第一篇：选煤厂自动化(重介质选煤工艺)+

选 煤 厂 自 动 化

（重介质选煤工艺）

目录

第一章 中国选煤业现状与发展趋势..................................................................................................1 第一节 中国选煤业技术进步回顾...................................................................................................1 第二节 选煤方法、常用工艺现状...................................................................................................3 第三节 中国应用的选煤设备现状...................................................................................................5 第四节 中国选煤技术的发展趋势...................................................................................................9 第二章 重介选煤工艺........................................................................................................................11 第一节 概 述..................................................................................................................................11 第二节 入料准备作业.....................................................................................................................16 第三节 重介质重力分选机选煤工艺.............................................................................................26 第四节 重介质旋流器选煤工艺.....................................................................................................30 第五节 煤泥重介质旋流器分选工艺.............................................................................................44 第六节 重介质悬浮液的回收净化工艺.........................................................................................50 第三章 选煤厂自动化........................................................................................................................53 第一节 选煤厂自动化的目的和作用.............................................................................................53 第二节 选煤厂自动化的基本内容.................................................................................................55 第三节 选煤厂控制系统解决方案.................................................................................................57 第四章 选煤厂供电的基本知识........................................................................................................69 第一节 电力系统的基本知识.........................................................................................................69 第二节 电力负荷的分级.................................................................................................................72 第三节 选煤厂供电的特点及要求.................................................................................................73 第四节 选煤厂变电所.....................................................................................................................73 第五节 某选煤厂供电设计方案（模拟案例）.............................................................................76

第一章 中国选煤业现状与发展趋势

第一节 中国选煤业技术进步回顾

中国煤炭洗选和深加工技术的发展已经和国际同步，选煤厂应用的工艺技术已达到国际先进水平。

1956年以前，中国选煤厂大多是英国、日本、前苏联、波兰设计或合作设计建设的，如林西、滴道、双鸭山、马头、株洲、太原等选煤厂。1956年中国成立了选煤专业设计院——选煤设计研究院（现与北京煤炭设计院合并、更名为北京华宇工程有限公司），部分煤矿设计院也设立了选煤专业。同时还陆续成立了专门的选煤科研单位。(1)1959年12月26日，建成投产了我国第1座自己设计、自己施工的大型选煤厂—邯郸选煤厂，结束了我国不能自己设计选煤厂的历史。该厂设计能力为1.5Mt/a，采用跳汰、浮选工艺。(2)1970年10月投产的田庄选煤厂是我国第1座大型重介质选煤厂，设计能力3.5Mt/a。选煤工艺采用分级入选，分级粒度13mm，+13mm块煤采用2.6m重介斜轮分选，13～0.5mm末煤采用Φ500mm重介旋流器分选，-0.5mm煤泥采用4m3浮选机分选。该选煤厂机械电气设备全部国产，研制采用了36种新设备，如30m2共振筛、Φ30m浓缩机、WLC-800离心机等，其中大部分经生产实践证明是成功的，对改变我国选煤技术的落后面貌起了积极的推动作用。

(3)1987年投产的西曲选煤厂，是引进美国、日本等国设备的现代化大型选煤厂，设计能力3.5Mt/a。该厂采用跳汰粗选，重介旋流精选、煤泥浮选工艺，并采用了当时国内最大的选煤设备，如永田

27m2侧鼓式跳汰机、神户27m2筛分机、维姆科14m3浮选机、伯德1418沉降过滤式离心机、艾姆科200m2通滤机、丹佛2424螺旋干燥机、750m2压滤机等设备。与其它引进成套选煤技术装备的选煤厂不同，西曲选煤厂采用了“点菜”的方式进行国际采购，从不同的国家引进先进设备，由我国自己设计建成。西曲选煤厂和兴隆庄、范各庄、钱家营等选煤厂的建设，使当时中国选煤厂无论从工艺还是设备水平都向前迈进了一大步，大大缩短了我国与国际选煤技术及其装备之间的差距。这种自行设计、国际采购的建厂方式，标志着我国选煤设计及其应用技术已跨入国际先进行列。

(4)1991年8月，我国第1座以三产品重介旋流器为主导工艺的大型选煤厂——铁东选煤厂建成投产。采用分级入选技术，+ 13mm块煤跳汰选、13～0.5mm重介选、-0.5mm浮选，设计能力1.2Mt/a，设备全部国产。铁东选煤厂技术先进、设计合理、自动化水平高、经济效益好，被评为国家优秀工程设计金质奖。该厂的示范效应，大 大推动了我国三产品重介旋流器和重介选煤技术的发展。目前，我国三产品重介旋流器分选技术及其设备已日趋成熟，已形成系列化产品，并得到普及应用，其技术居世界先进水平。

(5)202_年8月，第1座国产高效装配式选煤厂——伯方选煤厂投产。这是实施设计总承包建设、全部设备国产化的高效装配式选煤厂，整个工程建设周期10个月，该厂设计能力0.60Mt/a，分选粒度25～Omm．选煤工艺采用有压三产品重介旋流器、煤泥浮选、尾煤压滤联合流程。

在伯方选煤厂建成之后，又陆续投产了神华准格尔、邢台东庞、晋城寺河等一批采购国际先进工艺设备、适合中国国情的高效装配式选煤厂，受到广泛好评。

(6)我国新落成的第1座特大型现代化选煤厂——安家岭选煤厂是国际上屈指可数的特大型选煤厂之一。其设计能力15.OOMt/a。202_年投产，现已扩建为21.00Mt/a。该厂采用分级重介选煤工艺，+ 13mm块煤采用重介刮板分选机、13～0.15mm末煤采用重介旋流器分选。机电设备国际招标采购，国内外设备都性能可靠、指标先进。该厂设计中有多项技术创新，工艺系统、土建结构、机电安装、自动控制等各方面都采用了新技术、新工艺、新材料。生产实践证明，该厂各项指标均达到或超过设计水平，全员效率高达每日260t。

第二节 选煤方法、常用工艺现状

1．常用选煤方法

我国地域广阔，煤炭资源丰富，煤种齐全，煤质变化较大，从世界范围看，可选性属难选煤和极难选煤。所以，各种选煤方法在我国均有应用，主要方法为跳汰、重介、浮选以及干法选煤。

(1)跳汰。跳汰方法选煤对不同煤质的煤具有广泛的适应性，具有系统简单可靠，生产成本低，分选效果好等优点，长期以来一直被作为主要的选煤方法，目前在我国各种选煤方法中约占60%的比例。随着煤矿现代化和文明生产的开展，近几年动筛跳汰逐步被推广应用，用来代替人工排矸。

(2)重介。重介方法选煤经过几十年的生产实践和科学研究已日趋成熟，特别是重介旋流器分选技术取得重大进展。这主要归功于耐磨材料的应用，它延长了设备和管道的使用寿命，以及密度自动控制水平的提高，它使生产操作更加简单，同时，也降低了介质消耗。由于重介选煤的投资及生产成本已与跳汰接近，而随着社会对精煤产品的要求提高，使近几年重介方法得到突飞猛进的应用，大有取代跳汰方法成为第一的趋势。

(3)浮选。浮选技术在我国发展很快，但在应用中，只有炼焦煤选煤厂和用于高炉喷吹的无烟煤选煤厂选用浮选工艺。

(4)干选。干选（包括流化床选煤和风力选煤）在西部和东北部寒泠、缺水地区以及易泥化煤种得到应用。

(5)其它。摇床分选、螺旋分选、自生介质螺旋滚筒分选、水力旋流分选在我国小型易选煤矿也有应用。磁选、电选、X射线选、微波选、化学选、生物选尚在研究试验阶段。2．常用选煤工艺

由于煤质、煤种、厂型、市场、环境及历史的原因，我国现行的选煤厂主要有以下几种工艺：

大于0.5mm级的煤，一般用跳汰、重介选或跳汰与重介组合分选；

小于0.5mm级的煤，一般用浮选或煤泥重介选；特大块煤一般采用手选或动筛选，或者重介选。

第三节 中国应用的选煤设备现状

1．分选设备

发展较快的设备主要有：重介质旋流器、干法分选机、动筛跳汰机、微泡浮选柱（机）、重介刮板分选机（浅槽）等。

发展较慢的设备主要有：跳汰机、浮选机、重介斜（立）轮分选机、螺旋分选机等。

没有发展的设备主要有：螺旋滚筒分选机、水介质旋流器、摇床等。

（1）重介质旋流器

重介质旋流器的发展主要表现在4个方面：（1）大直径，入选不分级原煤；（2）无压给料，减少次生煤泥量；（3）三产品，简化分选工艺；（4）寿命长，降低维护费用。

中国制造的二产品重介质旋流器最大直径为1300mm，处理能力为550t/h左右，分有压给料和无压给料2种。目前国内应用最多的二产品重介旋流器直径在660～lOOOmm之间。进口产品最大直径已达到1500mm（应用在大同马脊梁选煤厂，为澳大利亚产品），处理能力为800t/h左右。

