動力煤煤泥處理及利用現(xiàn)狀

任瑞晨 胡秀明 李彩霞 岳增川 耿寶軍 安紅運

摘 要：本文結(jié)合動力煤目前的分選現(xiàn)狀，分析了動力煤選煤面臨的煤泥處理難題。煤泥處理主要方向有兩個：一是煤泥減量化，二是增設(shè)煤泥分選環(huán)節(jié)。降低煤泥量主要手段有TDS智能干選;粗煤泥分選主要應(yīng)用螺旋分選機(jī)、TBS、TCS、重介質(zhì)旋流器等設(shè)備。 同時提出了尾煤綜合利用的有效舉措，小錐角旋流器預(yù)先排矸具有很大研究空間。

關(guān)鍵詞：煤泥減量;粗煤泥分選;小錐角旋流器;煤系高嶺土

中圖分類號：TD94

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

過去，我國對動力用煤質(zhì)量要求不高，發(fā)熱量達(dá)標(biāo)的中煤、煤泥、矸石等大都以不同方式作為動力用煤使用，引發(fā)了資源浪費、環(huán)境污染等眾多問題。當(dāng)動力煤入選比例較小時，粗煤泥一般不分選而直接回收摻入中煤或者精煤，由于這部分粗煤泥灰分偏高，從而造成混精煤灰分增高，選煤廠需要調(diào)低重選精煤灰分為其“背灰”，導(dǎo)致混精煤產(chǎn)率降低[1]。隨著社會進(jìn)步，環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，灰分控制的嚴(yán)格化和精煤灰分要求的不斷提高，使得大部分粗煤泥不能直接摻入，造成大量損失。而隨著煤炭的深度開采、機(jī)械化程度的增加和煤質(zhì)條件的日益劣化，原煤中煤泥含量急劇增加 [2]。據(jù)不完全統(tǒng)計，絕大多數(shù)動力煤3～0.5 mm粒級物料的含量都在20%～45%范圍內(nèi)，巨大的煤泥含量，其分選、分級、回收和利用問題迫在眉睫[3]。煤炭清潔高效利用被《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》列為中長期創(chuàng)新發(fā)展9大工程之一[4]。在長期的實踐中發(fā)現(xiàn)，無論以何種方式開展動力煤的潔凈煤加工技術(shù)，選煤仍是煤炭清潔和高效利用的源頭[5-6]。動力煤選煤的主要難題是煤泥的處理和利用問題，如何開展動力煤煤泥處理工作是當(dāng)今選煤工作者亟待解決的問題。

1 動力煤分選現(xiàn)狀

1.1 動力煤分選工藝

我國動力煤具有變質(zhì)程度相對較低、原煤水分偏高、篩分效率低等特點，其矸石分選過程中易泥化，選煤廠煤泥水處理的難度較高。目前我國動力煤選煤的主要方法大體分為以下幾種：

1）對于煤質(zhì)狀況較好的選煤廠，多采用塊煤跳汰或淺槽重介分選+末煤直接銷售或摻入精煤+煤泥水沉降濃縮壓濾;

2）塊煤淺槽重介分選機(jī)分選+末煤由兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選+煤泥水沉降濃縮壓濾;

3）煤泥含量較高的選煤廠，煤泥水系統(tǒng)壓力較大，采用塊煤跳汰或淺槽重介分選機(jī)分選+末煤兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選+粗煤泥單獨分選+煤泥水沉降濃縮壓濾;

4）對于產(chǎn)品灰分要求高、附加值較大的選煤廠，常采用塊煤重介淺槽+末煤重介質(zhì)旋流器+粗煤泥分選+細(xì)煤泥浮選;

