选煤用重介质分选设备研究现状分析

马靓 侯英

摘  要：重介质选煤方法是当今选煤领域应用的主流方法，特别是针对难选煤和极难选煤具有较好的分选效果。重介质分选设备是重介质分选的基础，重介质分选设备可分为重介质分选机和重介质旋流器，重介质分选机包括刮板分选机（浅槽）、斜轮分选机、立轮分选机等，通常用于分选块煤;重介质旋流器是在离心力场中工作，通常用于分选未煤或不分级煤。本文对各重介质分选设备的应用研究现状进行论述，分析重介质分选设备存在的不足，展望重介质分选设备的发展趋势。

关键词：选煤  重介质分选机  重介质旋流器  分选效果

中图分类号：TD94                             文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2020）11（c）-0056-03

Analysis of Research Status of Heavy Medium Sorting Equipment for Coal Preparation

MA Liang  HOU Ying*

（School of Mining Engineering， University of Science and Technology LiaoNing， Anshan， Liaoning Province， 114051 China ）

Abstract： Dense medium coal preparation method is the mainstream method in the field of coal preparation， especially for difficult and extremely difficult coal preparation， it has good separation effect. The heavy medium separation equipment is the foundation of heavy medium separation. The heavy medium separation equipment can be divided into heavy medium separator and heavy medium cyclone. The heavy medium separator includes scraper separator （shallow groove）， inclined wheel separator， vertical wheel separator and so on， which is usually used to separate lump coal; the heavy medium cyclone works in the centrifugal force field， which is usually used to separate non coal or non classified coal. This paper discusses the application and research status of heavy medium separation equipment， analyzes the shortcomings of heavy medium separation equipment， and looks forward to the development trend of heavy medium separation equipment.

Key Words： Coal preparation; Dense medium separator; Dense medium cyclone; Separation effect

随着煤炭开采，难选煤比例逐渐升高，重介质选煤技术以其具有分选精度高、处理能力大、运行可靠和工艺简单等优点而逐渐成为我国选煤工业应用的主流技术[1]。重介质选煤的应用范围很广，特别是对难选煤有较好的分选效果[2]。重介质分选设备是重介质分选的基础，对提高分选效率，简化选煤工艺，提高经济效益和节能降耗具有积极的促进作用[3]。本文着重介绍重介质旋流器、浅槽刮板重介质分选机、重介质斜轮分选机、重介质立轮分选机等分选设备的研究现状，展望重介质分选设备的发展趋势，以期为重介质选煤设备的技术开发和工业应用提供借鉴和参考。

1  重介質分选设备研究现状

根据工作原理，重介质分选设备可分为：（1） 在重力场中工作的重介质分选机，通常用于分选块煤，如刮板分选机（俗称浅槽）、斜轮分选机、立轮分选机等;（2）在离心力场中工作的重介质旋流器，通常用于分选未煤或不分级煤[4]。根据分选介质，重介质分选设备可分为以空气和水为分选介质的分选设备[5]，本文主要介绍水为介质的重介质分选设备。

1.1 重介质旋流器

重介质旋流器中物料的离心力比重力大几倍到几十倍，可大大提高分选速度和显著改善分选效果[6]。按照机体结构、形状和产品种类可以分为：圆锥型和圆筒型两产品重介质旋流器，双圆筒串联型、双圆锥串联型和圆筒型与圆锥型串联的三产品重介质旋流器。按照给料差异可分为有压给料和无压给料[7]。

三产品重介质旋流器是我国独创技术，较两产品旋流器分选精度高、适用性强、次生煤泥量少，可全粒级入选等优点。有压给料比无压给料重介质旋流器分选下限低，处理量高，重介质循环量小，但设备磨损严重，次生煤泥量大，适用煤泥含量少或不易泥化的煤种[8-9]。典型的三产品重介质旋流器结构及工作原理如图1所示。

1.2 浅槽刮板重介质分选机

重介浅槽分选机具有操作简单、易于维护、投资低、效率高等优点，在块煤选煤厂中广泛应用[10-11]。

随着动力煤入洗比例逐年提高，用于块煤分选的重介浅槽分选机的市场需求将不断增大。随着综采机械化的提高，炼焦煤混入大量矸石，应用重介浅槽分选机进行排矸成为一个重要的应用方向。井下原煤排矸作业采用浅槽重介分选机具有广阔的发展前景，原煤中的矸石在升井之前排出并井下回填，将会显著提高矿井的处理产能，减少矸石的无效运输，降低矸石排放带来的环境污染，产生巨大的社会效益和经济效益，国内首座井下选煤厂已经在山东新汶矿业集团投产，在井下建立浅槽洗选系统是原煤分选的主要方向[1]。

1.3 重介质斜轮分选机

重介质斜轮分选机由分选槽、斜置提升轮和排煤轮等主要的部件组成[12]。原煤进入充满重介质悬浮液的槽体中进行分选，密度小于悬浮液的精煤浮至液面，由排煤轮刮板排料口排出;密度大于悬浮液的矸石或高灰分煤沉至槽底，由排矸刮板提升到排料口排出，从而得到精煤和矸石[13]。

