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摘要：在改革开放以来，煤炭是我国重要的能源，对我国人民生活和国家经济都有重要影响。随着我国经济的快速发展，对选煤工艺提出了更高的要求，实现粗煤泥精准分选工作对选煤工艺发展有重要意义，因此，本文分析了影响我国粗煤泥质量的因素，现阶段我国普遍适用的粗煤泥分选技术以及粗煤泥分选对选煤工艺的重要影响。
关键词：煤炭工艺；粗煤泥分选；选煤工艺
引言
对煤进行科学合理的利用，可以推动煤矿的转型和升级，可以推动经济的可持续发展，对于保护环境也有重要意义。对不同选煤工艺进行对比和分析可以得出，当今我国的选煤工艺流程可以被分为两个步骤，分别是使用重选以及细粒使用浮选。但是，我国煤质的特点基本是煤质以及高硫煤应用较为广泛。因此，要想使选煤工艺得到改进，需要增加一定的粗煤泥选煤步骤，建立较大的选煤体系。通过对以上方式的分析，可以总结出粗煤泥分选对选煤工艺的影响。
1粗煤泥的成因
中国煤炭的流通和使用中主要是分为粗粒煤和细粒煤两种。而煤炭的流通和运行需要在入市前期进行标准的筛选。因此，就诞生了粗粒重选和细粒浮选两种。基本以０．５ｍｍ为分界点，＞０．５ｍｍ为粗粒，＜０．５ｍｍ为细粒。随着粗粒煤的逐层筛选，分选的成效也随之降低。因此，需要在这个范围内进行浮选。浮选的范围在０．２５ｍｍ～０．７５ｍｍ。通过这两种分选流程和技术处理。而在浮选中的过程中，随着煤炭质量的下降，就会在逐层分选之后出现质地黏密的粗煤泥。粗煤泥在形成的过程中，会出现集中煤型，即为原生粗煤泥、次生粗煤泥、破碎粗煤泥。原生粗煤泥是在过滤煤炭中形成的粗粒煤泥；次生粗煤泥是在运输和后期分选过程中，通过碰撞、摩擦等原因形成的粗粒型煤泥；最后原煤以及分选煤等经过破碎后剩余的煤渣即为破碎粗煤泥。一般情况下，在大部分煤炭处理选过程中粗煤泥都没有受到合格和标准的过滤分选。这样便会导致很多煤炭企业的成品煤中含有较高比例的粗煤泥灰，使煤炭的质量严重下降。在实际应用的过程中，由于粗煤泥比例的不同，而分成了不同级别。一般情况下，精煤和浮选煤的粗煤泥灰含量比例要比粗煤泥中的含量低很多，同样价位也有所不同。粗煤泥在原煤中的煤泥灰比例占到了２０％～２５％左右。从数值比例的参照上可以看出，粗煤泥的含量和比例对成品煤的质量影响是非常大的。粗煤泥的工艺过程可见图１。
图１粗煤泥分选在整个选煤工艺中的位置
2粗煤泥选取质量不高的原因
2.1选煤工艺方面
目前中国选煤工艺并没有做到既简化生产工艺，又提高生产效率，并且现在中国使用的选煤工艺没有根据中国煤质实际的情况有针对性地进行设计和优化，从而导致粗煤选取质量不高。常规选煤工艺流程在重选和浮选的颗粒分选方面存在问题，即重选颗粒降低，煤炭分选效率也相应下降，而浮选与重选的情况恰恰相反，即颗粒越大，分选效率越低。所以，处于重选和浮选之间的颗粒选取效率最低。传统选煤工艺并不适合当今中国煤炭特点。中国煤炭特点是细粒煤多，难选煤多，内置灰分较高。在煤炭颗粒降低的情况下，煤与灰矿物和黄矿分解得更加充分，这样需要煤炭选取设备在有效的范围内，分选的程度越大越好。另外，中国煤炭行业对粗煤泥的重视程度不够是分选效率较低的主要原因，所以增加粗煤泥的分选工艺是提高煤炭分选效率的重要方式。
2.2 选煤设备方面