5）對褐煤等變質(zhì)程度低且易于泥化的煤炭，可以選用干法分選技術(shù)，如TDS智能干選等手段，煤泥視情況而定。

從大體上看，塊煤、末煤的處理方式相對固定，而煤泥分選靈活多樣，可直接脫水摻入精煤，可粗煤泥單獨分選，還有少部分的煤泥水系統(tǒng)增設(shè)浮選工藝。從大量的選煤廠生產(chǎn)實踐可知，雖然1）、2）這樣傳統(tǒng)的選煤方法具有工藝簡單、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，對塊煤的分選效率高，但是對煤泥的處理效果不佳。隨著選煤技術(shù)指標(biāo)的提高，這些分選方法對現(xiàn)階段煤質(zhì)的適應(yīng)性差，顯然已經(jīng)無法滿足選廠的生產(chǎn)需求。在此基礎(chǔ)上增加粗煤泥分選、浮選等作業(yè)環(huán)節(jié)，又面臨成本控制困難的局面。動力煤煤泥的處理和利用成了制約選廠發(fā)展的重要因素，如何突破煤泥分選的瓶頸，是動力煤選廠生存和發(fā)展必須要解決的問題。大量選煤工作者通過實踐證明了控制選煤系統(tǒng)煤泥量、選用先進(jìn)的粗煤泥分選設(shè)備、優(yōu)化工藝等煤泥系統(tǒng)改造方法，有明顯的成效。

1.2 煤泥系統(tǒng)改造

煤泥問題是動力煤選煤廠可持續(xù)發(fā)展的難題，煤泥的分選、脫水效率普遍較低，處理成本高、售價低、利潤倒掛等問題都制約著動力煤分選技術(shù)進(jìn)步。動力煤全粒級洗選將繼續(xù)導(dǎo)致煤泥量激增。采用傳統(tǒng)煤泥處理方式已不是一種經(jīng)濟(jì)方案，因此，有必要就動力煤煤泥分選進(jìn)行深入研究[7]。選煤廠的煤泥一般由兩部分組成，原生煤泥和分選過程中產(chǎn)生的次生煤泥，原煤煤質(zhì)和生產(chǎn)工藝等均對煤泥量有重要影響。從當(dāng)前動力煤選煤廠的分選系統(tǒng)可以看出，處理煤泥的主要方向有兩個：一方面是煤泥減量化，另一方面是增設(shè)煤泥分選環(huán)節(jié)。

對于動力煤選煤廠來說，堅持煤泥減量化處理效果明顯，是解決煤泥水系統(tǒng)問題的重要途徑[8]?？刂泼耗嗔渴窃谠搭^上減少矸石泥化的機(jī)會，具有成本低、次生煤泥少等明顯優(yōu)勢。鄭均笛等[5]在動力煤選煤廠的設(shè)計和運行中提出“三減三增”的理念。強(qiáng)調(diào)選煤過程中煤泥減量化、矸石帶煤減量化、末煤入洗減量化。提升預(yù)先排矸效率，降低原煤中高密度矸石含量，對6 mm以下的末煤要盡量預(yù)先脫泥，減少進(jìn)入洗選系統(tǒng)的煤泥含量。同時增強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的靈活性，提高篩分效率，增強(qiáng)對塊煤產(chǎn)率的重視度，這對提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益尤為重要。如石圪臺選煤廠通過引進(jìn)高效篩板，改善原煤篩分效果，調(diào)整分級粒度，增加塊煤量[8]。

TDS智能干選機(jī)是近年研發(fā)成功并推廣應(yīng)用的設(shè)備，其對降低煤泥量和提高塊煤產(chǎn)率有明顯效果，大大減小了煤泥水系統(tǒng)的壓力。TDS利用X射線透射檢測技術(shù)進(jìn)行干法選煤，針對不同煤質(zhì)特征建立與之相適應(yīng)的分析模型，通過大數(shù)據(jù)分析，精確識別原煤中矸石等雜質(zhì)，利用智能控制系統(tǒng)高頻氣槍噴吹改變矸石的運動軌跡，實現(xiàn)煤炭的有效分離[9]。動力煤泥化嚴(yán)重、煤泥量大、產(chǎn)品脫水困難的現(xiàn)狀推動了干法選煤技術(shù)的發(fā)展。王新鋒[10]對王家塔選煤廠系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)可行性分析，在TDS 智能干選機(jī)與傳統(tǒng)工藝比較的基礎(chǔ)上，總結(jié)了TDS+脫泥+淺槽重介分選工藝的優(yōu)越性，實現(xiàn)了動力煤有效分選，提高了塊煤產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的同時，降低了煤泥產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)效益得到較大提升，為動力煤選煤廠提質(zhì)、擴(kuò)能提供了新思路。分選過程中智能化程度高，無需用水，分選精度高，大大提高了選煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。趙煒[11]為解決寧東礦區(qū)低變質(zhì)煙煤煤泥水處理成本高、煤泥產(chǎn)品處理困難的現(xiàn)狀，引進(jìn)TDS智能干選系統(tǒng)，實現(xiàn)200～40 mm原煤的一次完全分選，有效的降低產(chǎn)品水分，提高產(chǎn)品發(fā)熱量，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