三产品重介质旋流器在前苏联研制成功，但在中国得到发展。中国三产品重介质旋流器的研制和应用居世界前列，特别是大直径无压给料三产品重介质旋流器在全世界独领风骚。有压给料三产品重介质旋流器最大直径为1400/ lOOOmm（大同四台选煤厂），设计处理能力550t/h。无压给料三产品重介质旋流器最大直径为1400/ lOOOmm（盘

江老屋基选煤厂），设计处理能力500t/h。大直径三产品重介质旋流器简化了重介质分选工艺系统，促进了重介质选煤工艺在中国的应用。

（2）动筛跳汰机

动筛跳汰机应用于大块煤的排矸，在300～50mm原煤排矸下已显示出独特的优势：排矸量大，用水量小，系统简单，故障少。在兖州地区，动筛跳汰机几乎成为各矿大块煤排矸的必配设备。目前不少矿区（如淮南等）都在考虑采用动筛跳汰机代替手选，其发展势头迅猛。

由德国KHD公司生产的动筛跳汰机，采用液压传动方式，最大面积为4m2，处理能力为300t/h。兖州兴隆庄选煤厂采用2台RO MJ IG20500808型动筛跳汰机处理300～50mm块煤，I值0.097，处理能力70t/(m2*h)，矸石灰分大于80%。

国产动筛跳汰机有液压传动式和机械传动式2种类型，最大面积为3.6m2，处理能力为200t/h。液压传动式使用效果较好，但故障率高，液压系统尚需进口。机械传动式机构简单、可靠，适合目前我国的操作水平和管理水平，比较受欢迎，但存在噪音较大、不便在线调节等缺点。国产动筛跳汰机在价格上比进口设备有较大优势。（3）干选机

干选机用于易选或中等可选性煤炭的分选、动力煤排矸、劣质煤提质、煤矸石分选、高寒缺水地区煤炭的分选、遇水易泥化煤的分选等。从早期的风力摇床、风力跳汰，到近年的空气重介选、复合干选的应用，逐步走向成熟。国内目前使用的主要有复合式干选机和空气

重介干选机2类设备。

空气重介干法选煤技术是应用气固流化床的似流体性质，在流化床中形成具有一定密度的均匀稳定气固悬浮体，使入料中小于床层密度的轻产物上浮，大于床层密度的重产物下沉。其处理煤炭粒度下限为6mm，要求入选煤的外在水分<4%。虽然空气重介流化床在干法选煤工艺中处于领先地位，但实际应用还受多种因素制约。

在我国使用较多的是F GX系列复合式干选机和FX系列风力干法选煤机。这2种设备综合了摇床和风力分选的优点，实用性强，投资较低，吨煤投资3～6元;煤炭加工费用较低，吨煤加工费2～3元;入料粒度6～75mm,入料外在水分<7%。经过分选后，精煤灰分比原煤灰分降低约5～10个百分点。虽然<6mm粒级在分选机中基本没有得到分选，但有资料表明，入料中有适当的粉煤量能改善粗粒级的分选效果，当< 6mm粒级含量在20%左右时，>6mm粒级降灰幅度较大。正 是由于这一特征，80～Omm级原煤可不分级入选，进而简化了工艺流程。

（4）微泡浮选机

浮选机一直是用于<0.5mm级粉煤分选的主要设备，大型浮选机的快速发展是在上世纪70年代。我国目前大量使用的是机械搅拌式浮选机，但其单槽容积已趋向大型化，最大的单槽容积16m3。

微泡浮选技术是今后的发展趋势。近年我国引进了德国KHD公司生产的微泡浮选机，单槽矿浆处理能力高达400m3／h。平顶山田庄选煤厂和株洲选煤厂合作开发的Φ3m、Φ2m微泡浮选机，具有自主知

识产权，已通过鉴定。其中，性价比高于同类进口设备和其他类型的浮选机，应用前景广阔。（5）重介质分选机

土世纪八九十年代，在我国使用的用于块煤分选的重介质分选机多为斜轮、立轮分选机。上世纪90年代末，平朔安太堡选煤厂首次从美国引进了重介质刮板分选机（俗称浅槽），用于分选150～13mm级块煤。由于该设备具有易操作、易维护、低投资和高效率等特点，在我国很快得到认可，随着元器件及整机的国产化，逐步得到推广应用，有替代重介斜轮、立轮分选机的趋势。目前我国新建选煤厂块煤分选工艺多采用重介浅槽和动筛跳汰机。重介浅槽分选机和动筛跳汰机相比，在价格和分选精度上有优势。与块煤跳汰机相比，也具有分 选精度高，块煤破碎率低，矸石带煤量少的优势。

国内目前使用较多的是美国彼德斯公司生产的重介分选槽，其设备排矸量在250～300t/h，分选槽槽宽2～7m。国产重介浅槽分选机目前应用数量较少，但各种技术参数与国外设备差别不大。（6）跳汰机

跳汰机是我国选煤厂一直使用的选煤设备。从水泥机壳跳汰机，到目前装备有电磁风阀、全自动排料系统、超声波床层检测、智能电控系统的筛下空气室跳汰机，跳汰机的应用已走过了发展-完善-成熟的阶段。近年来，随着重介质选煤工艺的大力推广，跳汰选煤工艺所占比例在下降，跳汰机的发展创新也相对缓慢。现阶段所追求的目标是设备大型化、智能化，提高单机处理能力、分选效率、控制装置的

灵敏准确性、检测装置的精确性和整机可靠性。目前国内使用较多的国产跳汰机有X系列、SKT系列筛下空气室跳汰机，少数为CT、LTG系列筛侧空气室跳汰机和BM系列跳汰机。X系列跳汰机的跳汰面积4～45m2，SKT系列跳汰面积6～24m2。国外引进的有德国的巴达克跳汰机。巴达克跳汰机在性能及可靠性上略优于国产设备，但价格较高，目前国内使用不多。2． 辅助设备

发展较快的设备主要有：筛分机、煤泥脱水设备（如加压过滤机、隔膜压滤机）等。发展较慢的设备主要有：末煤脱水离心机、破碎机等。没有发展的设备主要有：渣浆泵等。

第四节 中国选煤技术的发展趋势

虽然选煤技术的发展仍趋于多元化，但基本的趋势是：选煤装备大型化；重介技术占主要市场；装配式成为选煤厂建设的新模式：选煤过程自动控制和全厂自动化水平不断提高。1． 选煤设备大型化

中国选煤厂的生产规模正在向大型化的方向发展，除已建成了山西平朔安太堡选煤厂(15Mt/a)，安家岭选煤厂(2lMt/a)等特大型选煤厂外，正在建设的选煤厂大多大于6.OMt/a，其中一部分大于lOMt/a，北京华宇工程有限公司正在设计的内蒙神华哈尔乌素选煤厂为25Mt/a。选煤厂规模的大型化依赖于选煤装备的大型化。大型设备的采用给选煤厂带来的优势是：系统简单、投资降低、操作人员少。

2． 重介技术占主要市场

随着中国经济的发展，对煤炭产品的质量要求越来越高，而我国的煤炭性质大部分比较难选。所以，选煤方法的趋势大致是：重介选将占主导地位，跳汰选仍是易选煤的首选，浮选粒度上限将会降低至0.2mm左右，其他选煤方法将会在特定条件下合理应用。

经过几十年的生产实践和科学研究，重介选煤技术日趋成熟，特别是重介旋流分选技术取得了重大进展。传统的重介分选技术强调分级、脱泥入选，而新技术的应用却可以有条件地实现不分级、不脱泥入选，从而简化工艺系统、方便生产管理、降低基建投资。耐磨材料的应用，延长了设备和管道的使用寿命。自动化水平的提高使生产操作更加简单，同时也降低了介质消耗。重介选煤方法已不再像以前那样难以驾驭，而是和跳汰选煤方法一样为人们所熟悉。由于重介选煤的基建投资及生产成本已经和跳汰选煤接近，而分选精度却高于跳汰，因此重介选煤方法将会占主导地位。

虽然浮选是细粒煤泥最有效的分选方法，但是生产成本较高。因此，减少浮选入料量势在必行。降低入浮上限是有效途径。目前，重力分选的有效下限可到0.2mm左右，将来浮选的入料上限定在0.2mm比较合适。

3． 装配式成为选煤厂建设的新模式

我国正面临一个新建和改造选煤厂的重要时期。今后新建设的将主要是动力煤选煤厂，以解决大量动力煤需要洗选和提高质量的问题；而改造的主要是炼焦煤选煤厂，以解决不少老厂的设备陈旧和技

术落后问题。随着市场要求和人们观念的变化，动力煤和炼焦煤选煤技术的界限越来越模糊，设计中再区分炼焦煤或动力煤已没有实际意义。

装配式选煤厂以“缩短建设工期、降低基本建设投资、降低运营成本、提高生产效率、提高经济效益”为目的，从系统工程的角度出发，研究、创新和集成了一系列高效选煤技术，取得了良好的效果。经过进一步改进和完善，装配式选煤厂将是未来选煤厂的发展方向。4． 选煤过程自动控制和全厂自动化

