摘要：概述了我国目前粗煤泥分选现状,介绍了选煤行业应用的小直径煤泥重介旋流器、水介质旋流器、螺旋粗煤泥分选机及TBS干扰床分选机等粗煤泥分选设备的工作原理及其在行业中的应用情况。
关键词：选煤厂; 粗煤泥; 重介旋流器; 水介质旋流器; 螺旋分选机; TBS干扰床分选机
粗煤泥是指粒度接近煤泥，一般粒度下限在0.3～0.5mm之间、粒度上限在2～3mm之间的煤泥。随着采煤机械化程度的提高和煤炭赋存条件的恶化，我国选煤厂生产系统内的粗煤泥含量不断增多，部分选煤厂的粗煤泥含量在45%左右。由于粗煤泥的粒度组成比较特殊，传统的跳汰机、重介质旋流器、浮选机等均不能对其实现有效分选。
传统的跳汰机、重介质旋流器的理论分选粒级是50～0.5mm，浮选机的理论分选粒级是0.5～0mm。生产实践发现:跳汰机的有效分选下限在1～2mm以上，重介质旋流器的有效分选下限在2～0.25mm之间，浮选机的有效分选上限可以达到0.25mm。目前，0.25～0mm粒级细煤泥浮选、＞2mm粒级原煤重选(重介选)的设备已经非常成熟，但2～0.25mm粒级粗煤泥分选效果欠佳的问题突出，成为制约精煤数质量提高的重要因素。
1 粗煤泥处理现状
选煤厂粗煤泥的来源主要有两种情况:一是预先脱泥入选时，一般采用筛缝为2mm(或3mm)脱泥筛脱泥，因而煤泥水中必然含有0.5～2mm(或3mm)的粗煤泥;二是不脱泥入选时，由于脱泥筛或脱介筛筛缝不均匀，特别是磨损严重时，将造成煤泥水中＞0.5mm的煤泥量增多。为保证入浮粒度，需对煤泥水中的粗煤泥进行截粗回收。
目前新建的选煤厂往往配套粗煤泥分选系统，老厂也在积极对原有系统进行改造。就0.5～2mm(或3mm)的粗煤泥来说，重选要比浮选的效率高，而且分选成本低。选煤厂常用的粗煤泥分选设备有煤泥重介旋流器、螺旋分选机、干扰床分选机(TBS)和水介质旋流器。
粗煤泥分选工艺相对较简单，一般只是单一的粗煤泥分选环节，工艺系统尚不够完善。
2 干扰床分选机
2.1结构组成与工作原理
干扰床分选机它是利用上升流使物料流态化，以粗颗粒和高密度颗粒作为加重质，使待选物料按密度分层、分离的重选设备。在设备工作时，入料从槽体的上端沿切线进入，上升流以一定的压力和流量从槽体底部进入，入料与上升流在槽体中部相遇，形成干扰沉降床层，同时悬浮于干扰床层的颗粒形成分选介质;被选颗粒在槽体内做干扰沉降运动，并在自生介质内进行分选;轻颗粒上浮至溢流收集槽，再从溢流口排出成为精矿，重颗粒穿过分选床层聚集在槽体下部，从底部排料阀门排出后成为尾矿。
2.2技术特点
根据设备结构组成和现场应用效果，干扰床分选机的技术特点可以归纳成两部分，具体如下:(1)优点。①结构紧凑，占地面积小，自身无运动部件，无需磁铁矿粉和药剂，所需水量少，维护简单，生产成本低;②许用的脱介筛筛孔尺寸较大，后续脱介更加容易，有利于提高介质回收效果，降低重介系统介耗;③一般情况下，分选密度可在1.40～1.90g/cm3之间自动调节，且能够实现低密度分选。
2.3工艺效果
现场生产发现:干扰床分选机对易选煤或中等可选煤具有优势，而在分选难选煤时效果较差。通常采用可能偏差和不完善度评价干扰床分选机的分选效果，在正常生产条件下，梁北选煤厂、东曲矿选煤厂的干扰床分选机工艺效果。
2.4改进与创新
由于选煤工艺和原煤煤质的影响，干扰床分选机在使用中暴露出一些问题，为此，国内研究人员对其进行了改进，并研制出一系列改进型干扰床分选机，包括CSS分选机、FBCC分选机、阻尼脉动液固流化床分选机等，这些设备的分选原理与干扰床分选机基本相同，但结构组成有所不同，且适应性更强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆近些年，在我国科研人员的不懈努力之下，新型干扰床分选机已被研制出来。其中，三产品干扰床(TPS)和TCS智能粗煤泥分选机已在现场得到成功应用。
3 常用的分选设备和粗煤泥回收