增設(shè)煤泥分選環(huán)節(jié)是煤泥處理另一重要舉措，不只對粗煤泥要實現(xiàn)高效率分選，還要對整個選煤系統(tǒng)產(chǎn)能的提高發(fā)揮重要作用，其核心是選用先進(jìn)的煤泥分選設(shè)備。合理的粗煤泥分選設(shè)備能夠有效減少煤泥對整個分選工藝各個環(huán)節(jié)的干擾，對原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)、分選系統(tǒng)和煤泥水處理系統(tǒng)生產(chǎn)能力提升有非常大的促進(jìn)作用。該環(huán)節(jié)使原煤準(zhǔn)備過程中可以適當(dāng)增大脫泥篩的篩孔尺寸，增大開孔率， 減少脫泥篩的配制臺數(shù)[12]， 降低篩板堵塞概率、減少煤泥水外溢等問題;有效減少重介環(huán)節(jié)處理量， 提高分選效果和脫介效率， 減小介耗; 分擔(dān)煤泥水系統(tǒng)沉降和濃縮壓力，減少壓濾機(jī)與濃縮機(jī)臺數(shù)， 降低基建投資[13]，同時也降低浮選系統(tǒng)的處理量， 壓縮選煤成本。

2 動力煤煤泥分選

選煤界更多地將粒度在2.0～0.3 mm的煤泥定義為粗煤泥[13]，煤泥處理中一般選用脫泥篩或者水力旋流器將這部分粗煤泥和煤泥水分開處理，以保證煤泥的處理效率。粗煤泥是一種中間產(chǎn)品，灰分、發(fā)熱量均介于精煤與矸石之間，原有部分選煤廠將粗煤泥摻入混煤作為混煤產(chǎn)品銷售，粗煤泥潛力未充分發(fā)掘[14]。而煤泥水中大量的細(xì)泥存在，也導(dǎo)致沉降難度大、壓濾效率低，煤泥產(chǎn)品含水量高達(dá)20%～30%等問題的出現(xiàn)。顯然動力煤煤泥處理要從粗煤泥和煤泥水兩方面著手考慮。現(xiàn)階段動力煤選煤廠為了實現(xiàn)企業(yè)發(fā)展，追求更大的利潤，在政策的指引下對原有選煤系統(tǒng)進(jìn)行改造，新建選煤廠也紛紛加入煤泥分選研究，簡單粗暴地將粗煤泥摻入其他產(chǎn)品中銷售的情況已經(jīng)越來越少。

2.1 粗煤泥分選

為了提高粗煤泥分選精度和效率，在選用粗煤泥分選設(shè)備時就要根據(jù)實際情況選用簡單高效的設(shè)備。粗煤泥分選機(jī)經(jīng)過不斷完善，在我國應(yīng)用已經(jīng)比較成熟。目前最為常見的粗煤泥分選設(shè)備主要有螺旋分選機(jī)、TBS分選機(jī)、TCS分選機(jī)、煤泥重介旋流器等[15]。

2.1.1 螺旋分選機(jī)