为使产品的质量稳定、最大限度地提高产品产率和高产高效工作，新建设的选煤厂大多设置各种参数的在线检测，并通过计算机系统对选煤过程进行自动控制。北京华宇工程有限公司最近设计投产 的选煤厂每班操作人员一般为3～5人。

随着信息技术的发展，选煤厂自动化今后的发展趋势将是以网络为支撑、信息管理为核心、以信息技术为手段，生产与管理一体化的“集成应用系统”。

第二章 重介选煤工艺

第一节 概 述

近年来，随着重介质选煤技术的快速发展，重介质分选工艺呈现出流程更加简化、适用范围不断拓宽、自动化程度不断提高的大趋势。无论是特大块毛煤的排矸，还是粉煤的洗选，无论是炼焦煤洗选，还是动力煤的加工，都可以采用重介质分选工艺。重介质分选方法分选精度高，密度调节范围宽，密度测控自动化程度高等优势得到前所未

有的发挥，重介质选煤工艺已经成为我国近一时期选煤工艺推广应用的重点，新建的选煤厂和老厂的技术改造大都采用重介质旋流器选煤工艺。

与常规跳汰选煤工艺相比，大直径旋流器的有效分选下限延伸至0.25 mm左右，利用煤泥重介质分选的工艺下限更达到0.15～0.10mm。由此对常规煤泥分选工艺及重选与浮选工艺的结合模式产生了重要的影响，在条件合适的时候，可采用如全重介质分选工艺模式、粗煤泥独立回收工艺模式等。

虽然重介质选煤的适应范围很广，但由于煤种、煤质、可选性以及用户需求等各方面的差异，在工艺设计、生产管理等方面，必须实事求是、因地制宜，制定合理高效的重介质分选工艺，科学规范地管理和使用重介质分选工艺。

目前国内外使用的重介质选煤的工艺流程多种多样，大致可以分为以下几类：

(l)重介质重力分选机洗选工艺：有两产品重介质分选和三产品重介质分选工艺，分选的粒度范围可到150～8 mm，主要用于粗大粒度动力煤的分选和高矸(+50 mm矸石含量>3%)炼焦煤中大块的选前排矸作业。

(2)重介质旋流器分选工艺：有两产品重介质旋流器分选及三产品重介质旋流器分选工艺，可广泛应用于各种煤种的分选，分选上限可以达到80～100 mm;有有压旋流器分选工艺，也有无压旋流器分选工艺。

(3)煤泥微细重介质旋流器分选工艺：可以采用独立的煤泥分选工艺，如采用选前脱泥工艺，对脱出的煤泥采用小直径微细介质旋流器进行分选回收；也可与大直径重介质旋流器分选工艺联合，对在大直径旋流器中已经过分级的轻产物中的合格介质悬浮液，利用小直径重介质旋流器进行再选，部分代替浮选工艺。此时小直径旋流器入料实际就是从轻产物脱介筛下分流出来的部分合格介质悬浮液。

上述所介绍的重介质分选工艺既可以独立使用，也可以与常规的跳汰、浮选等传统工艺配合（联合），扬长补短，形成各式各样、各具特色的工艺组合。例如：

(l)块煤重介排矸，末煤不选：多用于优质低硫动力煤的分选。(2)块煤重介排矸+末煤重介质旋流器分选+煤泥浮选：多用于无烟煤的分选，也可用于炼焦煤的分选。

(3)块煤重介质分选+末煤跳汰分选+煤泥浮选：多用于无烟煤和炼焦煤的分选。

(4)原煤跳汰分选+跳汰中煤重介质旋流器扫选：多用于炼焦煤和无烟煤的分选。

(5)原煤跳汰粗选+跳汰粗精煤重介质旋流器精选+煤泥浮选：多用于矸石含量偏大及比较难选的炼焦煤和无烟煤的分选。(6)重介质旋流器分选+煤泥浮选或煤泥重介质旋流器分选。

总体来说，一套完整的重介质分选工艺系统可以根据其功能划分为几个有机组合的子系统，一般包括如下几个密切相关的环节或子系统：

(l)入料准备（预处理）：其目的主要是为重介质分选工艺系统提供粒度、含泥量、水分、含杂量等符合要求的入料。入料准备包括除铁除杂、预先筛分、选前排矸、破碎、脱泥、脱水作业（如跳汰产品重介质扫选或精选工艺中，跳汰产品在进入重介系统前必须脱水，以避免大量水分进入重介系统，影响分选介质的密度）。

(2)分选环节：包括给料、分选、产品的收集与分配、脱介及选后产品的后处理（如分级、脱水等）。

(3)悬浮液循环与介质回收：包括合格介质的循环，粘附在产品上的介质的脱除（喷水洗涤）及稀介质的净化回收系统。其中合格悬浮液经过分选设备、弧形筛及脱介筛合格介质段（某些选煤厂已不从脱介筛上出合格介质）后，返回合格介质桶（或混合桶）循环使用。从脱介筛上冲洗下来的稀介质与分流过来的部分合格介质悬浮液经磁选设备等净化，回收其中的磁铁矿（磁选精矿），排出煤泥等非磁性部分（磁选尾矿）。分流的主要目的是为了避免煤泥在循环介质系统的循环积聚，将部分合格介质分流到稀介质系统，经磁选后将磁性介质回收回来循环使用，同时将多余煤泥和水排出循环介质系统，维持循环介质系统煤泥量的稳定性。磁选精矿返回介质系统循环使用，磁选尾矿一般直接进入煤泥水系统，浓缩处理后将浓缩溢流返回重介系统，做脱介筛喷水等循环复用，浓缩底流进行粗煤泥回收或进入煤泥水系统进行后续处理。弧形筛、脱介筛、磁选机是本环节的主要设备。

(4)粗煤泥回收系统：为了防止脱介、分级、脱水设备等因磨损

而造成超粒进入浮选系统（即跑粗），影响系统工艺效果，同时充分利用重介质旋流器有效分选粒度下限低的优势，可将不同产品流中的粗煤泥进行单独回收并归入相应的产品，既避免粗粒进入浮选导致跑粗，又降低了浮选负荷，大大提升了工艺系统的合理性，改善了工艺效果，提高了综合效益。粗煤泥回收，特别是重介质旋流器分选工艺系统的粗煤泥回收系统的设计及管理非常重要。水力分级设备及机械脱水设备是本环节的重要基础设备。

(5)介质制备与添加系统：某些重介选煤厂拥有自备的介质制备与添加系统，可根据生产需要灵活地控制介质的粒度组成等指标。如果直接购买商品介质粉，则只需要相应的调配补加系统。

(6)系统参数测控系统：根据工艺需要，对工作悬浮液的密度、磁性物含量、分流量、入料压力等参数进行测控，目前普遍采用计算机自动测控系统。本系统就像系统的“眼睛”，是重介质分选工艺实现稳定、高效、可靠运行的重要保证。简单、高效、可靠的自动测控技术是促进重介选煤工艺快速发展和推广的重要因素之一。密度计、磁性物含量测定装置、压力传感器、变频器、工控机、执行器、测控软件是构成本系统的硬件基础。

(7)管路及流体输送系统：管路有如系统的“血管”，流体输送设备有如系统的“心脏”。管路系统的合理选材与设计，流体输送设备的正确选型都会直接影响系统运行的可靠性、稳定性、灵活性。耐磨材料与技术（耐磨管、阀、弯头）的推广应用大大延长了流体输送系统的使用寿命，为系统的长时间稳定运行创造了良好的条件。调速节

能技术的推广使用，既降低了介质泵准确选型的难度，又提高了工况调整的灵活性，还使泵始终处于低转速节能运行状态，不仅节能，还能延长系统的运行寿命。

第二节 入料准备作业

入料准备作业的主要目的在于为重介质分选系统提供粒度、杂质含量、水分、含泥量等适合要求的入料，满足分选系统的设备及后处理环节设备的工艺技术要求，同时应保证入料在质量上的均质化。

入料准备系统一般包括除杂、预先筛分、选前排矸、破碎、脱泥等。如果重介入料为跳汰选后的产品，那么考虑到水分对重介质悬浮液密度的影响，重介入料的准备还应包括脱水作业。1．除杂

由于在采、运过程中，原煤中含有或多或少的炮线、雷管、螺栓、废铁、工具、煤钻头等铁器，这些杂物进入分选系统往往会造成系统的卡堵，甚至破坏机械设备，同时精煤产品含杂量也是其质量指标之一，出口煤对此要求更高，因此，在准备作业往往要通过除铁器、人工拣选等作业除去其中的铁器等杂物。

