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探析企业选煤方法
武汉 袁金娟 康之讷
我国的煤炭蕴藏含量巨大,位居世界前列,同时,我国也是一个用煤大国.煤炭行业作为我国的基础行业,对国家经济建设和社会稳定有着不可替代的作用.世界发达国家的原煤人选率普遍较高,有些国家甚至达到90%以上,但是我国的原煤入选率在60%左右,这不仅是对煤炭资源的浪费,同时也对环境造成了极大地污染.煤炭作为我国的基础能源,在各行各业中都有广泛的应用,但是不同的行业对煤炭的质量要求是不同的,通过选煤,既可以减少煤炭使用过程中对环境的污染,同时也可以满足不同行业对煤炭质量的不同要求.选煤方法有很多种,主要是利用煤炭的物理、化学、电磁等方面的特性,大体上来划分,可以分为湿法选煤和干法选煤.选煤过程在水、重液和悬浮液中进行的,称为湿法选煤；选煤过程在空气中进行的,称为干法选煤.具体而言,湿法选煤方法主要有跳汰选煤、重介选煤、浮选选煤；干法选煤主要有风选、电磁选煤、空气重介质流化床选煤.
一、选煤方法分析
1．重介质选煤.重介质选煤是利用阿基米德原理来进行煤的分选,精煤和矸石的密度不同,在重液或者重悬浮液中,密度小的精煤上浮,而密度大的矸石下沉,从而实现分选的日的.重介选煤的介质有重液和重悬浮液,重液是指无机水溶液或者有机溶液,重悬浮液是指混合有固体加重质的悬浮态的流体.按照分选煤的大小不同,重介选煤又分为在重力场中和在离心场中进行.前者一般用于分选煤块,后者一般用于分选煤末.重介选煤法选煤密度范围大、选煤粒度范围大,可自动控制.重介选煤的设备主要有重介质分选机和重介质旋流器,其中重介质旋流器又分为两产品重介旋流器和三产品重介旋流器.密度小于悬浮液的精煤进入重介旋流器的内旋流,从溢口流出,密度大于悬浮液的矸石进入重介旋流器的外旋流,从底部流出.三产品重介旋流器目前在我国的应用较为广泛.
2．跳汰选煤.跳汰选煤是一种重力选煤方式,是利用原煤中精煤和矸石的密度不同,在跳跃前进中实现分层,从而达到分选的目的.跳汰选煤的介质为水的称为水力跳汰,介质为空气的称为风力跳汰.目前在实际应用中,多以水力跳汰为主.跳汰选煤的关键是分层,实现分层的客观条件是垂直脉动水流.所谓垂直脉动水流,是指作周期性上下运动的水流.当水流上升时,物料在水流作用下离开筛面,呈上升运动,物料中的不同成分依密度不同作相对运动；当水流下降时,物料作下降运动回到筛面,经此反复过程,密度大的成分便在分层的下面,密度小的成分便在分层的上面.按照筛板是否运动,跳汰机分为定筛跳汰机和动筛跳汰机,目前广泛使用的是动筛跳汰机.动筛跳汰机工作时,槽体内部预先装有一定高度的水,筛板在水中作上下往复运动,实现物料的分选.跳汰选煤技术历史悠久,具有工艺相对简单,循环用水量小,生产成本低的特点.
3．浮选选煤.浮选选煤是利用矿物表面的物理化学性质来进行的一种煤炭分选,通常用于煤炭细颗粒的分选.煤炭自身具有疏水性,所谓疏水性是指非极性分子离开水而进入非极性溶液的趋势.浮选选煤的药剂有捕收剂,起泡剂,活化剂等.煤炭细颗粒在浮选药剂的作用下,离开水而依附于药剂起泡表面,并随着药剂上浮到水面.浮选选煤目前主要采用搅拌式浮选机,其他常用设备包括浮选柱,喷射式浮选机等.搅拌式浮选机工作时吸人空气和药剂,通过搅拌形成均匀稳定的流场,流场内部含有足够的空气气泡,气泡的表面张力大小合适,煤炭细颗粒依附于气泡表面,并随气泡上升到水面.起泡上升至水面,从而被加以回收.