重介质斜轮分选机具有分选精度和分选效率高、分选粒度范围宽、处理能力大等优点，缺点是外形尺寸和占地面积较大[14]。

1.4 重介质立轮分选机

重介质立轮分选机做为块煤分选设备，在我国选煤厂广泛应用，应用较广泛的有德国的Teska型、波兰的Disa型和我国的JLT型立轮分选机。不同立轮重介质分选机的主要部件提升轮和分选槽的结构大体相同但提升轮的传动方式不同。如太司Teska型采用圆圈链条链轮传动，Disa型采用悬挂式胶带传动，我国的JLT型分选机采用棒齿圈传动[15]。

重介质立轮分选机与重介质斜轮分选机的主要区别是排矸轮垂直安装并与悬浮液流动方向成90°，其他结构基本相似。与重介质斜轮分选机相比重介质立轮分选机具有结构简单、占地面积小、传动机构简单等优点[16]。

2  重介质分选设备发展趋势

随着原煤入选比例的提高，选煤厂规模及选煤装备趋向大型化，高效重介质选煤技术成为中国选煤主导技术[17-18]。重介质分选设备是重介质选煤的基础，重介质分选设备的发展趋势主要体现在以下几个方面：

（1） 设计思路先进化。国内外著名品牌的先进重介质分选设备不断优化发展，方向是采纳新的设计思想、引入现代科学技术。

（2） 重介质分选设备大型化。重介质分选设备的优势在于其不仅分选精度高，而且可以实现大型化。设备大型化在获得了很好的技术经济指标的同时可以显著降低分选能耗，达到节能降耗的目的，同时也有利于实现重介质分选设备的自动化。

（3） 重介质分选设备自动化。重介质分选设备自动化有利于提高分选效率，保证精煤质量稳定，减少重介质损失。既能提高重介质生产系统的智能化，还可实现无人值守，减少劳动成本，进一步实现选煤厂生产过程自动化、智能化。

（4） 重介质分选设备节约环保。提高设备质量，保证设备运转稳定，降低配件和重介质损耗。

（5） 重介质分选设备国产化。我国要加大自主研发步伐，努力使我国变成一个选矿设备生产强国。进口设备存在造价高、损耗件更换时订货周期长等缺点。而国产重介质选煤设备在大型化、智能化、可靠性、耐用性方面仍然相对落后，难以满足煤炭洗选行业生产和发展的需要。应大力发展具有我国自主产权的大型重介质分选设备，开辟出适应我国煤质及国情特点、能够快速提高煤炭入洗率的技术解决途径。

3  结语

原煤入选比例提高导致选煤厂规模逐渐增大，重介质选煤技术成为中国选煤工业的主流技术。重介质分选设备是重介质分选的基础，重介质分选设备沿着设计思路先进化、设备大型化、自动化、节约环保和国产化方向发展。重介质分选设备的先进化、大型化、自动化、国产化和节约环保可显著提高选煤分选效率，降低生产成本，为选煤行业的科学研究和工业应用提供借鉴和参考。

参考文献

[1] 李玲.我国重介质选煤技术的应用与发展[J].煤炭加工与综合利用，2019（4）：37-39，42.

[2] 陆帅帅，吕宪俊，刘培坤，等.粗煤泥回收和分选工艺应用现状[J].选煤技术，2014（2）：83-87，91.

[3] 曹亦俊，刘敏，邢耀文，等.煤矿井下选煤技术现状和展望[J].采矿与安全工程学报，2020，37（1）：192-201.

[4] 武乐鹏，杨立忠.我国重介质选煤技术的发展综述[J].山西煤炭，2010，30（4）：74-75.

[5] 赵跃民，李功民，骆振福，等.模块式干法重介质流化床选煤理论与工业应用[J].煤炭学报， 2014， 39（8）：1566-1571.

[6] 张道国，黄恒，周双印.重介质旋流器选煤的分选工艺探讨[J].煤炭技术，2014，33（11）：259-261.

[7] 刘峰.重介质旋流器选煤技术的研究与发展[J].选煤技术，2006（5）：1-13， 91.

[8] 赵树彦，韩万松，闫锐敏，等.高效、简化重介质选煤成套技术的研究及应用[J].煤炭加工与综合利用， 2014（7）：1-7， 26.

[9] 赵树彦.重介质旋流器选煤技术的热点问题[J].煤炭加工与综合利用， 2017（3）：1-5，7.

[10] 朱鵬.重介分选设备应用现状[J].内蒙古煤炭经济， 2015（9）： 35-37.

[11] 赵永刚.QG系列浅槽刮板重介质分选机的工作原理及应用[J].煤炭加工与综合利用，2016（11）：13-14， 19.

[12] 赵栋梁.LZX-4斜轮重介质分选机常见故障及改进[J].矿山机械， 2011，39（3）：135-136.

[13] 刘静宇.关于我国重介质选煤技术发展的综述[J].炭素，2016（2）： 20-21， 31.

[14] 刘学雷.我国选煤技术发展现状及趋势分析[J].选煤技术，2018（6）：12-15.

[15] 王翠清，冉隆河，刘伟.立轮重介质分选机[J].煤矿机械， 2007（7）：116-118.

[16] 张建平.重介质立轮分选机与斜轮分选机的比较[J].选煤技术，1981（1）：5-9.

[17] 李明辉.煤炭洗选加工60年回顾[J].煤炭工程， 2014， 46（10）：24-29.

[18] 张力强，刘仕宽.重介质旋流器的发展及研究现状[J].选煤技术，2007（4）：137-140.