螺旋分選機(jī)作為動力煤選煤廠常用的煤泥分選設(shè)備，其最大特點是無動力設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，易于操作及維修。主要組成部件有礦漿分配器、入料管、螺旋槽、中心柱、產(chǎn)品截取器、產(chǎn)品排料管和機(jī)架等。這種分選機(jī)是在重力和離心力場中，根據(jù)物料密度差異，依靠液流特性，實現(xiàn)物料的分離。分選過程中物料分別在垂直和水平方向產(chǎn)生分離。垂直方向：入料給入之后沿螺旋槽向下做回轉(zhuǎn)運動，礦物流層厚度隨位置而改變，沿螺旋槽內(nèi)側(cè)至外側(cè)逐漸增大，密度大的矸石等重礦物顆粒在重力作用下逐漸移入下層，煤等輕礦物集中在料流上層，形成了以重產(chǎn)物為主的下部流動層和以輕產(chǎn)物為主的上部流動層[16];水平方向：顆粒群垂直方向分層后，下層矸石等物料在槽體摩擦和上層液流的壓力之下，受到較大的運動阻力，水平方向運動速度降低，上層的煤跟隨水流以較大速度向槽的外緣運動，精煤和矸石形成速度差，從而產(chǎn)生水平方向的分離，在螺旋槽的橫截面上由中心向外，物料密度由高到低分布，密度處于中間的物料則分布在螺旋槽的中間帶。在重力、離心力、黏性剪切力的多重作用下，輕、重顆粒在螺旋的橫斷面上基本實現(xiàn)按密度分帶。精煤和矸石最后在螺旋分選機(jī)底部，從各自排料口排出。

入料粒度與組成對螺旋分選機(jī)分選效果影響較大。當(dāng)煤泥中黏土含量高或粗顆粒粒度過大時，分選精度和效率就會下降。黏土礦物會污染精煤顆粒，而過粗顆粒會造成精煤損失。由于螺旋分選屬于流膜選礦技術(shù)，因此物料粒度對分選效果影響很大，當(dāng)大顆粒物料自身重力過大時，流膜選礦對物料流的分選精度下降，甚至?xí)霈F(xiàn)大顆粒物料在螺旋槽內(nèi)側(cè)停留或者堵塞出料口的現(xiàn)象。一般選煤用螺旋分選機(jī)最佳分選粒級是2～0.1 mm， 對高密度（密度大于1.70 g/cm3）排矸效率較高，在選煤廠中常用于易選煤的排矸和粗煤泥的分選[3]。此外，螺旋分選機(jī)處理煤泥的適應(yīng)性較差，工藝參數(shù)不易調(diào)節(jié)，當(dāng)煤質(zhì)發(fā)生變化的時候，分選效率會產(chǎn)生較大的波動，這也限制了螺旋分選機(jī)的發(fā)展。

如何對螺旋分選機(jī)的設(shè)備進(jìn)行改造和創(chuàng)新，是發(fā)展該選煤方法的必經(jīng)之路，目前已經(jīng)有帶有預(yù)先排矸尺的螺旋分選機(jī)、螺旋分級篩選機(jī)、改進(jìn)入料分配器的螺旋分選機(jī)等設(shè)備被提出和使用，螺旋分選機(jī)的更新?lián)Q代必將帶來粗煤泥分選的新局面。

2.1.2 TBS煤泥分選機(jī)

TBS煤泥分選機(jī)又稱干擾床，其產(chǎn)生為粗煤泥分選帶來重要的轉(zhuǎn)變。TBS煤泥分選機(jī)的分選原理是基于顆粒在流態(tài)化床層中的干擾沉降原理，煤泥顆粒的密度、粒度差異， 使得在同一流體中的沉降速度也不同，從而實現(xiàn)精煤和矸石的分離[17]。物料由分選機(jī)上部的入料口打入，自上而下，水則從分選機(jī)底部的流體分配器由泵打入， 通過擾動板均勻分布到干擾床分選機(jī)底部，形成向上的擾動水流。物料與水流相向運動，一段時間后在分選區(qū)形成密度穩(wěn)定的干擾層。根據(jù)生產(chǎn)需要，干擾層的密度可通過水流速度和礦漿濃度等進(jìn)行控制。低于分選密度的物料向上運動集中在干擾層上部成為精煤產(chǎn)品，從分選槽頂部溢流排出;高于分選密度的物料向下運動并進(jìn)行二次干擾，最終沉至底部成為尾煤，并通過底部的排料口排出。TBS煤泥分選機(jī)分選粗煤泥分選效率高，可分選0.2～3 mm粗煤泥，適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)備具有先進(jìn)的密度控制系統(tǒng)，保證分選密度的精確性，分選密度范圍1.4～1.9 g/cm3[18]。無法實現(xiàn)尾礦連續(xù)穩(wěn)定排料是TBS煤泥分選機(jī)的主要不足之處。其尾礦通過由控制器控制的排料閥門間斷性排出，排矸的精確性和效率有待改進(jìn)。