在选煤厂使用的除铁器一般都悬挂在运输皮带的转载点附近，有永磁除铁器，也有电磁除铁器；有自动连续卸除吸附物的，见图2-1，也有间歇卸除吸附物的除铁器。

图2-1 自动卸料除铁器工作示意图

2． 预先筛分及破碎作业

准备作业的主要任务之一是控制进入分选作业的煤炭的粒度和粒度组成，粒度的控制必须结合煤质进行考虑。

煤质方面主要考虑解离情况及中煤含量。

(l)一般情况下，粒度越小，煤与其中的无机矿物杂质成分的解离就越充分；对无机硫含量为主的高硫煤，从脱硫降灰的角度，适当降低入选粒度是有益的。

(2)对于中煤含量较多的稀缺的炼焦煤种，适度降低破碎粒度，可以促进中间密度物的进一步解离，增加精煤的产率，与中煤直接作为动力煤燃烧相比，大大提高了资源的利用率，也有助于提高选煤厂的经济效益。

同时，重介质分选设备对入料的粒度上限有一定的要求，以避免造成设备的卡、堵，影响系统正常运转，如旋流器入料中的超粒可能造成旋流器排料口的堵塞。因此，对分选设备的入料粒度必须进行控制，必要时必须设置适当的破碎作业以保证入选粒度不超限。

虽然粒度越细解离越好，但为了避免过度破碎，并降低破碎作业的负荷，往往采用预先筛分，对预先筛分设备的筛上物进行破碎。如

果块矸含量高，筛上物还需要进行机械排矸（如采用碎选机、重介质分选槽、动筛跳汰机等），然后破碎入洗或直接出块产品（如动力煤）。

总的来说，选择入洗粒度上限应主要考虑煤质及破碎解离特性，设备可以根据需要合理选型。

根据入洗粒度上限，预先筛分设备一般多选用筛孔为100 mm、75 mm、50 mm的单轴振动筛，也有部分选煤厂来用棒条筛或滚轴筛、概率筛等设备作为预先筛分设备。图2—2为采用单轴振动筛和滚筒碎选机配合使用的预先筛分流程。

图2-2 振动筛与滚筒碎选机配合进行预先筛分

该流程中，入料煤先经单轴筛预先筛分，筛下物与滚筒碎选机的透筛产物合并后进入分选系统。当煤与矸石的硬度差别较大时使用滚筒碎选机，可以取消人工拣矸。采用手选作业，即从碎选机块矸石产品中捡出混入的块煤，这样可大大减轻工人的劳动强度和工作量。

图2-3给出了几种典型的原煤准备作业模式：

图2-3 几种典型预先筛分及大块处理工艺

流程(a)、(b)多用于块矸含量大，需要选前排矸的情况，只是第一种无须出块产品而已。

机械排矸可以采用选择性破碎机、槽式重介质分选机、动筛跳汰机等。

流程(c)多用于低矸煤的准备作业，系统构成比较简单。在破碎作业之前一般需要增设检查性手选作业，预先捡去部分大块矸和杂物。

图2-4为闭路破碎流程。

图2-4 重介质旋流器入料的预先筛分和检查筛分作业

旋流器的入料上限为38 mm，煤炭经预先筛分后，大于38mm的

部分进入破碎机，破碎机的产物进入检查性筛分，检查性筛分的筛上物返回破碎机。此流程为脱泥重介质旋流器分选工艺。

图2-5所示为预先排矸与闭路破碎相结合的旋流器入料准备作业流程。

图2-5 预先排矸加闭路破碎的重介质旋流器入料准备流程

+50 mm部分采用碎选机预先排矸；-50 mm的原煤经Φ38 mm筛孔的筛子分级后，+38 mm部分入破碎机，破碎机的产物进入检查性筛分机，其筛上物返回破碎机。此流程可以严格控制旋流器的入料上限，适合于块矸含量大，矸石与煤的硬度差别显著，煤泥量偏大的情况。但工艺流程比较复杂，准备车间配置比较复杂。此流程的脱泥采用振动筛湿法脱泥。3． 原煤分级作业

原煤分级作业一般是为了适应不同分选加工工艺的要求而设置的，如分级洗选或块煤洗选、末煤不选的情况，后者多见于动力煤洗选。

原煤分级作业一般有湿法筛分与干法筛分两种模式。

（1）湿法筛分

对于块煤、末煤全重介质分选流程或块煤重介、末煤跳汰选等分级洗选流程来讲，一般都采用湿法筛分作业。湿法筛分可以提高筛分效率和处理量，还可以通过预先润湿物料，避免物料打团，降低筛分作业的粉尘污染，改善后续的分选效果和生产环境。湿法筛分作业一般采用低浓度的循环水作为喷水（30%左右喷在入料溜槽内，对物料预湿、降尘，其余喷在分级筛上）（图2-6）。

图2-6 重介质分选机入料准备筛分作业

（2）干法筛分

对块煤重介质排矸、末煤不分选的动力煤选煤厂，当原煤的水分较低、分级粒度较粗（13 mm或10 mm）时，采用干法筛分可以生产水分较低的末煤产品，如图2-7所示。这样既提高了末煤的质量，又减少了煤泥水处理的负担。但该工艺粉尘较大，为了降低粉尘污染、改善生产环境，往往需要考虑除尘。该工艺多用于优质动力煤的分选。

图2-7 重介质分选机入料的干法分级流程

4． 脱泥作业

重介质分选的介质为重悬浮液，基于悬浮液稳定性的考虑，分选工艺对工作悬浮液中的非磁性物含量（主要为煤泥）有一定的要求，因此重介质分选工艺一般有脱泥分选与不脱泥分选之分。

重介脱泥分选旨在减少进入重介质旋流器分选系统的煤泥量，其积极意义有：

(l)可以降低悬浮液的粘度，改善细颗粒煤的分选效果。(2)可以改善脱介和介质回收设备的工作效果，减少介耗。(3)可以简化分流环节，介质系统的控制因素减少、控制规则简化，降低了介质参数控制的复杂性和难度。

(4)如果对煤泥继续浮选，脱泥工艺还能缩短煤泥入浮时间、改善浮选工艺效果。

但是，选前脱泥作业也有一定的缺点或局限性：

(l)选前脱泥环节导致工艺系统复杂化，工艺系统占据的厂房空间体积扩大，设备布置难度增大。

(2)有压旋流器的优势之一是有效分选下限较低，可以达到

0.30mm,但是若将<0.5mm部分的煤泥预先脱掉，那么其低分选下限的优势将不能充分利用。

采用不脱泥工艺，可以大大简化工艺流程，系统简单，厂房体积及工艺布置难度减小。但是根据重介质分选的理论，分选系统中细煤泥量的增大，会导致细粒级分选效果变差，特别是对原生煤泥量大且易泥化的煤，影响会更大。

一般对悬浮液中非磁性物含量的最大允许值见表2—1。

表2—1悬浮液中的煤泥含量最大允许指标

脱泥作业又可细分为块煤脱泥和未煤脱泥，不同物料的脱泥可以采用不同的方式。常用的脱泥工艺有干法除尘、湿法筛分、水力分级等。

（1）块煤脱泥作业

块煤脱泥作业一般比较简单，往往采用双层筛同时实现分级和脱泥。图2-8为典型的块煤脱泥分选流程。先用筛孔为13 mm的振动筛进行干法分级，+13 mm部分进一步脱泥，所用的设备为0.5 mm筛孔的振动筛，筛上施加喷水。脱泥后的块煤采用重介质分选机排矸。

图2-8 块煤的选前脱泥

采用该流程可以最大限度地减少煤泥对介质系统的污染。一段采用干法筛分，因此末煤的水分较低。此工艺多用于末煤不选的动力煤分选流程。

（2）末煤脱泥作业

末煤脱泥一般采用振动筛脱泥、斗子捞坑脱泥，或两种方式联合使用。l)筛子脱泥

如图2-9所示，筛子脱泥是国内外使用最为普遍的一种脱泥方式。一般采用振动筛或弧形筛与振动筛配合使用，具体视入料煤泥量的多少而定。

图2-9 直线振动筛脱泥图

2-10 斗子捞坑脱泥工艺

2)斗子捞坑脱泥

图2-10为斗子捞坑脱泥工艺。斗子捞坑采用水力分级的原理脱泥，一般效果较差，单独使用不多。3)筛子与捞坑联合脱泥

当入洗原煤末煤含量大、矸石易于泥化、煤泥粘度大时，为了提高脱泥效率，可以采用筛子与捞坑联合使用的脱泥工艺，如图215无压给料的三产品重介质旋流器选煤流程

对图4-14来说，入料原煤转载至煤介混合桶，用泵打入有压三产品重介质旋流器。选后产品分别脱介、脱水后成为最终产品。

由于采用泵给料，图4-14所示的工艺系统次生煤泥量比较大，因此当煤质脆、矸石易泥化时，将对脱介及煤泥水系统产生不利影响。

图4-15所示为无压给料的三产品重介质旋流器分选流程。原煤转载至旋流器的入料斗，同时冲入少量介质进行预湿后，在重力作用下进入旋流器；大部分介质由一段的介质入料由泵打入，完成一段分选，产出精煤；一段的重产物借助排料余压进入二段，进行高密度分选后得中煤和矸石。各产品脱介、脱水后成为最终产品。由于分选下限可到0.25mm左右，各产品的稀介分别处理。与有压方式相比，这种流程系统次生煤泥量要少一些。

