探析企業(yè)選煤方法

袁金娟 康之訥

我國的煤炭蘊(yùn)藏含量巨大，位居世界前列，同時(shí)，我國也是一個(gè)用煤大國。煤炭行業(yè)作為我國的基礎(chǔ)行業(yè)，對國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)穩(wěn)定有著不可替代的作用。世界發(fā)達(dá)國家的原煤入選率普遍較高，有些國家甚至達(dá)到90%以上，但是我國的原煤入選率在60%左右，這不僅是對煤炭資源的浪費(fèi)，同時(shí)也對環(huán)境造成了極大地污染。煤炭作為我國的基礎(chǔ)能源，在各行各業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用，但是不同的行業(yè)對煤炭的質(zhì)量要求是不同的，通過選煤，既可以減少煤炭使用過程中對環(huán)境的污染，同時(shí)也可以滿足不同行業(yè)對煤炭質(zhì)量的不同要求。選煤方法有很多種，主要是利用煤炭的物理、化學(xué)、電磁等方面的特性，大體上來劃分，可以分為濕法選煤和干法選煤。選煤過程在水、重液和懸浮液中進(jìn)行的，稱為濕法選煤；選煤過程在空氣中進(jìn)行的，稱為干法選煤。具體而言，濕法選煤方法主要有跳汰選煤、重介選煤、浮選選煤；干法選煤主要有風(fēng)選、電磁選煤、空氣重介質(zhì)流化床選煤。

一、選煤方法分析

1.重介質(zhì)選煤。重介質(zhì)選煤是利用阿基米德原理來進(jìn)行煤的分選，精煤和矸石的密度不同，在重液或者重懸浮液中，密度小的精煤上浮，而密度大的矸石下沉，從而實(shí)現(xiàn)分選的目的。重介選煤的介質(zhì)有重液和重懸浮液，重液是指無機(jī)水溶液或者有機(jī)溶液，重懸浮液是指混合有固體加重質(zhì)的懸浮態(tài)的流體。按照分選煤的大小不同，重介選煤又分為在重力場中和在離心場中進(jìn)行。前者一般用于分選煤塊，后者一般用于分選煤末。重介選煤法選煤密度范圍大、選煤粒度范圍大，可自動(dòng)控制。重介選煤的設(shè)備主要有重介質(zhì)分選機(jī)和重介質(zhì)旋流器，其中重介質(zhì)旋流器又分為兩產(chǎn)品重介旋流器和三產(chǎn)品重介旋流器。密度小于懸浮液的精煤進(jìn)入重介旋流器的內(nèi)旋流，從溢口流出，密度大于懸浮液的矸石進(jìn)入重介旋流器的外旋流，從底部流出。三產(chǎn)品重介旋流器目前在我國的應(yīng)用較為廣泛。

2.跳汰選煤。跳汰選煤是一種重力選煤方式，是利用原煤中精煤和矸石的密度不同，在跳躍前進(jìn)中實(shí)現(xiàn)分層，從而達(dá)到分選的目的。跳汰選煤的介質(zhì)為水的稱為水力跳汰，介質(zhì)為空氣的稱為風(fēng)力跳汰。目前在實(shí)際應(yīng)用中，多以水力跳汰為主。跳汰選煤的關(guān)鍵是分層，實(shí)現(xiàn)分層的客觀條件是垂直脈動(dòng)水流。所謂垂直脈動(dòng)水流，是指作周期性上下運(yùn)動(dòng)的水流。當(dāng)水流上升時(shí)，物料在水流作用下離開篩面，呈上升運(yùn)動(dòng)，物料中的不同成分依密度不同作相對運(yùn)動(dòng)；當(dāng)水流下降時(shí)，物料作下降運(yùn)動(dòng)回到篩面，經(jīng)此反復(fù)過程，密度大的成分便在分層的下面，密度小的成分便在分層的上面。按照篩板是否運(yùn)動(dòng)，跳汰機(jī)分為定篩跳汰機(jī)和動(dòng)篩跳汰機(jī)，目前廣泛使用的是動(dòng)篩跳汰機(jī)。動(dòng)篩跳汰機(jī)工作時(shí)，槽體內(nèi)部預(yù)先裝有一定高度的水，篩板在水中作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料的分選。跳汰選煤技術(shù)歷史悠久，具有工藝相對簡單，循環(huán)用水量小，生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。

3.浮選選煤。浮選選煤是利用礦物表面的物理化學(xué)性質(zhì)來進(jìn)行的一種煤炭分選，通常用于煤炭細(xì)顆粒的分選。煤炭自身具有疏水性，所謂疏水性是指非極性分子離開水而進(jìn)入非極性溶液的趨勢。浮選選煤的藥劑有捕收劑，起泡劑，活化劑等。煤炭細(xì)顆粒在浮選藥劑的作用下，離開水而依附于藥劑起泡表面，并隨著藥劑上浮到水面。浮選選煤目前主要采用攪拌式浮選機(jī)，其他常用設(shè)備包括浮選柱，噴射式浮選機(jī)等。攪拌式浮選機(jī)工作時(shí)吸入空氣和藥劑，通過攪拌形成均勻穩(wěn)定的流場，流場內(nèi)部含有足夠的空氣氣泡，氣泡的表面張力大小合適，煤炭細(xì)顆粒依附于氣泡表面，并隨氣泡上升到水面。起泡上升至水面，從而被加以回收。