3.1粗煤泥回收设备
常用的粗煤泥回收设备有:①沉降过滤式离心脱水机，其容易受到入料浓度及粒度组成的制约，产品中含有大量细泥，对产品灰分影响较大;②高频筛，多用于中小型选煤厂;③煤泥离心机，处理能力比高频筛大，而且产品水分低，多用于大型选煤厂和高效模块化选煤厂。近年来，用于回收粗煤泥的德瑞克细筛已在多家选煤厂应用。该筛开孔率高，振动力强，双激振器同时工作可形成直线运动，细粒物料透筛效果好，主要用于脱泥降灰。但其一次性投资大，筛网易堵塞，且不易清理。
3.2粗煤泥分选设备
3.2.1煤泥重介旋流器
煤泥重介旋流器作为大型重介旋流器的补充和延伸，弥补了大直径重介旋流器分选下限高，无法对煤泥进行有效分选的问题，可有效控制精煤灰分，同时减轻浮选的压力，降低洗水浓度。煤泥重介旋流器的优点在于设备本身没有运动部件，易于维护，且分选精度高，分选粒度范围宽，对于不同性质煤泥适应性强。其缺点是需要粒度更细的介质，单独为煤泥重介旋流器设立介质系统会使工艺复杂化，增加管理和运营成本，且细粒介质成本更高，同时回收难度增大，介耗增加。
3.2.2螺旋分选机
螺旋分选机在国外应用比较广泛，在国内也有一定程度的运用。该设备运行成本比重介旋流器低，无运动部件，也无需风、水、介质等辅助材料，节能环保，维修工作量小。该分选设备的缺点主要是机身高度大，给料和循环的中矿需要泵输送;本身参数不易调节，难以适应给料性质变化;此外，其有效分选密度在1.6kg/L以上，使得产品灰分难以满足产品质量要求。由于设备的局限性，螺旋分选机单台设备处理能力小，分选密度难以控制，灰分无调节余地，在很大程度上限制了这种设备的推广。螺旋分选机一般适用于分选末煤量大，原煤较易选，精煤产品灰分要求较宽的煤种。
3.2.3干扰床分选机
干扰床分选机(TBS)是由古老的水力分级机发展而来的。由于其分级和分选作用遵循干扰沉降原理，故称之为干扰床。经过不断地研究和改进，其分选密度逐渐降低，并且可获得良好的分选效果。
4 粗煤泥处理工艺
4.1高频筛回收工艺
用高频筛回收粗煤泥，不进行分选，回收物直接掺入末煤中销售。这种粗煤泥处理工艺简单，但会使精煤产率降低，给企业经济效益带来损失。
4.2粗煤泥返回入选工艺
粗煤泥返回主选系统，进入旋流器或其他设备分选。粗煤泥进入主选系统分选可在不用额外增加专用分选设备的条件下完成对粗煤泥的分选，使得整个选煤系统变的简单，也减少了设备的投资费用。但是，这种处理工艺会使主选系统中的煤泥含量增加，影响主选设备的分选效果，降低选煤数量效率。同时，由于粗煤泥进入重介系统，部分物料在系统中循环，使重介旋流器相对入选量降低，生产成本提高。
4.3粗煤泥重介分选工艺
煤泥重介旋流器分选粗煤泥工艺流程:从精煤弧形筛筛下的精煤分流箱分流出一部分含有介质和精煤泥的悬浮液，用泵以一定压力给入小直径煤泥重介旋流器组进行分选;煤泥重介旋流器组的溢流和精煤稀介质混合给入精煤磁选机，进行磁铁粉回收;底流进入中煤磁选机。该工艺使得粗煤泥得到有效分选，能有效提升精煤产率，提高选煤厂经济效益，但其中高频筛、脱泥筛脱泥效率低，会使精煤灰分偏高。
结语
粗煤泥是选煤厂的重要产物，其中含有一定数量的精煤，随着煤炭资源的不断减少，实现粗煤泥的有效分选和回收成为必须解决的问题，这对节约煤炭资源有着重要意义。由于粗煤泥的粒度组成比较特殊，采用传统的跳汰机、重介质旋流器、浮选机等均不能对其实现有效分选。
参考文献
［1］周刚，卞成娇.粗煤泥分选现状研究［J］.煤质技术，2014(3):52－54.
［2］石焕，程宏志，刘万超.我国选煤技术现状及发展趋势［J］.煤炭科学技术，2016(6):169－174.
论文作者:李得宝
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/16
标签：干扰论文; 介质论文; 设备论文; 旋流器论文; 粒度论文; 选煤论文; 选煤厂论文; 《防护工程》2018年第36期论文;