目前，中国煤矿行业普遍使用的是重介旋流器，其存在一定缺陷，会影响选煤精度，从而难以保证生产调节工作进行，使选煤质量不佳。中国自主研制的重介旋流器是世界上同种设备中直径最大的，直径为1 500 m m，平均每小时可处理煤炭700 t。重介旋流器中煤矿颗粒受到的离心力与颗粒直径三次方成正比，这样在同等物料、悬浮密度、压力等同等条件下，大直径的重介旋流器对煤炭颗粒的分选效果会随着颗粒尺寸下降而降低。煤矿颗粒的直径由3 m m 下降至5 m m 时，煤矿颗粒受到的离心力将减少1/216。由此可以看出，改善细煤颗粒选取效果需要有足够的离心力和旋转压力作保障。在重介旋流器中分选颗粒程度逐步降低至0.5 m m 时，分选的密度会出现明显提高，此时产生的分选效果变差。但是，重介旋流器入料压力过大会引起诸多问题，例如：入料功率增大、设备管道易出现破裂、降低设备使用寿命等。还有一种当今使用较为频繁的选煤设备，即：螺旋分选机，此设备被当作一种过渡设备，应用于实际生产。螺旋分选机能够生产出精煤、中煤和尾煤等产品，这种生产设备的特点在于体积小、选购价格低廉、有较强操作性，尽管如此其在选煤过程中和控制精煤效率时就难以达到实际的生产要求。
3粗煤泥的分选技术
3.1采用螺旋式分选机的粗煤泥分选
所谓螺旋式分选机，其主要特点在于机械设备安装、使用简便，购买成本较低，实践中占地面积很少。但螺旋式分选机在具体使用时，表现在精确度方面的功能不是很好，能够达到的精确度不是很高，不过对于普通的粗煤泥分选足够满足精确度的要求。螺旋式分选机在操作过程中有几个代表性的过程，粗煤泥分选中主要有以下程序。首先，分清楚重矿物和轻矿物之间有着不一样的密度，在实践中充分利用这个特性，将不同矿物予以相互区别属于第一个程序。其次，使用螺旋式分选机内部的特殊构造进一步对这些矿物作出区别、分开是第二个阶段。最后，采用机器内部自带的分段截取器把所有粗煤矿都进行筛选分类，大致上把这些粗煤矿可以分为精细化煤、中精度煤、尾调化煤三个部分。如此，就能够很好地把这些精度不一样的煤炭加以区分，并因特性不一样对煤炭加以不同方式的最优使用途径分类。
3.2液固流化床粗煤泥分选机
液固流化床粗煤泥分选机是近几年刚刚研制成功的、利用流态化原理分选粗煤泥的一种新型设备。自从诞生以来，该机就表现出良好的分选效果，由于它具有比螺旋分选机更多的优势，很快得到了广大用户的欢迎，即将成为代替螺旋分选机或与螺旋分选机联合使用的新型设备。该机利用上升水流，使重选尾矿流态化，形成具有一定密度的悬浮体，新加入物料中的沉降速度小的颗粒由于不能穿过高密度流化床层而被上升水流冲到溢流，成为精煤产品，而沉降速度大的颗粒则穿过高密度流化床层，最终进入尾矿。通过密度自动控制系统可实现分选机内扰动悬浮液的平均相对密度保持稳定，从而提高分选效果。密度控制回路是整个分选机的“心脏”和“大脑”。
3.3煤泥中介旋流器
煤泥中介旋流器的优点主要是分选颗粒具备较高的精度，在分选下设置比较低，属于一种对粗煤泥进行分选的优质设备。煤泥重介旋流器可以使当前中国分选工作中工艺的不足问题得到解决，为了使分选工艺得到有效的简化，可以将大直径重介旋流器对种质颗粒所产生的浓缩作用使煤泥被融入重介旋流器中，但是其存在着一定的不足，主要表现在煤泥重介旋流器的分选精度会被大直径重介 旋流器所影响，同时，其生产和调节方面存在一定的困难，导致分选效果不佳。当下，我国的煤炭产业中，即使安装了煤泥重介旋流器，但是绝大多数的企业并没有真正实施生产。
