选煤基本知识

第一节选煤目的与分选方法

1.1煤是如何形成的

煤是由植物在湖泊、沼泽地带埋没在水底、泥沙中，经过漫长的地质年代和地壳运动，在隔绝空气的情况下，在细菌、高温、高压的作用下，经过生物、物理、化学作用，逐步演变而成的。距现在约2.5亿年以前，植物死后，遗骸堆积在充满水的沼泽中，由于地壳变动，沉积地带下降，泥沙不断冲积，植物遗骸一层一层地埋在地层中，在缺氧的条件下，受厌氧细菌的作用，发生复杂的生物化学、物理化学变化，逐渐变成腐泥和泥炭。这是成煤过程的第一阶段——泥炭化阶段。成煤过程的第二阶段是变质阶段，也叫煤化阶段，也就是从腐泥、泥炭转化成煤。由于地壳下沉和变动及其它原因，泥炭逐渐失去氧、氮和氢，相对地增加了碳含量和硬度，变成了最年轻的煤——褐煤。随着地壳的继续下沉，温度和压力继续上升，煤层的煤质继续发生变化，煤化过程进一步加深，褐煤逐步变成烟煤，最后变成无烟煤。

1.2选煤的主要目的是什么

选煤是利用煤炭与其他矿物质的不同物理、物理—化学性质，在选煤厂内用机械方法除去原煤中的杂质，把它分成不同质量、规格的产品，以适应不同用户的要求。

选煤的主要目的是：

(1)除去原煤中的杂质，降低灰分和硫分，提高煤炭质量，适应用户的需要。

(2)把煤炭分成不同质量、规格的产品，适应用户需要，以便有效合理地利用煤炭，节约用煤。

(3)煤炭经过洗选，矸石可以就地废弃，可以减少无效运输，同时为综合利用煤矸石创造条件。

(4)煤炭洗选可以除去大部分的灰分和50％～70％的黄铁矿硫，减少燃煤对大气的污染。它是洁净煤技术的前提。

1.3选煤是利用煤和矸石的哪些物理性质的差别

利用煤和矸石物理性质的差异而表明了不同工艺的特点。

根据煤块和矸石块的颜色、光泽及外形上的差别来进行分选，即为人工拣矸(手选)，可以排除粒度在50mm以上的大块矸石。

利用相对密度的不同进行重力选煤，煤的相对密度在1.2～1.5之间，而矸石的相对密度在1.8以上，从而在重力选煤机中，将煤和矸石分离。

由于煤粒表面与矸石表面润湿性的差别，而采用了浮游选煤方法。

1.4选煤方法的种类有哪些

选煤方法种类很多，可概括分为两类：湿法和干法选煤。选煤过程在水、重液或悬浮液中进行的，称为湿法选煤。选煤过程在空气中进行的，称为干法选煤。

选煤方法还可以分为以下几种：

重力选煤，主要是根据煤和矸石的密度差别，实现煤和矸石分选的方法。重力选煤又可以分为跳汰选、重介质选、溜槽选和摇床选等。

浮游选煤，主要是根据煤和矸石表面润湿性的差别，分选细粒(-0.5mm)煤的选煤方法。

特殊选煤主要是利用煤和矸石的导电率、摩擦系数、射线穿透能力等的不同，把煤和矸石分开，它包括静电选、磁选、摩擦选、放射性同位选等。

此外，还有手选，即人工拣矸。它是根据块煤和矸石在颜色、光泽及外形上的差别由人工拣除。

1.5选煤厂的主要产品和副产品是什么

选煤厂的主要产品是精煤，按照用户对精煤质量指标的要求，提供精煤产品，供焦化、气化和液化工业使用。在精煤产品中，由于机械效率的关系，多少还夹杂着一些夹矸石，甚至极少量的矸石。

选煤厂的副产品有中煤、煤泥和煤尘。中煤是介于精煤和矸石之间的一种产物，这是由夹矸石、净煤和矸石组成的混合产品，中煤可以作动力煤和生活用煤。煤泥和煤尘都是指粒度在1mm以下的细粒煤炭，其区别是：煤尘是干的，而煤泥含有较高水分。这种副产品可作动力或民用燃料。

第二节重介选煤方法

2.1重介质旋流器的分类

重介质旋流器是一种利用离心力场强化细粒级矿粒在重介质中分选的设备。根据其机体结构和形状可以分为：圆锥型和圆筒型两产品重介质旋流器；双圆筒串联型、圆筒型与圆锥型串联的三产品重介质旋流器。

