干扰床分选机选煤的应用

郭春华

山东兖矿集团南屯煤矿选煤厂，山东邹城 273515

1 选煤技术的应用情况

目前，我国广泛应用的选煤工艺主要有基于密度差异的跳汰、重介和螺旋分选及基于表面物理化学性质差异的浮选等。主要的选煤方法有以下几种：跳汰选煤，在我国得到了广泛的应用， 其适宜于处理易选和较易选煤。重介选(尤其在离心力场中实现分选的大直径旋流器分选法) 是当前最先进的选煤方法， 适宜处理难选和极难选煤。经过多年的选煤生产实践经验表明：无论是跳汰选还是重介选，对细粒煤的分选效果都较差。分选效果往往随着粒度的减小而变差，尤其是对1.5～0.3粒级粗煤泥的分选往往难以取得理想的效果。目前，国外大多数采用的螺旋分选机因能分选1mm～0.15mm 的粗煤泥而在国外得到广泛应用。它的选煤工艺具有投资少、运行费用低、操作简单，缺点是分选精度低、设备难以大型化及分选密度高。因此，螺旋分选机只适合于分选可选性较易的动力煤，要在低密度下分选炼焦煤很困难，螺旋分选机在我国未获得广泛应用。通过分析以下特点：表面物理化学性质差异的浮游选煤是回收煤泥的主要技术，其有效分选粒度约在0.3mm～0.05mm 之间，大于0.3mm 的粗煤泥在浮选过程中，极易损失到尾矿中。因此，大于1mm 的粗颗粒可用重力分选方法进行有效分选，小于0.3mm以下的细煤泥可用浮选。然而对1mm～0.3mm粗煤泥的分选还没有有效的分选技术及设备。一定程度上造成资源浪费和企业经济效益降低。而煤泥分选是选煤生产的重要环节，其分选效果的好坏直接影响煤泥产品的产率和质量。因此，寻求粗煤泥的有效分选技术和设备就变得具有重要的现实意义。

干扰床分选机作为一种经济、实用的分选设备，洋为中用，有力推动了选煤工艺向更高层次发展。

2 干扰床分选机的使用原理和功能

干扰床分选机，即TBS（teeter bed separator），有的称摇摆流化床分离器，主要用于粗煤泥分选。实践证明，用TBS分选粗粒级煤泥能取得较好的分选效果。干扰床分选机于20世纪80年代开始进入选煤领域。

干扰床分选机原理。干扰床分选机原理颗粒的密度、粒度不同，在同一流体中的沉降速度也不同。高密度粗粒具有较大的沉降速度，低密度细粒的沉降速度则较小。如果提供一个上升流体速度，使其介于低密度细粒的沉降速度和高密度粗粒的沉降速度之间，则高密度粗粒将在该上升流体中沉降，而低密度细粒将上浮，从而实现多组分粒群按密度和粒度实行分离。进而，如果粒群的粒度相等或在很窄的粒级范围内，则颗粒的沉降速度取决于颗粒的密度， 不同密度的颗粒在一定上升水速作用下将按密度进行分选，下降的物料与上升水流相遇形成干扰层或称沸腾床层。入料中的颗粒在分选机中作干扰沉降运动，由于颗粒之间密度不同，使干扰沉降速度存在差异，从而为分选提供了依据。这就是干扰床分选的分选原理。

干扰床分选机影响分选的主要因素：1）物理特征，如粒度、密度、形状等；2） 流体的性质，如流体的粘度、密度及其流动速度等；3） 一些操作因素，如加料方法、水流的产生途径、尾矿的排料方法等。

干扰床分选机分选效率特点：1）结构简单，不需要复杂的入料分配系统；2）护工作量少，费用低；3）分选密度可控、可调，可根据物料的粒度和密度设计所需要的粒度或密度级，最低可达1.45g/cm；4）备占地面积小，单位面积处理能力大；5）没有入料分配的问题。

干扰床分选机在选煤系统的应用某矿选煤厂原设计能力180万t，现生产能力为400万t的，采用单一跳汰工艺。原有的煤泥回收系统单一，为浓缩池—旋流器—高频筛—离心机。由于近几年井下九采煤开采，煤质结果如表1。

表1

从表1可以看出煤泥含量高达20.94%。靠原有的煤泥回收系统已经不能将煤泥灰分控制在9.00%以下，无法参入精煤（精煤灰分区间为8.00%～9.00%），导致精煤回收率不足40%，严重制约矿井经济效益的增长。如何对这些煤泥进行分选回收，是提高精煤产率，降低洗水浓度和矿井经济效益提高的关键。3年前该矿选煤厂对煤泥水系统进行了技术改造，技改的关键就是加入了TBS对煤泥进行分选。我们对TBS的底流和溢流进行采样化验，根据分选效果调整TBS各参数，经过多次试验，最终确定了TBS干扰水压力100kPa，入料粒度1mm～0.25mm，小时处理量110t的运行参数。能够取得的效果是底流灰分25%～30%，溢流灰分10%～11%，再经过旋流器和高频筛的分选，煤泥灰分在8.00%左右，完全可以掺入精煤中，实现了技改设定目标。

经过查阅大量的资料和调查研究发现，干扰床分选机用于细粒煤分选和回收在国外已经相当普遍，并且取得了很好的效果。但是国内对此的研究还不是很多，在煤矿生产选煤厂的使用几乎是空白，要进一步提高煤炭生产质量，洗选加工出精煤要在研究开发、并逐步完善干扰床分选细粒煤技术，为煤矿细粒煤和粗煤泥的分选开辟一条新的途径。