选煤技术的分类及发展浅谈.doc

选煤技术的分类及发展浅谈选煤技术的分类及发展浅谈选煤技术的分类及发展浅谈摘 要：简述了中国选煤技术的现状和发展趋势，重点讲述了重介选、跳汰选、浮游选等选煤技术。选煤是洁净煤技术的基础，也是煤炭深加工（制水煤浆、焦化、气化、液化）和洁净、高效利用的前提。选煤可以除去原煤中的大部分矿物杂质，提高煤炭质量，并把它分成不同等级，为用户合理应用创造条件。选煤技术分为跳汰选煤、重介质选煤、浮游选煤、传统风力选煤、化学选煤、微生物选煤法等。关键词：选煤技术；发展趋势；重介质选煤法；跳汰选；浮游选 能源是国民经济发展和人类赖以生存的物质基础。煤炭是我国的主要能源，其生产量和消费量一直占据能源的70%左右。我国煤炭资源丰富，品种齐全。到二十世纪末，煤炭的探明储量有1亿万吨，其中已利用储量中尚有可采储量800多亿吨。我国的石油、天然气资源则相对不足，其储量只可供开采几十年；水力资源虽然丰富，但是集中在西南地区，而且开发利用需要的投资很大；核能、太阳能、风能、生物能的开发利用则刚刚起步。所以，未来几十年内，我国最可靠的资源仍是煤炭，煤炭的社会地位不会改变。我国是煤炭的生产和消费大国，每年生产和消费的煤炭都在十几亿吨以上。大量生产和消费煤炭，无论对区域环境，还是对全球气候都造成了很大的影响。为此，国家鼓励和提倡发展洁净煤技术。选煤是洁净煤技术的基础，也是煤炭深加工（制水煤浆、焦化、气化、液化）和洁净、高效利用的前提。选煤可以除去原煤中的大部分矿物杂质，提高煤炭质量，并把它分成不同等级，为用户合理应用创造条件。由于国家鼓励发展煤炭洗选加工，原煤入洗量不断提高。但是我国煤炭洗选加工相对落后，原煤入洗率不足尚30%，商品煤质量较差，因此煤炭利用率低，燃烧引起的污染严重。为了合理利用煤炭资源，提高利用效率，降低铁路运输量，减少燃煤对大气的污染，有必要大力发展煤炭洗选加工。选煤技术可分为4类：筛分、物理选煤、化学选煤、细菌脱硫。筛分是把煤分成不同粒度。物理选煤方法有跳汰选煤法、重介质选煤法和浮游选煤法三种。跳汰选煤法是在上下波动的变速脉动水流中，使相对密度不同的煤和矸石分开。重介质选煤是利用磁铁矿粉等配制的重介质悬浮液（其相对密度介于煤和矸石之间）将煤与矸石等杂质分开。浮选是利用煤和矸石表面湿润性的差异，洗选粒度小于0.5毫米的煤泥。物理选煤可除去 60以上的灰份和 50的黄铁矿硫。化学法和微生物脱硫可以脱除煤中99的矿物硫及90的全硫（包括有机硫）。1跳汰选煤法跳汰选煤法是最古老也是最重要的选煤方法之一。它是指物料在垂直脉动为主的介质中，按其物理、力学性质（主要是密度）实现分层的重力选煤方法。物料在固定运动的筛面上连续进行跳汰的过程中，由于冲水、顶水和床层水平流动的综合作用，在垂直和，水平流的综合作用下分选。按分选介质分为“风力跳汰选煤(pneumatic jigging)”和“水力跳汰选煤(hydraulic jigging)”。广泛用于选煤过程的是水力跳汰。跳汰法广泛用于分选可选性难（或易）、粒度大（或小）的各种煤类。跳汰机多属于隔膜式，冲程和冲次根据所选矿物的比重，可以灵活调节，广泛用于钨，锡，砂金，赤铁，褐铁，锰，钛，锑，铅，钽，铌等金属的重力选矿。动筛跳汰机是跳汰技术的原始机型。现主要使用空气脉动跳汰机。空气室位置不同，空气脉动跳汰机可分为筛侧空气室跳汰机和筛下空气室跳汰机。1.1跳汰选煤法的优点： （1）工艺流程简单；（2）设备操作维修方便；（3）总投资少，约为重介质选煤法的1/22/3；（4）吨煤成本低，仅为重介质选煤法的一半；（5）总功率小；（6）对易选煤来说，分选精度能达到重介质选煤法水平；（7）适用于多种煤配煤入洗；（8）对含矸量大于30%的煤来说，能直接入洗，无需排矸；（9）对末煤含量大于25%的原煤来说，能直接入洗。1.2跳汰选煤法的缺点：（1）单机处理能力小于重介质选煤法； （2）对于难选煤来说分选精度较重介质选煤法低； （3）跳汰全过程无法全部实现自动化。 （4）耗水量大。（5）对连生体矿物的选矿效果稍差。（6）对于微细粒的回收效率不高。