摘要：随着我国原煤的不断开采，优质煤的比例逐渐下降，难选煤的比例随之上升，跳汰等传统选煤工艺已很难保证精煤产品的产率和质量。近年来我国重介质选煤技术突飞猛进，特别是重介旋流器分选技术的开发与实践，已步入世界先进行列。重介质选煤技术以其分选精度高、处理能力大、运行可靠、工艺简单等优点在选煤工艺中的占比日益增大，逐渐成为难选煤分选的主导方法。世界各国在重介质选煤技术的创新研究重点有所不同，国外注重两产品重介质旋流器和重介质分选机的开发与研究，而我国更侧重于大直径无压三产品重介质旋流器的创新与应用，并不断取得新突破。重介质分选技术的不断发展为其在选煤领域的推广应用提供了有力的技术支持，对简化选煤工艺、提高经济效益和节能环保起到了积极的促进作用。
关键词：重介质；选煤技术；工艺管理
1重介质选煤技术工艺流程的简单介绍
1.1利用设备对块煤和末煤进行分选
块煤和末煤分选是重介质选煤技术工艺中的第一个流程，在这个流程中，分选机和旋流器这两个设备分别具有工作能力强和分选精准度高的特点，在块煤和末煤分选工作中发挥着非常重要的作用，可以充分地满足选煤厂中特定选煤工作的需求。
一般情况下，如果一些煤厂对于块煤和末煤的要求较高或者是厂内煤的泥含量较高，那么就可以选择重介质分选机和旋流机来完成选煤工作。但是在这种工艺系统中，块煤和末煤的回收工作复杂度较高，会在一定程度上增加选煤管理工作的难度。
1.2跳汰粗选工艺流程
跳汰粗选这项工艺流程适用于一些原煤质量较高、可选性良好的选煤厂，采用跳汰粗选的选煤工艺可以在很大程度上提升分选工作的效率。
20世纪90年代，我国大多数选煤厂都会采用跳汰机来完成预排矸，这样不仅可以在一定程度上减少重介质入料对于相关设备的磨损，还可以降低矸石对于设备运行的影响。这项工艺可以促进跳汰分选技术的改进和发展。但是，跳汰粗选的整体工艺实施起来较为复杂，会导致部分精煤的损失，煤产率也会在一定程度上有所降低。
1.3块煤跳汰工艺流程
跳汰机对块煤进行分选时具有工作量大的特点，同时，应用跳汰机来完成块煤跳汰还可以降低选煤工作的成本，跳汰机和重介质旋流器配合起来还可以有效提升选煤的精准度以及末精煤的质量。
该工艺在保证末精煤产品质量的同时，可降低选煤成本，而且选精煤产品质量比较高，但是其产率相对比较低，适用于末煤可选性较难、块煤可选性大且有块精煤稳定用户的选煤厂。
1.4重介质旋流器二次分选工艺流程
选煤厂利用重介质旋流器进行二次分选工作时，首先要通过粗选来清除矸石，之后要将块精煤捣碎，接下来再和粗精煤一起完成精选，精选是在重介质旋流器中进行的。
二次分选工艺的复杂度较高，完成整个二次分选需要两套介质回收系统一起运行，因此需要耗费较多的人力物力资源，这时选煤管理工作的难度就会有一定程度地提升。
1.5两产品重介质旋流器分选工艺流程
在整个重介质选煤工艺中，两产品重介质旋流器分选是非常基础的一项工艺。在密度较低的旋流器中，精煤和重产物会在旋流器的离心作用下被分离出来，然后要将重产物放入到密度较高的旋流器中，在这个过程中，中煤和矸石会在离心作用下被分离出来。
如果选煤厂中的选煤具有较好的可选性，那么就可以采用两产品重介质旋流器分选的工艺，通过该工艺分选出来的煤的粒度范围分布得比较广，但是分选工作完成之后的介质回收工作并不简单，这也会给管理工作增加一定的难度。
2强化重介质选煤技术工艺和管理工作的有效策略
2.1设备大型化
重介质选煤设备的优势在于其分选精度高的同时又能实现大型化。目前选煤厂正向大型化、集约化和模块化的方向快速发展，重介浅槽设备由于具有结构简单、占地面积小、单位面积处理量大的特点，因此最能代表重介选煤设备的发展方向。无论是用于选煤排矸还是动力煤的分选都有着非常显著的效果，将其与重介旋流器配合可实现原煤全粒级入选。目前我国自主开发的无压三产品重介质旋流器最大直径达1500/1100mm，处理能力可达600t/h，在国际选煤舞台大放异彩。选煤厂大型化的第一步就是设备大型化，因此，今后要注重大型三产品重介质浅槽分选机和大直径无压三产品重介质旋流器的研发工作。
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2.2工艺简约化
传统的重介质分选工艺强调分级与脱泥，而新工艺则可实现有选择性的不分级、不脱泥分选，有利于减少分选环节。其中以三产品无压给料重介质旋流器为典型代表，三产品的出现有利于简化分选工艺，无压给料可减少次生煤泥量的产生，有利于减少后续的煤泥处理工艺。因此，简化分选工艺，减少分选环节既有利于节能降耗，又利于集中管理。