无压给料的三产品重介质旋流器具有结构紧凑、系统简单、大型化不受给料泵过流粒度的限制、次生煤泥量少等优点。3．全重介选煤工艺

块煤重介+末煤重介+煤泥分选工艺多用于对产品粒度有要求的

无烟煤的分选，如图4-16所示。原煤经预先分级以后，块煤进入斜轮分选，斜轮的轻、重产物分别脱介后，得块精煤和块矸石；末煤采用脱泥重介质分选工艺，湿法脱泥得到的煤泥水直接去浮选系统。脱泥筛的筛上物进煤介混合桶，经泵打入两产品旋流器分选为末精煤和末矸石。

图4-16 块煤重介+末煤重介质旋流器+煤泥浮选流程

第五节 煤泥重介质旋流器分选工艺

1． 煤泥重介质分选

与常规的细煤泥分选技术相比，煤泥重介质旋流器分选日益受到重视的原因主要有以下几点：

(l)与其他重力分选设备相比，具有较高的分选精度，费用比常规浮选低廉；

(2)属物理方法，与浮选相比，可以处理氧化煤或风化煤；(3)由于是按密度分选，对细粒黄铁矿硫的脱除具有优势；

(4)机采煤泥量的增加，促使高效、低成本分选技术的研究与开

发；

(5)延伸大直径重介质旋流器的分选下限、简化选煤工艺流程。

限制煤泥重介质旋流器分选技术推广应用的主要原因是：(l)首先，由于介质本身的粒度分布，因此煤泥重介选具有一定的分选粒度下限，后续的分选依然需要浮选完成；

(2)微细介质的高效脱除与净化回收存在问题，介质损耗较大。

为保证煤泥重介质旋流器具有较好的分选效果，往往需要做到：(l)尽可能预先脱除入料中-0.1 mm部分的细泥，即采用脱泥分选；

(2)加重质的粒度组成要具备一定的细度，-40μm的要占90%以上，-10μm的要大于50%；

(3)循环介质要退磁，避免介质颗粒由于磁凝聚而絮团。2． 煤泥重介质旋流器分选工艺

由于受分选粒度下限的限制，煤泥重介的原则工艺流程一般要求有选前脱泥（此处指脱除有效分选粒度下限以下的微细煤泥）。实际上介质中本身就含有大量的微细的高灰非磁性物，会对产品形成污染，因此选后脱泥也很重要。

（1）选前脱泥的煤泥重介质旋流器分选流程

图5-1为典型的选前分级脱泥的煤泥重介质旋流器分选流程。

图5-1 选前脱泥的煤泥重介质旋流器分选流程

该流程中，煤泥在进入分选系统之前，预先采用水力分级设备将小于分选下限的微细颗粒分离出来，用其他工艺加工处理，如采用浮选柱分选或浓缩脱水后直接回收。而分级设备的粗粒级产物采用小直径煤泥重介质旋流器分选。水力分级设备往往采用水介质分级旋流器。

(2)选后脱泥的煤泥重介质旋流器分选原则流程

图5-2为选后脱泥的煤泥重介质旋流器分选原则流程。选后脱泥主要是因为煤泥重介质旋流器有一定的分选粒度下限。

图5-2 选后脱泥的煤泥重介质旋流器分选流程

煤泥与介质调配好以后，用泵打入煤泥重介质旋流器进行分选，煤泥重介质旋流器的底流和溢流经过磁选脱介，磁选精矿返回混合桶。磁选尾矿利用分级脱水设备分别回收。底流的磁选尾矿灰分高，直接去煤泥水系统。溢流磁选尾矿灰分低，但其中依然含有大量的高灰细泥要进一步将这部分细泥脱除后，才能得到质量较高的低灰粗煤泥。脱泥采用分级旋流器，细泥进入分级旋流器的溢流，直接去煤泥水系统或进行浮选。低灰的粗粒进入分级旋流器的底流，用弧形筛、高频筛或煤泥离心机再次脱水、脱泥，回收的低灰粗煤泥通常掺入综合精煤。

(3)双重强化脱泥的煤泥重介质分选工艺

该工艺中，将选前脱泥与选后脱泥结合起来，系统比较复杂，但可以最大限度地降低细泥对精煤产品的污染，提高精煤质量，特别是当微细粒级含量大且灰分较高时，双重强化脱泥的意义更大。如图5-3所示：

图5-3 1-0 mm煤泥的小直径重介质旋流器分选流程

进入系统的煤泥粒度为-1mm，采用振动弧形筛、德瑞克振动筛（分

级粒度一般在0.10mm左右）脱除-0.10mm细泥；脱出的高灰细泥直接进入尾煤浓缩机进一步处理；经预脱泥并适度脱水后的煤泥进入混合桶；分选设备为直径250mm的小直径重介质旋流器；旋流器的溢流采用分级磁选工艺，以改进磁选效果；轻产物的磁选尾矿采用水力旋流器分级，分级旋流器的溢流作为循环水使用，分级旋流器的底流采用振动筛和煤泥离心机脱水、回收精煤；分选旋流器底流的处理方式也基本相同。这样大大减少了高灰细粒对精煤产品的污染，精煤质量较高。

(4)国内的煤泥重介质分选工艺

我国在重介选煤工艺的研究、开发实践中，以简化工艺流程为目标，在大直径旋流器分选的基础上，将部分合格介质从精煤弧形筛下分流出，用小直径煤泥重介质旋流器进行分选，形成了我国特有的煤泥重介质分选工艺，如图5-4。精煤脱介筛下的分流悬浮液并不是按常规工艺去磁选，而是先进入一调浆桶，再用泵打入小直径煤泥重介质旋流器进行分选。煤泥重介旋流器的低灰溢流和高灰底流分别进入磁选机脱介；溢流磁选机的磁选尾矿经弧形筛、高频筛或煤泥离心机脱水、脱泥后，得到低灰的精煤泥；脱下来的煤泥水去后续的作业系统；底流的磁选尾矿灰分较高，可直接去煤泥水系统。这样做的优点是：

(l)充分利用了大直径旋流器对介质的分级、浓缩效应，为小直径旋流器提供了密度、粒度合适的工作悬浮液，有助于降低分选粒度下限；

第二篇：重介质选煤工艺流程简述

原煤配煤之后，运输到除铁器并预先筛分。筛下产品到缓冲仓，筛上产品经过手选除去矸石和杂物，再破碎后，同筛下产品混合运输到缓冲仓经给料机运输到原煤脱泥分级筛。筛上产品到三产品旋流器，而筛下产品运输到斜板沉降塔处理。斜板溢流进入煤泥系统，底流打到原煤旋流器组。原煤旋流器组溢流继续到斜板沉降，底流则回到原煤脱泥分级筛。

三产品旋流器的精煤产品经弧形筛和振动脱介筛处理后，颗粒较小精煤进入离心机脱水成为精煤产品，而脱出水则进入精磁尾桶；大颗粒精煤则直接成为精煤。而筛下一部分进入合格介质桶，分流一部分及稀介质液进入精煤磁选机回收介质，尾矿进入精磁尾桶。精磁尾桶产品经精煤旋流器组处理，溢流进入煤泥系统，底流经弧形筛筛分，筛下进入磁选机，筛上经离心机处理后进入精煤，而离心机脱水进入精磁尾桶。

三产品的中煤产品也经过弧形筛和振动脱介筛后，筛上产品为中煤，筛下产品进入中煤磁选机，磁选尾矿进入中磁尾桶，中磁尾桶产品进入中煤旋流器组，溢流进入尾煤系统，底流回到中煤振动脱介筛。矸石产品与中煤类似，筛上产品为矸石，不过大块矸石要经过破碎机破碎；筛下产品进入矸石磁选机，磁选尾矿进入矸磁尾桶，再打入矸石旋流器组处理，溢流进入尾煤系统，底流经振动筛，筛上为矸石，筛下进入尾煤系统。

煤泥处理系统为浮选工艺，加入柴油作为捕收剂，GF为起泡剂。浮选精矿进入压滤机，压滤后为精煤泥；压滤滤液进入滤液池，溢流进入清水池，底流继续压滤。浮选尾矿进入尾煤系统。

尾煤处理先进入2#沉淀塔，底流回到矸石旋流器组，溢流进入煤泥池，运输到1和3#沉淀塔，并加入聚乙烯酰胺作为絮凝剂沉淀。溢流进入循环水池，底流进入快开压滤，成为粗煤泥，滤液则回到煤泥池。