4对粗煤泥分选工艺的改进分析
通过对国内现有的选煤工艺进行仔细的比对分析，可以清晰地知道，我国当前的选煤工艺流程大致可以分为两个步骤，即粗粒使用重选的方式与细粒使用浮选的方式。而我国煤质的特点是，细粒煤与难选高硫煤所占比重大，因此改进工艺便从此方面入手，增加一个粗煤泥分选步骤，形成三个必要环节，将原来的两种方式有机地统一起来，成为一个粒度范围更大的完整体系。首先，使用这种三段选煤方式可以有效地降低灰比比例，增强脱硫效果，提升分选效率，而且细粒煤分选的效率随之提高。其次，还能保证全粒级精煤的生产率达到最大化，在重选和浮选之间增加粗煤泥分选，不仅压缩了重介旋流器与浮选允许的粒度范围，还能明显地减少重选与浮选分选时相互间的粒度干扰，大大地提高了分选效率。第三，这样还能大大降低生产企业的电力负荷，最大限度地利用物料，从而大幅降低生产成本，另外还能够减轻对煤泥水的处理负荷，能够达到小投入，多产出的优化产能目的。
5粗煤泥对选煤工艺的影响
5.1能够很大程度的提升原煤质量
原煤的制作和分选，其质量取决于煤炭本身的精度，更取决于粉煤器械的技术水平。通过对粗煤泥分选技术工艺的应用，能够充分了解到粗煤泥的特征，根据灰比重和硫比重，不仅能够减少煤炭燃烧时所产生的气体，还能够降低煤炭的燃烧净化率，有效提升燃煤质量和使用价值。
5.2有效保证选煤精度
从原煤到精煤，均需要具备一定的提取程序，尤其是对粗煤泥进行分选的这一过程，需要更加细致和精选，原来只要对其进行脱水脱介和浮选两阶段便可以，但是现在还要加上粗煤泥分选的这一阶段。分选粗煤泥以及提炼粗煤泥时，可以降低煤中的硫成分和灰成分，最大限度地提高煤的精度以及纯度。实施大量的精度生产和销售，可以在很大程度上提高煤资源的利用率，并且使煤烟污染得到降低，有效的保护的生态环境。
5.3减少了工人负荷并降低了成本
实现粗煤泥分选技术革新和设备推广，可以转变以前落后的分选程序，这些都能够在很大程度上提高原始煤炭的利用率，减少选煤工艺需要投入的人工劳动，同时能够降低企业在这个过程中原本投入的资金，并且增加这些企业在整个煤炭行业中的竞争能力，提高其有效收益。相较于传统的选煤方式，粗煤泥的分选技术可以帮助企业提高选煤技术水平，降低了选煤工人的工作强度，并且为了使粗煤泥分选工作能够得到更好的发展，增加企业的收益，应该了解以及掌握每一台设备的优缺点，提升设备的各项问题处理能力，完善创新出一批新一代的粗煤泥分选设备，并且能够降低工人门的工作强度，减少企业更多成本的投入。
结语
粗煤泥分选技术表面看很简单，实际上是经过了很长时间的探索和研究，是传统选煤工艺的一次巨大创新，对提高选煤工艺有着非常重要的作用。上面介绍的三种粗煤泥分选方式有好处也有弊端。因此，选煤企业要构建先进的科学理念，在选煤工艺流程中下苦功夫，合理运用分选设备之间互补能力，打造互补的优势循环系统。最为关键的一点是，要选取运用好先进的粗煤泥分选设施，在实践中不断摸索探究，加强企业的驱动能力，实现精煤总产量和精度的最大化。
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论文作者:徐风
论文发表刊物:《建筑科技》2018年第1期
论文发表时间:2018/4/8
标签：选煤论文; 工艺论文; 煤炭论文; 颗粒论文; 细粒论文; 设备论文; 精度论文; 《建筑科技》2018年第1期论文;