)合的辦法來解決二段旋流器分選密度調(diào)結(jié)問題表 4 雙供介無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的分析結(jié)果表 5 NZX700 兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的分選結(jié)果通過基本研究，完善重介質(zhì)旋流器分選工藝及設(shè)備結(jié)構(gòu)受到許多學(xué) 11 / 36者的極大關(guān)注。我國的煤炭科學(xué)研究總院唐山分院開展了采用 CFD(pute fluid dynamic)技術(shù)對重介質(zhì)旋流器的流場進(jìn)行研究的工作，在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化了重介質(zhì)旋流器結(jié)構(gòu)。選煤廠材料具有磨粒磨損、粘附磨損、侵蝕磨損、接觸疲勞磨損、磨蝕磨蝕、微動磨損、高溫及高速磨損、塑性變形的類型，以上幾種磨損類型或單獨(dú)或幾種同時存在于不同使用場合。西曲選煤廠使用耐磨陶瓷復(fù)合管，其使用周期為普通鋼管的 倍。同時，在混料工藝和燒結(jié)工藝方面也進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)和研究，研制成功重介質(zhì)旋流器高耐磨襯里（OI） 。，提高了傳統(tǒng)選煤方法與設(shè)備的效果跳汰選煤基礎(chǔ)理論的深入研究，進(jìn)而指導(dǎo)實(shí)踐取得了良好效果。③降低了分選下限（最低可達(dá) ） ，加大了分選的粒度范圍；④踢好了脫硫效果。唐山分院還能顆粒相對運(yùn)動替代傳統(tǒng)的松散度表征分層狀態(tài)，通過控制顆粒相對運(yùn)動主力，保證跳汰機(jī)按密度分層和浮標(biāo)檢測的準(zhǔn)確性及自動排干的可靠性，為煤質(zhì)“自感知”奠定了基礎(chǔ)。試驗(yàn)表明，研制成功的自動化跳汰機(jī)工作穩(wěn)定、技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)、性能可靠。唐山分院在跳汰機(jī)自動排料系統(tǒng)中采用灰色預(yù)測控制儀表，簡化了控制系統(tǒng)的構(gòu)成，提高了控制精度，穩(wěn)定了跳汰產(chǎn)品質(zhì)量。我顧視廠型大小及處理粒級情況，分別采用液壓驅(qū)動式或機(jī)械驅(qū)動式跳汰機(jī)，以代替首先重介質(zhì)排矸、選擇性破碎機(jī)，有的還用于動力塊煤分選，目前全國已應(yīng)用 20 余臺。中國產(chǎn)液壓驅(qū)動式動篩跳汰機(jī) I 值為 ，數(shù)量效率95%。液壓驅(qū)動式的動篩運(yùn)動特性可能在線無極調(diào)節(jié)，機(jī)械驅(qū)動式則需停機(jī)改變機(jī)械參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。 浮游選煤方面微細(xì)煤泥浮選及提高沒你浮選選擇性，始終是國內(nèi)外研究的技術(shù)難點(diǎn)和重點(diǎn)。林玉清等分析了煤泥氧化后對可浮性的影響及加添加劑可改變氧化煤泥的疏水性，并對潞安煤泥氧化后添加 OC01 添加劑進(jìn)行復(fù)選試驗(yàn)，證明其對改善煤的可浮性和選擇性有一定效果。程雙武等研發(fā)出高效煤泥浮選促進(jìn)劑，也取得同樣的結(jié)果。工業(yè)生產(chǎn)時間證明，可有效降低浮選精煤灰分 1~2 個百分點(diǎn)，提高浮選完善指標(biāo) 3 個百分點(diǎn)以上，突破了以往用沖洗水降灰的傳統(tǒng)方法，為降低浮選精煤灰分提供了新的途徑。