1.3跳汰技术的发展由于跳汰选实践经验的积累和对跳汰过程认识的加深，促进跳汰技术的发展。目前世界跳汰选煤工艺较为流行的是块、末煤分级和洗选。分级粒度较过去也有很大区别。块煤跳汰选的上、下限趋向提高。粒度上限由50（65）mm提高到100120mm，甚至到150mm，粒度下限由过去的1013mm提高到2025mm。这也是末煤跳汰的粒度上限，而其粒度下限呈下降趋势。跳汰机选煤技术的发展趋势是高效率，大处理量，集中控制和高度自动化。从适应这个大的趋势看，筛下空气室跳汰机比筛侧空气室跳汰机占很大优势。如德国的巴达克跳汰机，日本永田的NU型筛下空气室跳汰机，将机体底部改成V型后，使跳汰机面积扩大到的27，仍能使横向波幅保持均一。法国多年来只生产一种皮克型末煤跳汰机，80年代又研制出LG和FG型块煤和末煤跳汰机，并已销往欧、美、亚各州的一下国家。此外，波兰等国家都研制成功选煤用筛下空气室跳汰机。 我国早在60年代就研制成功了10和6工业用筛下空气室跳汰机。80年代后，唐山煤研分院又研制成大面积的SKT-24筛下空气室跳汰机。该机采用多项先进技术，尤其是电脑数控技术。其系列化产品正迅速发展。平顶山选煤设计研究院研制成了另一系列筛下空气室跳汰机。河南蓝基机械制造有限公司的筛下空气室跳汰机，采用多室共用数控风阀技术和锥形滑阀，工作可靠，故障率降低70%，能耗小，可满足不同媒质的分选需要，提高处理能力20%以上；结构更加合理，便于运输和安装，设备载荷减小30%；功率降低70%以上。 2重介质选煤 选煤生产实践表明，在合适的条件下，重介质选煤的分选精度比其他选煤方法精度高，可以获得高质量的精煤和较高的数量效率，因此它能适用于各种可选性的原煤，特别是难选和极难选煤。所以重介质选煤是当今国内外选煤技术发展的重要方向之一。2.1重介质选煤原理重介质选煤是用密度介于净煤和矸石之间的液体作为介质进行分选的方法。密度低于介质的净煤漂浮，密度高于介质的矸石或中煤则下沉，然后分别收集归入不同的产品。 当颗粒在悬浮液中运动时，除受到重力和浮力外，还将受到悬浮液体的阻力作用。对最初相对悬浮液作加速度运动的颗粒，最终将以其末速度相对悬浮运动。颗粒越大，相对速度越大，分选速度越快、分选效率越高。可见重介质选煤是严格按密度分选的，颗粒粒度和形状只影响分选的速度，这也就是重介质选煤之所以是所有重力选煤方法中效率最高的原因。重液由于价格昂贵，回收复杂、困难，在工业上没有应用。目前国内外普遍采用磁铁矿粉与水配置的悬浮液作为选煤的分选介质。在重介质选煤发展史上曾用过两类重介质。一类是有机重液和无机盐溶液，一类是重悬浮液。2.2重介质选煤设备简介早期所用的重介质选煤设备是各种形状的分选槽，或叫重力分选机。通常只用于煤块分选。1926年苏联工程师E.A.斯列普诺夫提出了使用稳定悬浮液的重介质选矿法.从此之后.重介质选矿才开始广泛使用。由于重介质选矿其有分选效率高、处理量大和适合于处理难选矿物等优点.重介质选矿在不少国家中得到了迅速发展。 1956年美国Dynawhirlpool开发出中心给料的圆筒型重介质旋流器。1967年出现了三产品重介质旋流器，它利用第一段旋流器的余压将其产物送入第二段再分选。2.3我国常用的重介质分选机有三种（1）斜轮重介质分选机；（2）立轮重介质分选机；（3）重介质旋流器。2.4工艺流程首先入洗原煤经过给煤机送到旋流器中然后将稀释的介质以一定压力打入旋流器中将精煤，中煤和矸石分选出来然后精煤经过弧形筛和脱介筛来进行，脱介和脱水至于剩下的筛下物，就分别进入到浓缩池和磁选机来进行精煤的二次回收和介质的回收。2.5重介质选煤法优点目前常用重介质选矿来处理粗粒嵌布或集合体嵌布的矿石。用重介质选矿可以除去大量单体脉石，使进入下一工序的矿石量大大减少，从而可以提高选矿厂生产能力，节省选矿费用。由于重介质选矿有这样的的优点，故此种选矿方法在金属矿选矿厂常用来作为一种予先选别作业。2.6重介质选矿的应用条件主要是根据设备条件和矿石的浸染特性而定。对金属选矿来说，一般是70100毫米。