第三篇：复合式干法选煤是重介质选煤厂预排矸的有效方法

复合式干法选煤是重介质选煤厂预排矸的有效方法

周少雷1，2

（中煤华宇国际工程设计研究院院长）

摘要：本文论述了矸石对重介选煤工艺的影响，论述了干法选煤技术对入洗原煤进行预排矸的重要性。提出了预排矸流程的思考。

关键词：重介质选煤

复合式干法选煤技术 中图分类号：TD94

文献标识码：A 引言

随着国民经济的高速发展，对煤炭产品的质量要求不断提高。选煤加工技术进步很快，为了提高分选效率和精度，先进的重介选煤工艺受到各国的青睐。目前，主要产煤国家美国重介质选煤比重已占66%，法国占60%，加拿大占56%，澳大利亚和南非已基本淘汰跳汰选，全部重介。由于大直径重介旋流器，有压给料和无压给料三产品重介质旋流器的出现，重介质旋流器选煤已成为首选技术。中国新建选煤厂和老选煤厂技术改造大都采用重介质旋流器选煤技术。

我国已经成功地应用了80~0mm不脱泥入料的大型无压给料三产品重介质旋流器。为了强化分选效果，我国已有些选煤厂采用给重介选吃“细粮”，以利于降低分选下限，提高各项分选指标和经济指标。所谓吃“细粮”，就是对选煤厂入料进行预排矸，不仅是排除大块矸石，而且对入料混煤（80或50~0㎜）也进行预排矸，某些选煤厂的实践已经证明，预排矸带来了显著的效果。

由于重介选煤适用于可选性较难或很难选的煤，中、精煤分选是一项复杂地、容易互相污染的分选环节，如果再混入许多细粒矸石，更要恶化分选过程。

实践证明，用复合式干法选煤技术预排矸，经济、实惠、便捷，已经得到许多某些选煤厂的认可，并获得广泛应用。

本文将论述矸石进入重介选煤工艺的危害性和采用复合式干法选煤技术预排矸的可行性。矸石对重介质选煤工艺的影响

2.1 概述

矸石进入重介系统，不论是立轮或斜轮分选机，还是重介质旋流器，都会给整个系统带来极大的不利和危害，甚至造成“致命”弱点，严重影响分选效果和生产能力。对重介质旋流器的影响更是极为明显。2.2 处理量与堵塞

无压给料三产品重介质旋流器的实际处理能力往往达不到设计指标，个别厂甚至只能达到设计能力的60~70%[1]。处理量与入选原料煤的粒度上限，粒度组成，密度组成及旋流器结构参数有密切关系。

入料中矸石含量增多，直接影响粒度组成和密度组成，使大颗粒增多，密度增大，成为恶化旋流器分选效果的主要因素。

从旋流器的结构及其参数来分析，矸石含量多会造成堵塞，直接影响处理量，为解决堵塞不得不降低处理量[1]。

无压给料三产品重介质旋流器的结构如图1，它由圆筒形一段旋流器和圆筒—圆锥型二段旋流器串联而成。

其结构参数除一、二段旋流器直径外、还有入料口直径、重悬浮液入口管径、一段旋流器溢流管径及插入深度、二段旋流器的入料管径、溢流管径及其插入深度和底流口径。在各种管径中，二段旋流器管径和底流口直径的尺寸最小，因而对整台三产品重介质旋流器处理能力的影响最为敏感。当二段旋流器入料中的高密度物含量较多时，就会明显地限制旋流器的处理能力。加大处理量则势必造成入料管和底流口的堵塞。结构参数的理论分析说明，当入选原料煤中大粒度含量较多、含矸量较大、大粒矸石又较多时，且均需从底流口通过，底流口的大小调节范围有限，故而造成堵塞。二段旋流器的入料管亦 有类似情况，当入料中的中煤和矸石含量较多时，而它们又都要在二段旋流器中分选，这也限制了整台三产品旋流器的处理能力。

从上面论述中可以得出结论，矸石是限制处理能力和造成堵塞的主要因素。2.3 磨损

重介质选煤系统要用许多管路连接，当煤浆流速较低时，坚硬的矸石颗粒主要是沿管路底部滑动，造成严重磨损；流速变化时，矸石颗粒与其它煤粒一起处于间歇的悬浮状态，作不连续的跳跃，矸石颗粒越多，产生的磨损越严重；固体颗粒处于完全悬浮状态时，沿管壁的坚硬矸石颗粒也会对管壁产生磨损[2]。

煤浆在流动过程中，流动方向或过水断面有所改变时，会产生旋涡和冲击，流动的矿浆具有一定的能量，其能量越大，冲击力越大，磨损越严重。能量的大小与固体颗粒的密度有关，密度越大，能量越大，此时如遇阻力即拐弯处或法兰盘处，就会产生很大冲击力，造成严重磨损。无疑，密度大的矸石颗粒越多，冲击能量越大，对拐弯和法兰盘处的磨损也越大。

2.4

泥化

在许多大小矸石颗粒中，如果有些矸石是易于泥化的，则对煤泥水处理带来困难，影响悬浮液性质。高灰泥质细粒灰分高，粒径小，如果数量增多则会影响精煤灰分和分选下限。降低分选下限，可以减少进入费用较高的浮选作业的煤泥量。重介质旋流器的分选下限不能实现到0mm，究其原因，高灰分的细粒矸石是主要原因之一，如果矸石在入料前得以排除，实现分选下限在0.05mm及其以下是有可能的。在重介系统中，强力的运动和搅拌矸石颗粒的细化是难免的，预防的唯一有效办法是预先排除它，不让它进入系统。

关于泥化严重对煤泥水处理带来的危害和困难，早已公认，首先，有易泥化的矸石颗粒时，会使煤泥水粘度增加，改变重介悬浮液性质，分选介质的密度不能有效的得到控制与调节，从而影响重介分选效果；第二，易泥化颗粒造成煤泥水粘度增大，高灰细泥粘附在精煤颗粒上，既影响脱介效果，也影响精煤产品灰分，从而降低分选效率；第三，易泥化矸石颗粒越多地进入重介选煤系统，煤泥水处理越困难，严重影响压缩方法回收煤泥，还会造成洗水浓度增高，形成恶性循环，分选效果越来越差。2.5 对介耗和分选指标等的影响

大量或较多的矸石进入重介系统，它在最终才得以排出，它会带走介质，增加介耗；细粒矸石的进入还会影响分选指标，影响数量效率，精煤灰分和Ep值。矸石含量多，加大脱水筛和脱介筛喷水量，造成水耗加大。矸石增加运输成本，影响经济指标。本可预先排出的矸石，却在厂内运转，会增加电耗和加工成本。3 重介选煤的预排矸 3.1 概述

从前面的论述不难得出结论：为了提高重介质选煤的工艺效果，改善经济运行指标，必须在重介质选煤工艺前把入选原料煤中的矸石尽最大可能予以最大限度的排除。3.2 选择

3.2.1 对于大块矸石，根据煤质条件和其他情况，可以选择动筛排矸，重介质立（斜）轮排矸或干法选煤机排矸，这三种流程在我国都有应用实例。

3.2.2 对于80（或80以下）~0mm的入料原煤，则必须采用干法排矸，我国独创的复合式干法选煤技术已经在排矸工艺中取得了非常成功地应用[7]，它的主要优点是：①分选效率高，不完善度I=0.11，数量效率η＞90%；②不用水，投资少，工艺简单，生产成本低（加工费2~3元/t）,吨煤投资低（3~5元/t）；③建设周期短，设备运行可靠，占地少，环境污染小。

需要强调指出的是，复合式干法选煤系统在有效排除80~0mm中的矸石后，可直接进入重介系统，也就是这部分工艺仅是重介工艺的预处理系统，正如浮选入料在进入浮选机之前，必须加入矿浆预处理器（矿浆准备器）进行预处理一样，重介旋流器的入料煤也应当进行预排矸处理，把这一工艺纳入重介选煤的工艺系统中，是其不可分割的一部分。关键在于这一系统很简单，不增加煤泥水处理难题，只不过把入料“干法”处理一下。其排除的矸石视灰分情况可用于矸石发电或民用燃料，或去烧砖。干选排矸系统灵活，也可以把末煤（13~0mm或6~0mm）直接进入重介系统而不进入干选系统，仅对80~13(6)mm粒级进行预排矸，排矸效果更好。3.3 实践

为了让重介选煤厂“吃细粮”，已经有些选煤厂采取了预排矸工艺，取得了明显的经济效益和社会效益。

宁煤集团大武口洗煤厂是一座重介选煤厂，它入洗乌兰矿原煤，为了提高煤质，增加经济效益，该集团对乌兰矿原煤进行了预排矸处理，采用FGX-18A型复合式干选机，有效地排除了大块矸石，为大武口洗煤厂提供了合格的入厂原煤，其干选流程如图2所示。需要指出，如果把30~0mm的干选精煤（选煤厂入料原煤）再进行一次预排矸处理，对大武口洗煤厂将会带来更多的好处。

神华集团海渤湾矿业公司平沟矿选煤厂为120万t/a的重介浮选联合流程的炼焦煤选煤厂。由于原煤含矸量多，有泥质页岩易产生泥化。对原煤进行预排矸处理，排除的矸石量占20%多。

