浅谈大平矿复合干选法回收油页岩的应用

詹德宽 郭建琦

（铁法能源公司，辽宁 调兵山 112700）

1 概述

自铁康油页岩加工利用有限公司投产以来，提炼原油的原料基本靠大平矿和小康矿两座矿井供应。随着油页岩加工公司大型化、连续化、和自动化的发展态势和干馏工艺技术水平的不断提高，对供料的质量和数量提出了更高的要求。

2 大平矿早期的油页岩回收存在局限性

2.1 洗选矸石作为油页岩加工公司生产的主要原料，还有一少部分是经过手选台人工拣取的大块油页岩。事实上，油页岩公司更倾向于人工拣取的油页岩部分，因为水洗矸石含有过多的外在水分，对油页岩的干馏工艺影响很大，导致生产效率下降。

2.2 选煤厂手选台每班8 名女工，除拣取油页岩之外，还要捡除花岗岩等质地较硬的岩石、铁器、木料等杂物以减小其对设备的压力，人工劳动强度较大。

2.3 入洗原料煤中油页岩比率较高，大量的油母页岩涌入洗煤系统，油母页岩易泥化的性质使洗水变粘稠、浑浊，会增大洗煤尾水处理的压力，造成尾水处理药剂量增大，工人的劳动强度增大，更主要的是洗水系统异常会对整个生产秩序产生极大的影响。

2.4 入洗原煤较高的含矸率使选煤厂洗煤回收率长期处于较低水平，洗煤回收率低于50%，这也是制约选煤厂跻身先进行列的一个重要因素。

为了解决油页岩回收中的一些列问题，选煤厂工艺流程新纳入了复合式干选系统。

3 复合式干选法的分选原理

3.1 翻转剥离分选原理：利用床面振动产生的惯性力，使下层靠近床面的物料由排料边向背板方向运动，由于背板的阻挡，引导物料向上翻转。密度小的煤优先进入上层。上层物料受床面振动影响小，在重力作用和背板推力作用下，沿表层向排料边下滑，通过排料挡板剥离出表层密度最小，灰分较低的部分煤。其余物料继续做下一周期循环运动。

3.2 自生介质的分选原理：复合式干选机入料粒度范围是80-0mm，而原煤中6-0mm 的粉煤和床面上升气流组成了气固两相混合介质，形成具有一定密度，相对稳定的混合悬浮介质层。密度小的煤悬浮于介质层中，由排料边排出，密度大的矸石则下沉到床面被运往矸石端。用阿基米德原理可以做出简单的解释，和重介质选煤原理相近。

3.3 离析作用和风力作用的综合作用：一个铁桶放入粒度大小不同的原煤，振动铁桶后就会发现大粒度物料挤入上层，小粒度物粒漏到底层。这种现象叫做“离析作用”。同样铁桶放入不同粒度原煤，在铁桶底部开很多小孔。铁桶不动，只是通过风孔向上鼓风，其结果是细粒煤吹到上层，大块落到下层，这是“风力作用”。

3.4 高密度矿粒浮力效应：床层底部高密度矿粒（矸石）相互挤压碰撞产生浮力将低密度煤不断挤出矸石层，从而使矸石产品得到净化。

3.5 床面上格条分选：床面上平行格条形成多个平行槽体，使矿粒受到多次分选。其分选原理类似湿法摇床选煤。五种分选原理都可选煤，复合干选法集以上五种分选原理为一体，达到风力选煤技术领先的水平。

4 复合式干选机的结构

复合式干法分选机由分选床、振动器、风室、机架和吊挂装置、接料槽等部分组成。振动器由2 台振动电机固定在分选床电机架上，带振动器的分选床由4 根钢丝绳通过减振弹簧悬挂在机架上。

分选床由布满风孔的直角梯形床面、背板、格条、排料挡板和矸石门组成。在床面下部设置若干风室与离心风机相通，各风室均有风阀控制，风室和床面固定与分选床成为一体。

5 复合干选法的应用特点

5.1 入洗原煤经复合干选工艺，含矸率大幅度降低，洗煤回收率提高20%以上。

5.2 干选产品水分低。由于干选床层靠振动和鼓风作用形成，四种产品不但不增加水分，还有一定脱水作用（能降低0.5%左右水分），为回收低水分油页岩提供可靠的保证。

5.3 复合干选法生产成本低、效率高，吨原煤加工成本远低于跳汰洗煤法；干选系统用人少，节约劳动力，劳动生产率高，操作人员2-3 人，劳动生产率可达200 吨/工以上。

5.4 干选产品多样化可出多种灰分不同的产品。有利于满足商品煤用户的条件下取得最大经济效益；适应性强。对各种煤种排矸均能适应。

6 工业性试验结果

6.1 -1.8 密度级占全样产率已由35.90%增长至58.26%，增长幅度显著，选煤厂洗煤回收率指标又上了一个新的台阶。

6.2 筛分实验结果显示，经过干式分选，>20mm 粒级产率由91.16%降低至83.24%，降幅为8.69%，该粒级产率降低不明显；而1-6mm、6-20mm 两个粒级的产率分别由1.64%增至5.97%、7.20%增至10.79%，增幅为72.53%和33.27%，增加幅度巨大。这就表明入洗原料煤中粒度较大物料被有效的分离出去，导致小粒级物料产率升高。

6.3 从浮沉实验-1.8 密度级占全样产率分粒级观察，中小粒级增长幅度亦远大于>20mm 粒级幅度。这说明经过干选工艺，小密度级含量增加，矸石量减少，干选法排矸效果明显；这也从侧面反映出，选煤厂矸石粒度级>20mm 居多。

结语

复合干选系统经科学论证，符合选煤厂生产实际。该系统设计简洁新颖，运行稳定可靠，在回收油页岩应用中，充分实现了煤矸分离效果，解决了油页岩公司干燥状态油页岩原料不足的矛盾。有效降低选煤厂入洗原料煤的矸石含量，从而洗煤回收率有相当幅度的提高；也为提高洗煤质量奠定基础，优化洗煤产品结构打下良好基础，从而达到提高煤质增加销售收入的目的。干选系统投入以后，煤矿企业收到良好的经济效益。除此之外，煤炭企业向节能环保、能源综合利用等可持续发展战略发展已经大势所趋。复合干选法节约水资源，不产生洗煤尾水，同时又节能、环保，符合发展洁净煤技术等各项国家经济技术政策。复合式干法选煤技术是我国独创的，适合我国国情的新型选煤方法。这种选煤方法能适应我国各种大小不同类型动力煤煤炭企业的需求。为解决我国褐煤等易泥化煤洗选加工的难题；为解决我国煤矸石综合利用的问题；为提高原煤入选率等诸多方面做出了重要贡献。

[1]尹景云.复合式干选法在选煤中的应用[J].煤炭技术，2004.

[2]扬德山.复合式干选法与湿式选煤法应用之比较[J].应用能源技术，2006.