必须使要分选的矿粒有合适的粒度下限和粒度上限。因为粒度很小的矿粒特别是矿粒比重接近于重介质比重时，矿粒沉降速度很小，因而分离过程很慢，分选效率将大大降低。所以，在工业生产上，为了保证矿粒分离有较快的速度和较高的精确性，粒度下限是有一定限制的，即粒度不能太小。因此，在应用重介质选分前，常常筛去细粒部分。目前金属矿在利用重介质选矿时粒度下限一般为23毫米，如果采用重介质旋流器时，粒度下限可降低到0.5毫米。入选粒度上限3浮游选煤法浮游选煤简称浮选，他是根据煤和矿物杂质表面润湿性的差别，在浮选药剂的作用下，分选细粒（小于0.5mm）煤的一种选煤方法。3.1浮游选简介浮选是在气-液-固三相体系中进行的一种物理化学分选过程。煤的表面多呈亲水性，因此疏水的煤粒容易和分散在水中的微小油珠及气泡发生附着，形成矿化气泡。这种矿化气泡升浮到水面，积聚成矿化泡沫层，经刮出脱水后即成精煤。亲水的矿粒下沉，留于水中作为尾矿排出。浮选过程中的固相是煤基体与其中的非可燃矿物颗粒。浮选过程中的液相不仅是浮选进行的场所，而且是浮选药剂与矿物颗粒相互作用的介质。主要的液相是水，其次是烃类液体。浮选过程中的气相主要是空气。它有两方面的作用:一是气泡可以随着矿粒运移到泡沫层中；二是存在于气体中的氧气与二氧化碳等气体能与矿物作用并溶解于水中，在许多情况下可以对浮选过程产生重要影响。浮选药剂主要有以下三种:起泡剂、捕收剂、调整剂。3.2浮游选煤的优点浮选不仅是炼焦选煤厂而且是动力煤选煤厂工艺流程的重要部分。浮选可以回收大量优质细粒精煤，可净化选煤用循环水，提高其他工艺环节的效果，是实现洗水闭路循环，防止环境污染的重要工艺，是迄今为止分选微粒煤的主要手段。3.3浮游选煤发展趋势（1）浮选设备的大型化。目前世界上最大规格的浮选机容积达200m3，浮 选柱容积达220m3；国内最大规格的浮选机容积达160m3； （2）浮选设备的节能降耗，是近期浮选研究的热点； （3）粗粒浮选、高效节能浮选及复合力场细粒和微细粒浮选设备仍是今 后浮选机的研究方向； （4）随着社会和科学技术的进步，浮选设备的应用领域在不断的扩大， 不仅用于分选矿物，还用于冶金、造纸、农业、食品、医药、微生 物、环保等行业的许多原料、产品或废弃物的回收、分离、提纯； （5）自动化控制程度越来越高。目前代表国际上浮选设备研究开发和应用水平的有芬兰的Outokumpu公司，美国Dorr-Oliver Emico公司，俄罗斯的国立有色金属研究院，我国的北京矿冶研究总院等。 参考文献：1李贤国.跳汰选煤技术.徐州:中国矿业大学出版社，20062谢广元.选矿学.徐州:中国矿业大学出版社，20013赵利安，许振良.洁净煤技术概论.沈阳:东北大学出版社，20114郝临山，洁净煤技术.北京:化学工业出版社，20085虞继舜.煤化学.北京:冶金工业出版社，20006吴式瑜.选煤技术在中国洁净煤技术中的地位.煤炭加工与综合利用，19937王祖瑞等.重介质选煤的理论与实践.北京:煤炭工业出版社，19938郝风印.选煤手册.北京:煤炭工业出版社，19939姚强.洁净煤技术.北京:煤炭工业出版社，200510俞珠峰.洁净煤技术发展及应用.北京:化学工业出版社，2004 11吴式瑜.选煤基本知识.修订版.北京:煤炭工业出版社，199612蔡璋.浮游选煤与选矿.北京:煤炭工业出版社，199113卢寿慈.矿物浮选原理.北京:煤炭工业出版社，198814顾少雄.煤用浮选机.北京:煤炭工业出版社15杨顺梁，林任英.选矿知识问答.北京:冶金工业出版社16李营生.浅谈化学选矿及其应用17罗茜.固液分离.北京:冶金工业出版社，197718王敦曾等.选煤新技术的研究与应用.北京:煤炭工业出版社，199919欧泽深，张文军等.重介质选煤技术.徐州:中国矿业大学出版社，200620邓晓阳.最近五年国内外选煤设备点评.选煤技术，2003（6）21Wills B A.Mineral Processing Technology.B-H 199722Osborne DG.Coal Preparation Technol