平沟矿通过复合式干选系统预排矸（泥质页岩）和除尘器排出的煤粉直接作为商品煤掺入混煤销售，使洗煤厂避免了矸石的泥化，洗水浓度由120g/L降到3.5g/L，提高了分选效果，稳定了精煤质量，提高了精煤回收率，减少了设备磨损，降低了介耗，加工费大幅下降。精煤总回收率提高了5%，入洗原煤全硫降低了两个百分点，可以相对增加16号高硫煤层的配入量。选煤厂处理能力相对提高，入洗能力达到150万t/a。每年为选煤厂增加经济效益达5972.7万元。

平沟矿选煤厂预排矸系统采用的是FGX-24A型干选机，毛煤经筛分后80~0mm原煤进入干选系统，+80mm经手选处理，少部分块煤破碎后入干选系统[7]。

另外，老屋基选煤厂是50~0mm重介旋流器和浮选的联合流程。该厂的入洗原煤来自老屋基、山脚树等矿，在进入选煤厂前，各矿原煤都用复合式干选机进行了预排矸处理。山脚树矿干选工艺原则流程如图3所示。

山脚树矿原来用水介质旋流器处理原煤，改为复合式干选系统后增加了入洗能力（年增20万t）；降低了选煤成本（年10万元左右）；没有煤泥水处理问题，每年减少排污费6万元；年增收150万元左右。山脚树矿取得了很好的社会效益和环境效益。同时，保证了老屋基选煤厂“吃细粮”，给老屋基选煤厂带来了好处[6]。结语

4.1 干法选煤技术能够有效排除煤中矸石，预排矸不仅对重介选煤系统有好处，而且也有利于其他选煤作业，因此，有必要将干选预排矸工艺纳入正式选煤厂工艺设计之中，成为选煤厂的一个工序，一个车间（原煤准备或预处理车间）。

4.2 预排矸可采用多种形式的联合流程，考虑经济适用，建议动筛跳汰机排除大块矸石，复合式干选机排除（80~25/6）mm粒级的矸石。末原煤可不进入排矸系统，直接入重介或跳汰选煤系统。

4.3 为了保证重介质旋流器实现大处理量，减少堵塞和磨损，对入料实行预排矸非常必要。

参考文献

[1]邢玉梅，马杰，申克忠，关于无压给料三产品重介质旋流器几个问题的探讨[J]。选煤技术，202_，（6），40-42。

[2]余伟，重介系统管路损坏的原因及防治措施[J]。选煤技术，202_，（2），24-25。[3]王成师，对三产品重介质旋流器选煤工艺及设备的分析和建议[J]。选煤技术，202_，（1），22-24。

[4]刘峰，近年来选煤技术综合评述[J]。选煤技术，202_，（6），1~13。

[5]刘峰，李瑞和等。大型高效重介质旋流器选煤简化工艺设备及自动化的研究与实践[J]。选煤技术，202_，（1），1~4。

[6]王振华，任舟国，复合式干法选煤系统改善山脚树矿环境[J]。中国煤炭，202_，增刊，27~28。

[7]王仲棉，复合式干法选煤提高选煤厂入选煤质[J]。中国煤炭，202_，增刊，51~52。

第四篇：选煤用重介质生产工艺研究论文

1概况

随着世界经济的萧条，国内煤炭企业走入了十年黄金期后的冰峰时期，煤炭价格一直走低，伴随着用户对煤质要求的提高，选煤厂的入洗压力不断加大。为使增加企业竞争力，根据实际情况，对选煤用重介质湿式生产工艺进行研究。

2问题的提出

煤炭原煤价格180元每吨，成本190元每吨，入洗后市场价310元每吨，入洗成本每吨60元，综上所述，原煤不进行洗选每吨煤赔10元，洗选后每吨煤可以挣60元。在煤炭价格一直走低的时期，洗选成为了一项重要工作。很多原煤夹杂入洗成本高且不说，且入洗效果不明显，很难达到质量要求，为此，进行了选煤用重介质生产工艺的研究。

3设备分析及研究成效

3.1工艺介绍

火石咀选煤厂是一座设计能力300万吨的矿井型动力煤选煤厂，大块原煤斜轮重介洗选，中块原煤采用三产品旋流器洗选，末煤不入洗的工艺。煤泥水采用浓缩机浓缩，厂内回收，洗水达到一级闭路循环。

3.2设备介绍

目前火石咀选煤厂+60mm的大块原煤和60-25mm中块煤分别采用LZX-4.0斜轮重介分选机和3SNWXl500/1100无压给料三产品重介旋流器分选。

3.2.1LZX-4.0斜轮重介分选机

LXZ-4型斜轮分选机系洛阳矿山设备厂制造，主要由以下几种设备组成：原煤分选槽、转轮盖子、提升轮架以及支座等组成。

3.2.23SNWXl500/1100无压给料三产品重介旋流器

3SNWXl500/1100无压给料三产品重介旋流器由天地科技唐山分公司研发，处理能力达到了550~600t/h，工作压力仅0.3MPa时有效分选下限达到0.5mm，分选+30mm原煤时，处理能力最高可达到1000t/h。旋流器内的复合陶瓷比刚玉衬里的使用寿命提高了一倍。

3.2.3介质悬浮液的粘度与分流量

洗选过程中介质悬浮液的体积浓度越大越粘稠，往往会造成筛上跑介现象，因此在洗选使用过程中及时的将系统中多余的煤泥分流出去，才能不断降低洗选介质的粘稠度。如果一味的进行煤泥分流，反而会不断增大磁选机的负荷，甚至会降低工作效率导致设备发生故障；如果洗选过程中煤泥分流量过小，又往往会加大脱介筛的负荷，使悬浮液的流动性变差，分选效果变差，使最终产品不达标。因此，必须以一定的比例保持悬浮液粘度和分流量的稳定。

3.3生产管理

3.3.1加强生产工程中使用介质粉的管理

为了增加企业生产效率，降低介质粉的管理损失，要从材料进场后的分配使用上进行管理，严格执行出入库管理制度，不断根据实际情况研究分析合理的包装、运输和添加方法，最大限度地减少不必要的损失。

3.3.2加强各类设备的使用与日常管理

脱介弧形筛需要定期进行清理与调整调头，以便保证筛面的动态积煤效果；定期专人专员进行检查磁选机入料管是否变形或者堵塞，保证生产过程中给料均匀；煤泥分流量的控制应视系统内煤泥含量进行不断调整；振动筛喷水装置在喷水时要沿筛面全宽给入，以减轻磁选机负荷；加强对介质输送、贮存及工艺系统中跑、冒、滴、漏的管理，杜绝因管理上的问题造成介质流失。

3.3.3加强专项技术管理

重介质选煤技术原理就是依靠不同密度分选原理，因此，对于设备中设计专业性很强的问题，要进行岗前培训，做到不培训不上岗，没有操作证不上岗。在日常生产过程中，要加强密度、介质泵、磁选机和脱介筛四个重点技术知识培训，要求职工在日常生产中掌握好重介质系统生产的平衡。经过研究分析，在实际生产中进行不断调整，根据每月的生产任务和工作人员的反馈信息，改造后使用效果十分显著，具体如下：（1）采用先进的技术、优良的设备，不断加强岗位技术培训与考核，进行常规性定期性检查，不仅可以使成本降低、产值增加、节能降耗，而且可以实现生产用水循环利用，防止污水外排，环境污染。（2）生产过程中进行喷水降尘作业，彻底杜绝了粉尘的产生，不仅改善了洗选车间工作环境，减少了固体物的排放，更重要的是有利于员工的健康。

4结束语

通过对新技术、新设备的投入使用，不仅可以提高洗煤产品质量，增加洗煤能力，降低生产成本，而且消除煤尘排放，防止环境污染。

第五篇：重介质选煤厂降低介质消耗的探讨与实践

重介质选煤厂降低介质消耗的探讨与实践

山东能源枣矿集团柴里选煤厂 冯志金 王建华 何光太 赵艳霞 王一兵

摘 要：重介质选煤作为一种先进高效的选煤方法被推广利用，但高介耗问题一直是困扰重介质选煤厂的一个难题。柴里选煤厂通过对选煤过程中重介损失高的原因排查及分析，从强化重介质质量管理、现场管理和技术管理入手，探索出降低介质消耗的途径，通过一系列有针对性的控制措施的实施，达到降低重介质消耗的目的。

关键词：重介质 选煤方法 重介质消耗 引言：

重介质选煤工艺因其具有分选精度高、产品质量稳定、对原料煤适应性强以及操作简单易于实现自动化控制等特点，成为选煤行业的首选。

202_年柴里选煤厂将重介分选工艺引入选煤生产。3月份进行重介系统的初步设计，5月6日开工，同年8月1日建成并投入试生产。根据生产需要，202_年9月柴里选煤厂进行重介系统的扩容改造，202_年3月下旬，系统改造完毕并纳入生产管理。

自扩容后的重介系统投入运行以来，产品质量指标较为稳定，但高介耗成为制约选煤生产正常进行的难题，吨原煤介耗平均2.32kg，最高达2.67kg（具体见表1）远远高于1.25kg/吨原煤的控制指标。因此，如何降低重介质选煤过程中的重介质消耗问题，成为柴里选煤厂研究和探讨的课题。