4．风选.风力选煤是利用原煤中的不同成分在质量,密度,粒度等方面的差异,进行的一种分选.风力选煤的介质是空气,风力选煤与水力选煤在很多方面都比较类似,风力选煤也是在上升和下降的气流中,实现对原煤的分层,继而达到分选的目的.风力选煤较之水力选煤,具有干燥性,便捷性,无污染等特点,但同时在分选质量上不如水力选煤.风力分选设备主要有风力跳汰机,风力摇床等.按照气流的流向,风力分选设备可分为垂直,水平和倾斜三种类型.实际应用中,以垂直风选设备为主,在垂直气流的作用下,原煤中的不同成分按照密度分层,密度大的沉降,而密度小的上浮.
5 电磁选煤.电磁选煤足利用原煤中不同成分的磁性不同,进行的一种分选.矿物中的成分有的具有铁磁性,有的具有强磁性,有的具有弱磁性,不同磁性的物质在磁场中所受到的磁场力不同,进而产生不同的运动轨迹,从而可以对不同运动轨迹的物质分别进行回收,从而达到分选的日的.电磁选煤的设备主要有磁选机,在实际应用中,磁选机通常用来回收煤中的铁质杂质,物料进入磁选机后,由于铁质杂质收到的磁场力大,其运动轨迹会靠近磁场,而原煤的其他部分所受的磁场力小,其运动轨迹会远离磁场,这样便可以将铁质杂质和原煤其他部分分离开来.
6 空气重介质流化床选煤.空气重介质流化床选煤,是一种将气同流化技术应用于选煤的技术.所谓气固流化,是指由细微颗粒同体组成的有一定密度的固体层,在气流的作用下,呈现悬浮并流动的态势.空气重介质流化床选煤,本质上是一种重力选煤方式,在气固流化床中,密度大的成分下沉,而密度小的成分上浮,从而到达分选的目的.空气重介质流化床的流化层密度,受到同体加重质的密度及气体的流动速度的影响.要实现均匀稳定的流化层,须合理选择固体加重质以及控制气体流动速度.
二、选煤存在的不足及改进
煤炭企业选煤过程中存在的一些不足,会造成煤炭资源的浪费,增加煤炭生产及使用企业的成本,同时还易造成环境污染.选煤过程中存在的不足主要表现为以下3个方面.①选煤设备的故障率高,选煤设备使用过程的故障,一方面是由于操作不当引起的,另一方面是由于保养不当,零件老化引起的.设备一旦故障,不仅导致生产无法继续进行,后续的维修也是费时费力.②选煤工艺的落后,目前我国选煤主要使用重介质选煤和跳汰选煤等工艺,选煤的质量和效率都有待进一步的提升.③管理的落后,选煤氽业没有建立科学合理的生产管理体制,造成选煤工序的重复,停顿等,不仅没有促进效率的提升,甚至反而降低了生产效率.
针对煤炭企业选煤过程巾暴露出来的上述问题,需要针对性的进行改进,以期提升选煤的效率,降低生产成本,同时降低环境污染.
对于选煤设备故障的问题,需要规范工人的操作流程,避免操作不当引起的设备故障,及时有效地对设备进行检修和保养,避免零部件老化导致的故障.
对于选煤工艺落后的问题,需要进一步的研究高效合理的选煤工艺,吸取国外先进的经验,同时结合我国的实际国情,创造性的发展适合我国同情的选煤工艺.
对于管理落后的问题,需要制定科学高效的管理机制,去除繁琐低效的管理流程,加强对管理人员的培训,提升管理的质量,让管理促进生产效率的提升,而不是降低生产效率.
三、结束语
煤炭作为我国的基础能源,对国民生产生活巾被广泛使用.我国原煤的入选率不高,造成了煤炭资源的浪费和环境的污染,提高原煤的人选率,改进选煤的工艺,既可以提高煤炭的质量,降低煤炭运输和使用成本,也可以减轻对环境的污染.本文对选煤中使用的主要的技术进行了简要的介绍,同时对选煤中存在的不足及改进措施也作了简要的阐述.
（作者单位：武汉科技大学城市学院）
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