2.1.3 TCS智能粗煤泥分選機(jī)

TCS與TBS具有相似的基本原理和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，TCS是干擾床分選的升級設(shè)備，具備TBS分選機(jī)的分選優(yōu)勢，且精煤灰分更加穩(wěn)定、回收率更高、智能化程度高、分選連續(xù)穩(wěn)定。TCS智能粗煤泥分選機(jī)具有分選密度可調(diào)，對入料煤質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)，分選精度高等優(yōu)點，使粗煤泥得到較好的分選效果，能保證混精煤的回收率和質(zhì)量指標(biāo)。該設(shè)備利用底流泵連續(xù)排料，分選床層更加穩(wěn)定，分選密度穩(wěn)定可調(diào); 有動力干擾分選裝置，減少錯配，提高分選精度[19]。卜學(xué)制等[20]以色連二礦選煤廠粗煤泥為研究對象，選用TCS智能粗煤泥分選機(jī)分選1～0.25 mm的粗煤泥，使得精煤產(chǎn)率和質(zhì)量都得到顯著提升，該選煤廠對洗選原煤的穩(wěn)定性增強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著提升，通過實踐證明了TCS分選的優(yōu)越性。

2.1.4 煤泥重介質(zhì)旋流器

煤泥重介質(zhì)旋流器也是一種高效的煤泥分選設(shè)備，但由于成本較高、系統(tǒng)較復(fù)雜，通常是在塊煤采用重介分選的系統(tǒng)中使用，產(chǎn)品的灰分一般較低，附加值高。邢歡[21]分析了神東礦區(qū)的煤質(zhì)特性及采用煤泥重介旋流器對動力煤選煤廠粗煤泥進(jìn)行分選的可行性，根據(jù)低灰、低硫、高發(fā)熱量的特點，采用煤泥重介旋流器對粗煤泥進(jìn)行分選，分選效率高，得到了超低灰的煤炭產(chǎn)品，為進(jìn)一步提升企業(yè)利潤、指導(dǎo)動力煤選煤廠開發(fā)新產(chǎn)品提供一定依據(jù)。

2.2 煤泥水的處理

粒度0.2 mm以下極細(xì)煤泥含量隨著煤質(zhì)的變化和全粒級入選急劇上升，煤泥粒度組成中極細(xì)粒級含量高，極細(xì)物料中很多是黏土礦物，親水性強(qiáng)，不易沉降和脫水，不僅造成煤泥沉降困難、煤泥產(chǎn)品水分過高等問題，還對整個循環(huán)水系統(tǒng)嚴(yán)重污染。老舊生產(chǎn)方式不能滿足動力煤全入洗后的煤泥處理需求，需要擴(kuò)容或?qū)ふ倚碌慕鉀Q途徑。極細(xì)煤泥的降水和降灰是目前細(xì)煤泥處理的主要思路。

2.2.1 降低水分方面

降低煤泥水分能有效地提升動力煤產(chǎn)品的質(zhì)量和熱值。煤泥壓濾機(jī)和真空過濾機(jī)是目前細(xì)煤泥脫水的主要裝備。粗細(xì)煤泥分級處理，一方面使得部分粗煤泥可以通過高頻脫水篩、煤泥離心機(jī)等脫水，降低了煤泥壓濾的壓力;另一方面細(xì)煤泥的沉降難度加大，必須通過合理添加絮凝劑和凝聚劑，加強(qiáng)煤泥沉降速度，而壓濾機(jī)入料濃度的提高，導(dǎo)致壓濾難度加大，這對壓濾設(shè)備的處理能力提出了挑戰(zhàn)。針對濾餅水分過高的情況，可采用干燥等脫水手段，但造成成本提高、處理效率低。黃文輝[22]等研究了壓濾壓力、壓濾時間、入料濃度對壓濾效果的影響，發(fā)現(xiàn)壓力是對煤泥水壓濾脫水速率影響最大的因素，隨著壓濾壓力的增加，煤泥水壓濾脫水速率逐漸增大。壓力0.3 MPa時，煤泥水濃度400 g/L，脫水120 s，得到濾餅水分為22.6%，水分的脫除仍有待改善。