表1 3月下旬试生产阶段的介质消耗统计表 重介质损失的因素排查

从整个介质损失过程来看，介质损失贯穿于生产运行的全过程，包括介质进厂、添加使用和回收。从产生损失的性质划分上，可分为管理损失和技术损失两方面。其中，管理损失包括介质添加、设备故障、人员误操作等导致的介质损失。技术损失可分为正常生产情况下的介质损失、操作技术欠佳造成的介质损失等。而这两种损失最终体现在产品带介上（具体见表2 单位：产品（g/Kg），磁尾（g/l））。

表2 3月下旬试生产阶段各产品带介情况

从实际生产情况来看，导致介质损失的原因主要体现在：重介质质量、设备运行状态或运行质量、职工技术操作水平三方面。介质损失的原因分析

3.1 重介质（磁铁矿粉）的质量。它包括粒度组成、纯度及磁性三方面。介质粉粒度对选煤生产分选效果和介质消耗都有影响。粒度过粗，磁选机对介质粉的吸附率下降，介质粉得不到有效回收；粒度过细时，煤粒表面及细粒煤泥的对介质粉吸附力增强，脱介筛、磁选机对重介质粉的处理回收效果降低。

纯度不够，重介质内无效成分多及磁性减弱时，同样增加介质消耗。

3.2 设备运行状态或运行质量。从柴里选煤厂的设备运行情况分析，影响重介质消耗的设备有及因素有：

3.2.1 滤介弧形筛的的工作状态影响脱介效果。包括结构参数、安装角度及给料方式等。如不满足要求，会增加脱介筛和磁选机的负荷，降低脱介筛脱介效果和磁选机的 磁选效率。

3.2.2 脱介筛的脱介效果。①筛缝过细、筛面料层过厚影响重介质透筛率；②脱介喷淋水水量大小、水质、压力、喷射角度及均匀性影响脱介筛脱介效果。

3.2.3 磁选机运行效果。磁选机是重介质选煤厂回收介质的最主要设备，入料浓度、入料量、磁选机磁偏角及机体内物料流动状态等，对磁选机工作效率影响极大，这四个因素必须达到合理匹配，才能提高磁选机的磁选效率。

3.3 职工业务技术操作水平。

从实际生产来看，作为重介系统运行的关键人员密控司机同样对产品质量和介质消耗起到综合控制作用。因液位控制、分流操作及系统中煤泥控制处理方式失常，同样会使重介质的回收困难，导致重介质损失加剧。降低介耗的措施

为确保重介系统正常运行，减少介质损失，降低生产过程中介质损耗，柴里选煤厂采取以下控制措施：

4.1 加强重介质粉使用管理

4.1.1严把介质粉质量关。实际生产运行表明，在重介生产工艺及介质粉其他指标相同的情况下，各指标对介质消耗均有不同程度的影响：磁铁矿密度越大介耗越低；磁性物含量越高则介耗越低；介质中低微粒含量越大介耗越小[粗颗粒（+200网目）而极细粒级(-500网目)的磁铁矿粉含量增大则介耗升高]；水分越高介耗越大。

因此，柴里选煤厂在介质选择上严格控制，要求各项指标满足下列要求：粒度-325目物料含量≥90%；水分≤8%；真密度≥4.3kg/cm³；磁性物含量>95%。

4.1.2加强使用管理。建立使用消耗台账，制定添加和使用考核制度与考核标准，杜绝人为因素增加介质消耗。

4.1.3加大重介质回收使用，对因溢、漏出现的介质，全部通过地漏管路进入收集池，由扫地泵转至专用磁选机进行回收重复使用。

4.2 加强设备运行管理

4.2.1 建立脱介筛定期巡查制度，每小时检查一次。①根据筛面物料量大小及时调整闸阀开度，在保证产品不带介前提下降低水量；②检查喷水是否全断面分布、喷头是 否堵塞、压力是否满足要求；③筛孔有无堵塞，筛面是否有杂物积聚等，提高脱介效果。

4.2.2强化磁选机运行管理，确保磁铁矿回收效率。①根据脱介筛喷水大小及时调整底流放料闸阀，确保正常液面和溢流平稳，杜绝尾矿溢流因“翻花”紊乱降低磁选机的工作效率。②坚持磁选机冲洗制度，每班停车后及时清理机体内滞存物料，避免因物料刮擦使已吸附的重介质粉脱落，确保磁选机正常运行；③随时对磁选尾矿含介量进行测定，并根据测定结果及时检查标校和调整磁偏角，确保设备处于最佳工作状态。

4.3 完善生产工艺，加强生产现场技术管理

4.3.1 合理弧形筛安装角度，根据选煤厂生产实际，将弧形筛安装角度由原来的60º调整为55º，在此基础上，对将固定弧形筛改为击打振动弧形筛，提高物料在筛面移动速度，增加滤介面积和过滤几率，增强了脱介效果，减少下步环节的脱介及介质回收压力。

4.3.2完善脱介筛喷水系统。为充分发挥喷水的作用，提高脱介效果，根据生产现场状况，对原脱介供水系统进行改造。①更换清水泵，提高扬程和流量，满足喷淋脱介对水压(0.18MP至0.22MP之间)和水量要求；②对脱介筛分支管路适当增粗，确保喷淋水量；③合理布置喷水管位置，尽量在筛板接合处上方稍后，一是保证喷淋的有效性，二是保证煤块翻越挡煤堰时使另一表面得到冲洗，从而确保脱介效果；④调整喷管间距、喷头高度与喷水喷射角度，保证间距为30cm,喷头高度距筛面25cm左右，保证了喷水全断面无间隙分布和冲击力，喷射角度与筛面呈50º角左右，使煤粒在前进中翻滚且被冲洗，发挥最佳喷淋脱介效果。特别是末道喷管间隔的喷头短管相差5cm,这样可使在不增加水量和水压的前提下，形成两道无间隙的水幕，将物料进行充分喷淋冲洗，脱介效果更佳。⑤实施水质净化，在浓缩池溢流汇集口加设滤网阻拦木屑等杂物，在清水泵前安设过滤器实施二次净化，确保喷头喷水畅通不堵塞，降低系统因喷头清理造成的频繁开停车带来的重介质损失。

4.3.3针对末精煤及离心液中重介质含量较多问题，采取在离心机入料口加清水进行物料冲洗，对离心液管路进行改造，即将进入浮选系统改为进介质桶，使其中的重介质得到直接循环利用的措施，效果较好。

4.3.4改进介质添加方式，采取系统运行前进行添加，一次性加足够量。系统连续 运行必须进行介质添加时，则按照“少加、勤加”原则进行。

4.3.5提高密控司机的业务技能水平，掌握生产现场的综合判断和处置能力，特别是原煤煤质、产品质量、循环液压力、分选密度、磁性物含量、煤泥含量、液位各因素之间的关系，避免因判断失误等人为因素使重介质循环液密度波动、分流不合理等造成介质损耗。效果验证

通过降介措施的实施，各产品中重介质含量明显降低，达到预期效果。

5.1介耗指标情况。通过对重介质消耗各环节强有力的管控，与试生产阶段相比，各产品带介情况及吨原煤介耗显著降低，重介质损耗大幅度减少且趋于稳定（见表3）

表3 重介各产品含介量及吨原煤介耗统计表

5.2经济效益方方面。由于介耗管控措施的合理制定和有效实施，吨原煤介耗由试生产阶段的2.32kg降为正常生产期间的1.15kg左右，降幅为1.17kg/吨原煤。按全年 入选原煤240万吨，介质粉单价吨1200元/吨计，年节约选煤成本：

1200*1.17*240/1000=1480.8（万元）。

同时，由于进入重介系统介质量的减少，降低了对设备、管路的磨损程度，减轻了职工的检修维护工作强度，延长了设备配件的更换周期，节省了生产成本。结束语

柴里选煤厂关于降低介质消耗的探讨与实践表明，加强选煤生产过程中的介耗原因分析与控制管理，是降低选煤生产成本，促进系统良性运行和提高经济效益的重要保证，为此采取的措施是可行有效的。目前，柴里选煤厂对控制介耗作进一步探索，特别是将矸石带介高的问题作为下一个攻关课题，力争使吨原煤介耗控制在1kg以下。参考文献

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中国矿山工程 202_,37(6)[5]金晶.赵文甲.司晶鑫

浅谈如何解决重介质分选过程中介耗偏高的问题 中国科技博览

202_(9).[6]朱建新 范各庄矿选煤厂降低介质消耗的措施 煤炭科学技术 202_(2)[7]冉银华 降低重介质选煤介耗的探讨 煤炭加工与综合利用 202_(02)

作者简介：冯志金，男，1965年5月出生，1988年毕业于安徽淮南矿业学院选矿工程专业，现就职于山东能源枣矿集团柴里选煤厂。联系电话：06324057058

邮箱：feng-zhijin@qq.com