4.風(fēng)選。風(fēng)力選煤是利用原煤中的不同成分在質(zhì)量，密度，粒度等方面的差異，進(jìn)行的一種分選。風(fēng)力選煤的介質(zhì)是空氣，風(fēng)力選煤與水力選煤在很多方面都比較類似，風(fēng)力選煤也是在上升和下降的氣流中，實(shí)現(xiàn)對原煤的分層，繼而達(dá)到分選的目的。風(fēng)力選煤較之水力選煤，具有干燥性，便捷性，無污染等特點(diǎn)，但同時(shí)在分選質(zhì)量上不如水力選煤。風(fēng)力分選設(shè)備主要有風(fēng)力跳汰機(jī)，風(fēng)力搖床等。按照氣流的流向，風(fēng)力分選設(shè)備可分為垂直，水平和傾斜三種類型。實(shí)際應(yīng)用中，以垂直風(fēng)選設(shè)備為主，在垂直氣流的作用下，原煤中的不同成分按照密度分層，密度大的沉降，而密度小的上浮。

5.電磁選煤。電磁選煤是利用原煤中不同成分的磁性不同，進(jìn)行的一種分選。礦物中的成分有的具有鐵磁性，有的具有強(qiáng)磁性，有的具有弱磁性，不同磁性的物質(zhì)在磁場中所受到的磁場力不同，進(jìn)而產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而可以對不同運(yùn)動(dòng)軌跡的物質(zhì)分別進(jìn)行回收，從而達(dá)到分選的目的。電磁選煤的設(shè)備主要有磁選機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用中，磁選機(jī)通常用來回收煤中的鐵質(zhì)雜質(zhì)，物料進(jìn)入磁選機(jī)后，由于鐵質(zhì)雜質(zhì)收到的磁場力大，其運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)靠近磁場，而原煤的其他部分所受的磁場力小，其運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)遠(yuǎn)離磁場，這樣便可以將鐵質(zhì)雜質(zhì)和原煤其他部分分離開來。

6.空氣重介質(zhì)流化床選煤?？諝庵亟橘|(zhì)流化床選煤，是一種將氣固流化技術(shù)應(yīng)用于選煤的技術(shù)。所謂氣固流化，是指由細(xì)微顆粒固體組成的有一定密度的固體層，在氣流的作用下，呈現(xiàn)懸浮并流動(dòng)的態(tài)勢?？諝庵亟橘|(zhì)流化床選煤，本質(zhì)上是一種重力選煤方式，在氣固流化床中，密度大的成分下沉，而密度小的成分上浮，從而到達(dá)分選的目的?？諝庵亟橘|(zhì)流化床的流化層密度，受到固體加重質(zhì)的密度及氣體的流動(dòng)速度的影響。要實(shí)現(xiàn)均勻穩(wěn)定的流化層，須合理選擇固體加重質(zhì)以及控制氣體流動(dòng)速度。

二、選煤存在的不足及改進(jìn)

煤炭企業(yè)選煤過程中存在的一些不足，會(huì)造成煤炭資源的浪費(fèi)，增加煤炭生產(chǎn)及使用企業(yè)的成本，同時(shí)還易造成環(huán)境污染。選煤過程中存在的不足主要表現(xiàn)為以下3個(gè)方面。①選煤設(shè)備的故障率高，選煤設(shè)備使用過程的故障，一方面是由于操作不當(dāng)引起的，另一方面是由于保養(yǎng)不當(dāng)，零件老化引起的。設(shè)備一旦故障，不僅導(dǎo)致生產(chǎn)無法繼續(xù)進(jìn)行，后續(xù)的維修也是費(fèi)時(shí)費(fèi)力。②選煤工藝的落后，目前我國選煤主要使用重介質(zhì)選煤和跳汰選煤等工藝，選煤的質(zhì)量和效率都有待進(jìn)一步的提升。③管理的落后，選煤企業(yè)沒有建立科學(xué)合理的生產(chǎn)管理體制，造成選煤工序的重復(fù)，停頓等，不僅沒有促進(jìn)效率的提升，甚至反而降低了生產(chǎn)效率。

針對煤炭企業(yè)選煤過程中暴露出來的上述問題，需要針對性的進(jìn)行改進(jìn)，以期提升選煤的效率，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)降低環(huán)境污染。

對于選煤設(shè)備故障的問題，需要規(guī)范工人的操作流程，避免操作不當(dāng)引起的設(shè)備故障，及時(shí)有效地對設(shè)備進(jìn)行檢修和保養(yǎng)，避免零部件老化導(dǎo)致的故障。

對于選煤工藝落后的問題，需要進(jìn)一步的研究高效合理的選煤工藝，吸取國外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合我國的實(shí)際國情，創(chuàng)造性的發(fā)展適合我國國情的選煤工藝。

對于管理落后的問題，需要制定科學(xué)高效的管理機(jī)制，去除繁瑣低效的管理流程，加強(qiáng)對管理人員的培訓(xùn)，提升管理的質(zhì)量，讓管理促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升，而不是降低生產(chǎn)效率。

三、結(jié)束語

煤炭作為我國的基礎(chǔ)能源，對國民生產(chǎn)生活中被廣泛使用。我國原煤的入選率不高，造成了煤炭資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染，提高原煤的入選率，改進(jìn)選煤的工藝，既可以提高煤炭的質(zhì)量，降低煤炭運(yùn)輸和使用成本，也可以減輕對環(huán)境的污染。本文對選煤中使用的主要的技術(shù)進(jìn)行了簡要的介紹，同時(shí)對選煤中存在的不足及改進(jìn)措施也作了簡要的闡述。

（作者單位：武漢科技大學(xué)城市學(xué)院）