2.2.2 降低灰分方面

可以仿效煉焦煤煤泥處理手段，增加煤泥的浮選環(huán)節(jié)，選煤成本大大提升，更加適用于生產(chǎn)附加值高、產(chǎn)品灰分低的精煤，如水煤漿制造、氣化、液化、高爐噴吹用煤等。由于動力煤的表面性質(zhì)及細(xì)泥干擾，通常浮選效果欠佳，即使能夠達(dá)到降灰的目標(biāo)，也會存在藥劑消耗量巨大，成本偏高的問題，這些都制約動力煤煤泥浮選的發(fā)展。近幾年，學(xué)者們對動力煤煤泥浮選的研究熱情較高，主要圍繞著浮選機(jī)理研究、新型高效研究的研發(fā)、降低藥劑消耗量、浮選設(shè)備選型等方面開展。趙虎[23]根據(jù)動力煤中煤泥可浮性特征，采用有效的分選設(shè)備及分選藥劑，開展動力煤選煤廠煤泥浮選工藝研究。在使用合理的浮選藥劑的基礎(chǔ)上確定使用旋流微泡浮選柱作為分選設(shè)備，煤泥的降灰效果顯著。屈進(jìn)洲[24]研究了一種新的低階煤活性油泡浮選試驗系統(tǒng)，改變了烴油與煤粒的礦化方式，對灰分為35.78%的粗顆粒低階煤分選，有明顯強(qiáng)化浮選選擇性和捕收性的作用，分選低灰精煤，可燃體回收率高，大大降低捕收劑用量。安茂燕[25]以神東長焰煤為研究對象，采用脂肪酸-烴類油強(qiáng)化低階煤浮選，藥劑選用油酸-正十二烷時，可燃體回收率為89.41%，比單獨使用藥劑回收率提升效果顯著，證實了低階煤高效浮選提質(zhì)的可行性。榮國強(qiáng)[26]也在研究浮選藥劑的基礎(chǔ)上對低階動力煤的浮選進(jìn)行了研究，從設(shè)備、藥劑等方面改進(jìn)浮選工藝，取得了較好的浮選效果，為動力煤生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品奠定了堅實的基礎(chǔ)。但總體看來，由于浮選生產(chǎn)成本普遍居高不下，在實際推廣過程中難度較大。

極細(xì)煤泥的處理也可以采用在離心場中強(qiáng)化密度差的方式進(jìn)行。小直徑水力旋流器結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備技術(shù)成熟，對黏土礦物含量高的煤泥的分級降灰效果顯著，沒有藥劑、介耗的困擾。作為普通的動力煤分選提質(zhì)，可以考慮采用小直徑旋流器分級脫泥，雖然在分選精度、分選效率上與浮選有顯著差別，但系統(tǒng)簡單，成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于浮選，有利于在產(chǎn)品附加值偏低的動力煤選煤廠推廣應(yīng)用[7]。

2.3 尾煤綜合利用

煤泥處理困難巨大的主要原因在于煤中黏土礦物含量高，如果僅僅將這部分黏土作為尾煤處理不僅造成浪費，并且還會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染[27]。如何將黏土礦物綜合利用，變廢為寶，是煤泥處理的另一有效途徑。煤中黏土礦物以煤系高嶺土為主，近年隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對高嶺土產(chǎn)品的需求量增加，我國煤系高嶺土的開發(fā)利用技術(shù)和生產(chǎn)應(yīng)用的規(guī)模也隨之迅速發(fā)展起來[28]，對其進(jìn)行深加工處理后，產(chǎn)品呈現(xiàn)出很多優(yōu)點，如散射力強(qiáng)、油墨吸附性能好、活性和白度高、熱穩(wěn)定性能好等，在造紙、涂料、橡膠等行業(yè)應(yīng)用廣泛。