2.3加重质的密度
重介质分选所选用的加重质要有合适的密度，以便用它来配制的重介质悬浮液的平均密度及其他性质能符合分选的要求。选煤用的重介质悬浮液的平均密度一般在1350～2000kg/m3，所以，选用的加重质一方面应能配成上述范围的平均密度的重介质悬浮液，同时又要求使其中的加重质所占的体积浓度也保持在合理的范围内（一般为20%～30%）。重介质悬浮液的黏度和稳定性还与新用加重质的粒度组成有关。所以为配制某密度的重介质悬浮液，既要求它有足够的稳定性，又要求其黏度不至于太高而影响分选，这就需要在选择加重质的密度、粒度（稳定性）和悬浮液黏度之间做合理的平衡。悬浮液的密度随加重质的浓度而增加，但其黏度也逐渐增加，加重质沉降分层的速度减小，即悬浮液的稳定性增强。开始悬浮液的黏度随密度增加较慢，但达到某一临界值后，黏度增加很快。显然，任何一种加重质的使用一般都不应超过该临界密度（浓度）。
2.4加重质的粒度组成
加重质的粒度组成主要影响重介质悬浮液的稳定性。现在重介质选煤用的加重质一般都是磁铁矿精矿粉。各种分选设备对加重质有不同的要求，分选密度高时可以用较粗的加重质。根据国内常用的分选设备的需要和磁铁矿粉生产的情况，磁铁矿粉加重质的粒度大致分为4级。煤泥的含量和性质对悬浮液的稳定性有较大的影响。
2.5加重质的物理和化学稳定性及回收特性
在实际生产中，要求加重质具有足够的物理和化学稳定性，不易粉碎或氧化，也不影响粉煤的性质。黄土和浮选尾矿之类的物质通常会含有大量的黏土矿物，它对煤泥的浮选有强烈的抑制作用，使在重介质悬浮液中的煤泥很难回收。
从经济和环境角度考虑，要求加重质能循环使用，而且耗损量小。换句话说，就是易于从用过的重介质悬浮液中回收。因此，选择强磁性的物质较为有利。用磁选机能高效回收，费用也低廉。磁铁矿粉（Fe3O4）能很好满足上述要求，它既具有较好的物理和化学稳定性，也易于回收复用，因此，国内外重介质选煤工艺绝大多数都是用磁铁矿粉作加重质。
2.6大力促进选煤自动化技术的发展
实现选煤流程的自动化可以在很大程度上提升整个选煤工作的效率，同时也可以使选煤厂顺应时代发展。因此，选煤厂应该结合实际情况，大力促进选煤自动化技术的发展。同时，自动化技术还可以实现对重介质设备运行情况的实时检测，一旦重介质设备出现故障，那么监控设备就会在第一时间内发出警报，这样相关的工作人员就可以及时地采取措施解决问题，那么整个选煤工艺的流程就不会因此而被耽搁较长的时间，整个选煤工作也不会受到大的影响。
选煤厂要实现对设备的遥信、遥测和遥控，集控系统检测产品仓位和原煤仓位、参数设备运行电流、加压过滤机的液位和压力、过煤数量和速度等。保护功能对关键设备打滑、跑偏、漏电、欠速等发挥一定的保护作用。一旦发生故障，自动化系统可以及时报警，这样一来调度人员能够对故障设备作出及时、准确地判断，不仅可以缩短故障处理时间，而且还可以实现对工艺流程的远程自动控制，提高选煤自动化水平。
2.7降低介质消耗
重介质选煤过程中，介耗偏高是比较常见的问题，需要采取有效措施来严格控制介质消耗，以期达到降低选煤厂生产成本的目的。
对重介质选煤过程中介耗的诱发原因进行分析，并提出降低介耗的有效措施，降低分选密度，确保精煤产品质量，减少精煤产率。由于介耗高，会出现频繁补加介质的现象，导致介质密度系统稳定性变差，影响总体的处理效率。此时，需要结合重介质选煤特点，从工艺设备、介质选择与生产管理方面入手来达到降低介耗的目的。
结论
选煤工艺在煤炭生产环节起到了关键作用，提高了煤炭利用效率，减少了环境污染。随着煤炭资源的减少、煤质条件的下降，人们保护生态环境的意识越来越强，对重介质选煤将会提出更高更严的要求。重介质选煤工艺的不断创新与改进、重介质选煤设备的不断研发，对促进中国煤炭行业可持续发展具有重大的意义。
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论文作者:张晓静
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/14
标签：选煤论文; 介质论文; 悬浮液论文; 工艺论文; 块煤论文; 密度论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第31期论文;