根据给料方式可以分为有压给料式和无压给料式两种。

重介质旋流器的给料方式有几种？

重介质旋流器的给料方式有三种：第一种是将物料与悬浮液混合后用泵打入旋流器，入料压力可达0.1MPa以上。第二种是利用定压箱给料，物料和悬浮液在定压箱中混合后靠自重进入旋流器。定压箱液面高于旋流器入料口（视旋流器直径大小而定），一般500mm直径的旋流器不低于5m的高度，以保证入料口压力不低于0.04MPa，否则，压力过低离心力过小，影响分选效果，降低处理能力。这种给料方式称为低压给料旋流器。生产上广泛采用这种方式。第一种用泵给料，在给料过程中，致使物料粉碎现象严重，并增加设备磨损，虽然可降低厂房高度，仍比较少用。由于旋流器的结构改变，又产生第三种给料方式，即悬浮液用泵以切线方向给入圆筒旋流器下部，而物料靠自重从圆筒顶部给入，称为无压旋流器。旋流器的入料口形状有多种多样的形式，如圆形、方形、长方形等。入料管一般是直倾斜的，也有采用抛物线形和摆线形的。总的要求应该考虑使矿浆按切线方向进入旋流器，阻力要小，易于制造。

2.2重介质选煤的特点

（1）分选效率高

重介质分选机和重介质旋流器的分选效率在各种重力选煤方法中是最高的。

（2）分选密度调节范围宽

重介选的分选密度一般为1300～2200kg/m3，而且易于调节，其误差可保持在±0.5％范围之内。

（3）适应性强，分选粒度范围宽

重介质选煤在入选原煤的粒度、数量和质量上允许有较大的波动。例如，块煤分选机的入料粒限为1000～6mm，末煤重介质旋流器为50～0.15mm。

（4）生产过程易于实现自动化

重介质选煤所用悬浮液的密度、液位、粘度、磁性物含量等工艺参数能实现自动控制。

重介质选煤的缺点是：增加了加重质的净化回收工序；设备磨损比较严重。

2.3重介质选煤的适用范围

（1）用重介质分选机排矸

（2）用于分选难选煤和极难选煤

实践证明易选煤可用跳汰选；难选或极难选煤采用重介选。

（3）适合低密度分选以脱除黄铁矿

原煤中黄铁矿含量随煤的密度增高而增加。在分选黄铁矿含量高的煤时，降低分选密度就可降低精煤硫分。

（4）用重介质旋流器再选跳汰机的中煤或精煤

跳汰机排出的中煤中，往往含有占本样15％～25％（难选煤还要多）的精煤，用重介旋流器去再选这部分中煤比用跳汰机再选的效率高，提高了全样的数量效率。另外，用跳汰机粗选可降低基建投资和生产费用，用重介质旋流器再选粗精煤可提高精煤质量。

2.4重介质选煤加重质的粒度要求

在大多数选煤厂都使用磁铁矿粉作为加重质，各种粒度的原料煤及不同的重介质选煤设备对磁铁矿粉都有一定的要求，《选煤厂设计手册》中建议磁铁矿粉中磁性物含量应在95％以上，选块煤时粒度小于0.074mm的含量不低于80％；选末煤时粒度小于0.4mm的含量不低于80％。一些选煤厂的磁铁矿粉的质量能满足块煤分选机的要求，但两产品旋流器使用的磁铁矿粉粒度要求较细。若磁铁矿粉粒度过粗不符合要求，在用前需磨细，可用球磨机磨细，磨后再进入旋流器分级，其溢流为粒度合格的加重质，底流回球磨机再磨。

2.5加重质如何脱除

重介质选出的精煤、中煤和矸石都带有磁铁矿粉，一般情况是重悬浮液密度高的带走得多，煤的粒度细的带得多。重悬浮液先经固定筛或弧形筛脱除，然后进入直线双轴振动筛，第一段约占筛长的1/3作为脱除悬浮液用，第二段其余

2/3作为冲洗加重质。矸石和中煤一般可用循环水冲洗；为了减少污染降低精煤灰分，先用循环水冲洗再用清水冲洗。

固定筛或弧形筛的筛下以及第一段脱介筛的筛下作为合格介质，可以直接复用；第二段因被冲洗水稀释，筛下为稀介质，这部分重悬浮液经过磁选脱除煤泥和粘土而称为合格介质。

2.6重介质选煤中悬浮液的密度如何控制

重介质选煤过程中，悬浮液的密度直接影响实际分选密度。为了提高分选过程的工艺效果，实际分选密度的波动尽可能小。一般要求进入分选机中的悬浮液，其密度波动需小于±0.1g/ cm3。悬浮液的密度根据对精煤灰分指标的要求确定的。但由于分选机中流体运动的影响，悬浮液密度与实际分选密度是有差别的，对于上升介质流的块煤重介质分选机，悬浮液密度比实际分选密度一般要低

0.03～0.1 g/ cm3. 若用重介质旋流器，悬液液密度比实际分选密度要低0.2～0.4 g/ cm3。在日常生产中，检查悬浮液密度的方法有两种，一是人工检查，即用浓度壶测定；另一种方法是用仪器自动检测，由这些装置将所获得的一次信号，通过电子仪器转换成电讯号，传输给执行机构，用补加水或补充加重质的方法，使悬浮液的密度维持稳定状态。