李建中等針對細(xì)泥對浮選精煤污染的問題，提出了伏擊浮選的流程。楊宏麗等開展了煤泥反浮選的研究探索，考擦了捕收劑種類和用量對煤泥反浮選效果的影響。郭德等以杏花選煤廠為例，分析了干事易泥化、黏土含量大、水質(zhì)軟等存在的問題，通過煤泥浮選最佳粒度組成的確定，采用脫泥浮選流程，全面改善了浮選、過濾、澄清等效果，并提出耙式濃縮機(jī)式原煤脫泥的理想設(shè)備。試驗(yàn)效果表明，可以很好地浮選回收細(xì)粒褐煤。黑龍江科技學(xué)院研發(fā)了浮選旋流器，并在杏花、南山和東海等選煤廠進(jìn)行了工 15 / 36業(yè)性試驗(yàn)，受到理想效果，并取得專利。為了實(shí)現(xiàn)浮選機(jī)的大型化，程宏志等滾據(jù)機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工藝要求，運(yùn)用相似理論，制定了適用于選煤用浮選模擬放大設(shè)計的幾何相似、動力相似和運(yùn)動相似準(zhǔn)則，應(yīng)用于相似轉(zhuǎn)換后，具有嚇你公司的攪拌強(qiáng)度、重啟速率和克里懸浮條件，為浮選機(jī)的科學(xué)設(shè)計提供了理論依據(jù)。在工業(yè)上當(dāng)采用沖洗水噴淋泡沫時，浮選柱的精煤灰分可比機(jī)械攪拌式降低 1~2 個百分點(diǎn)。其主要技術(shù)特點(diǎn)是底部旋流場的作用，在較高離心場重力分離作用下，成泡與礦化過程突出了“垂直”的特點(diǎn)，并形成了微細(xì)物料分選的綜合力場的優(yōu)勢。大量研究工作表明，浮選柱總的發(fā)展趨勢式氣泡發(fā)生器由內(nèi)部充氣型向外部充氣型發(fā)展，柱體由高柱型向低柱型發(fā)展。整個設(shè)備為柱體，柱分選段位于整個柱體上部；旋流分離段位于柱分選段下部，與柱分選段直接連接；管浮選裝置布置在設(shè)備柱外，其出流沿切線方向與旋流分離段柱體相連。管復(fù)選裝置包括氣泡產(chǎn)生器與浮選管段兩部分，氣泡發(fā)生器是浮選柱的關(guān)鍵部件，它采用類似于射流泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，具有依靠射流負(fù)壓自身引入氣體并把氣體粉碎成氣泡的雙重作用。這樣，管浮選裝置在完成浮選充氣與高度紊流礦化功能的同時，又以切向入料的方式在浮選柱底部形成了旋流力場，它是整個浮選柱分選的能量來源。更重要的是，柱分選段對來自底部的旋流力場及管浮選段回收的中礦進(jìn)行精選，從而保證了整個設(shè)備的精礦產(chǎn)品質(zhì)量。 17 / 36表 6 浮選柱的主要技術(shù)特征指標(biāo) 數(shù)值 指標(biāo) 數(shù)值入料粒度/mm 0～ 噴水量/m 3h 1 15～ 20 設(shè)備自重/t 24礦漿處理量/m 3在世界上，前蘇聯(lián)式干法選煤生產(chǎn)規(guī)模最大、經(jīng)驗(yàn)較豐富的國家。據(jù)不完全統(tǒng)計，從 1998 年以來，唐山分院研發(fā)的 FGX 型系列復(fù)合式干法選煤機(jī)和 FX 型干法分選機(jī)在全國應(yīng)用了 264 套，入選煤量達(dá) 32Mt，占總?cè)脒x原煤的 %。今后的發(fā)展方向是提高設(shè)備的可靠性，并繼續(xù)向大型化發(fā)展。世界上首先由中國礦業(yè)大學(xué)完成的處理能力為 50t/h、用于處理 50~6mm 級煤炭的空氣中介硫化床干法選煤技術(shù)完成工業(yè)性試驗(yàn)后，處理能力為 70 萬 t/a 的干