本團(tuán)隊在研究煤泥主要礦物組成的基礎(chǔ)上，結(jié)合小直徑旋流器，對煤泥進(jìn)行預(yù)先脫泥，并對尾煤進(jìn)行綜合利用。程明[29]在高灰細(xì)粒級難選煤泥浮選特征的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行小錐角水力旋流器脫泥工藝技術(shù)、底流浮選工藝的研究。-325目細(xì)泥在旋流器溢流中富集，脫泥后的煤泥可浮性等級大大提升。由于煤系高嶺土中常含有鐵等離子及碳質(zhì)、有機(jī)質(zhì)，從而影響其白度，因此分離提純煤系高嶺土在尾煤的綜合利用中顯得尤為重要[30]。李彩霞等[31]利用25 mm和10 mm旋流器組串聯(lián)對張掖高嶺土進(jìn)行提純，提純效果較明顯。任瑞晨等[32]采用小錐角水介質(zhì)旋流器對粗煤泥進(jìn)行分選，具有良好的效果，工藝流程簡單、生產(chǎn)成本低，適應(yīng)性與靈活性強(qiáng)，預(yù)先拋尾，能分選出高純度煤系高嶺土，不僅解決了煤泥浮選難、浮選尾煤壓濾困難的問題，更實現(xiàn)了尾煤的綜合利用，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。宋金虎[33]對開灤集團(tuán)林西選煤廠的煤泥浮選及回收提純伴生高嶺土試驗研究，針對在煤泥浮選過程中精煤產(chǎn)率較低、灰分較高、浮選效率降低、高嶺土資源的浪費等一系列問題，對煤泥開展了旋流器分級試驗研究以及高嶺土提純試驗研究，提高精煤的產(chǎn)率，并回收提純煤泥伴生的高嶺土，實現(xiàn)資源的綜合利用。

3 結(jié)論與展望

綜上所述，動力煤分選的瓶頸問題是煤泥的處理和利用，將煤泥分級處理勢在必行。粗煤泥分選主要從設(shè)備的分選精度和處理能力進(jìn)行提升：螺旋分選機(jī)適合高密度排矸，帶有預(yù)先排矸的新型螺旋分選機(jī)大大提升其適應(yīng)性;TBS和TCS兩種粗煤泥分選設(shè)備適用范圍廣，對不同密度分選精度均很高，精煤灰分更加穩(wěn)定、回收率高;在智能化方面TCS較TBS粗煤泥分選機(jī)更加有優(yōu)勢，由于有動力干擾裝置，排料連續(xù)穩(wěn)定，分選床層更加穩(wěn)定。煤泥水處理中，煤泥產(chǎn)品的降水、降灰是當(dāng)前的研究重點：高效的煤泥脫水設(shè)備需求迫切;動力煤煤泥浮選成本有待降低;小錐角旋流器在黏土礦物含量高的煤泥分選中，成本低，易實現(xiàn)，有著顯著的優(yōu)勢和前景;尾煤綜合利用是當(dāng)前細(xì)煤泥處理的另一有效途徑，高效分選的同時開發(fā)利用高嶺土等資源，變廢為寶，能夠有效提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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（責(zé)任編輯：于慧梅）

Abstract：

Combined with the current situation of thermal coal separation， this paper analyzed the coal slime treatment problems faced by thermal coal preparation.There are two main directions of slime treatment： one is slime reduction， the other is to add slime sorting link.The main means to reduce the slime quantity are TDS intelligent dry separation and so on. Spiral separation， TBS， TCS，Heavy medium cyclones， etc， are the main equipments for coarse slime separation. At the same time， the effective measures for comprehensive utilization of tailings coal are put forward， and there is a large research space for pre-discharging gangue with small-cone angle cyclone.

Key words：

coal slime reduction; the sorting of coarse coal slime; small cone angle cyclone; coal-measure kaolin