摘要：随着采煤机械化水平的提高，原煤中煤泥含量不断增加。另外，煤质的不断变化使得重介选煤，特别是大直径重介旋流选煤取代跳汰选煤成为主流的选煤方法。随着重介旋流器向大型化发展，其分选粒度下限也在不断上升;另外，在浮选中具有较高选择性的旋流微泡浮选柱的应用也使得浮选粒度上限下降。煤泥的分选面临两个问题:一是煤泥含量不断增加;二是重介质旋流器有效分离下限与浮选柱有效分离上限之间的粗煤泥不能有效分离。
关键词：粗煤泥回收；粗煤泥分选；分选工艺；分选设备；组合分选工艺；
一、粗煤泥回收技术
1.1煤泥离心机回收粗煤泥工艺。在该工艺中，浓缩分级旋流器与弧形筛配合使用，浓缩分级旋流器底流进入弧形筛，弧形筛筛上物进入煤泥离心机脱水、脱泥后得到粗精煤泥。为了保证煤泥离心机的入料浓度在400 g/L以上，用弧形筛来提高旋流器底流浓度。此工艺多用于粗精煤泥的回收，粗精煤泥灰分一般高于重选精煤灰分2-4个百分点，水分在16%左右，粒度下限可达0.25 mm。在实际生产中，该工艺存在着粗精煤泥细泥污染、灰分偏高的现象。为了降低粗精煤产品的灰分，可在弧形筛处加设喷淋水。
1.2高频筛回收粗煤泥工艺。该工艺用于粗精煤泥、中矸粗煤泥和煤泥的回收。主体设备为浓缩分级旋流器和高频筛。该工艺采用浓缩分级旋流器是为了保证高频筛的入料浓度在350 g/L以上。该工艺粗精煤泥产品水分偏高，一般为22%～24%，回收粒度下限可达0.15 mm。此工艺中的粗精煤泥可以部分掺入重介精煤，中矸粗煤泥则作为中煤销售。此外，陈宣辰等发现高频筛不仅具有回收粗煤泥的作用，而且还有分选并进一步降低产品灰分的能力。
1.3沉降过滤离心机回收粗煤泥工艺。沉降过滤离心机适用于原生煤泥和次生煤泥量较大的选煤厂。该机对入料粒度组成要求苛刻，煤泥中＜0.044 mm粒级含量最高为40%，否则，粗煤泥产品水分指标偏高。因此，是否选用沉降过滤离心机作为粗煤泥回收的主要设备，应根据粗煤泥中细泥含量而定。
二、粗煤泥分选工艺
2.1重介质分选工艺。煤泥重介质分选工艺是指向煤泥重选设备中加入重介质以实现煤的分选的选煤工艺。在我国，煤泥重介质分选工艺常用设备是煤泥重介质旋流器。在煤泥重介旋流器中，颗粒在离心力场中的径向沉降速度(向器壁的运动速度)如下式所示:
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式中:v
hs为颗粒干扰沉降末速;η
1为干扰沉降影响系数;d为颗粒当量直径;ρ
s为颗粒密度;ρ为分选介质密度;u为颗粒切线速度;r为颗粒旋转半径;ζ为阻力系数，它是颗粒在流体介质中的雷诺数的函数。由式可知，提高沉降速度vhs的方法有:①采用小直径的旋流器(颗粒的旋转半径小);②提高颗粒切线速度u，这可通过提高入料压力来增加颗粒受到的离心力实现。提高颗粒干扰沉降速度vhs，有利于细颗粒的及时沉降，可促使不同密度的颗粒在很短的时间内沿径向分层，从而实现颗粒的高效分选。煤泥重介质旋流器采用小直径、高给料压力，能够产生较高的离心力，从而弥补大直径旋流器分选下限高的问题;此外，由于重介质悬浮液的密度接近于煤泥分选密度，因此煤泥重介旋流器分选密度宽，精度高，对入选煤泥的波动适应性强，且适合老厂改造。对于设置有粗煤泥重介分选工艺的选煤厂，一般将精煤弧形筛下合格介质分流出来以实现粗煤泥分选，主体设备为煤泥重介质旋流器和分级浓缩设备，煤泥重介质旋流器溢流进入分级浓缩设备脱泥、脱水，可获得合格质量的精煤。选煤厂采用的是三产品煤泥重介旋流器分选工艺，三产品煤泥重介质旋流器的一段溢流进入精煤磁选机，二段溢流进入中煤、矸石磁选机，二段旋流器的底流返回合格介质桶;精煤磁选机尾矿打入分级旋流器，分级旋流器底流进入脱水筛，最终得到合格精煤产品。
2.2水介质分选工艺。（1）水介质旋流器分选工艺。同重介质旋流器一样，水介质旋流器也是根据离心沉降的原理来实现粗煤泥分选的设备，不同之处为:水介质旋流器的分选介质为水，它虽具有独特的结构形式，但分选精度远不如重介质旋流器。水介质旋流器的特点是锥段部分较重介旋流器短，但锥角大。分选时，物料在水介质旋流器的锥段部分自生成分选床层，颗粒在分选床层中完成干扰沉降，从而实现分选。水介质旋流器分选工艺优点是单台处理量大，设备投资少，系统建设周期短;缺点是入料粒度范围窄，分选精度差，分选下限高，溢流不经过脱泥往往达不到精煤的灰分要求。水介质旋流器主要用于处理高硫煤和难浮选的风化氧化煤，适用于易选煤和中等可选煤的分选，一般与其他主选设备配套使用。（2）螺旋分选机分选工艺。螺旋分选机是一种流膜分选设备，是在重力和离心力的作用下实现不同密度矿物分离的设备，近年来在澳大利亚等国家的选煤厂中广泛应用。影响螺旋分选机分选效果的因素有:①入料粒度。要求入料粒度为1.5～0.1 mm，对于粒度＞1.5 mm和＜0.1 mm的物料分选效果不明显，需严格控制入料粒度;②入料浓度。入料浓度以27%～35%为宜。螺旋分选机具有以下优点:（1）无运动部件，且维修量小;（2）占地面积小，基建费用低;（3）入料无需压力，操作管理方便，可用双头或三头螺旋来提高设备的单台处理能力。该设备缺点为:①分选密度高，有效分选密度在1.6 g/cm3以上;②产品质量波动大，当分选难选煤和精煤灰分要求低时，螺旋分选机不能满足要求。
2.3液固流化床分选工艺。液固流化床分选机有多种形式，有的称干扰床分选机(简称TBS)，有的称横流分选机(简称CFS)，有的称逆流分级机(简称ＲC)，还有的称粗煤泥分选机(简称CSS)等，但它们的分选机理都是相同的，即颗粒在上升水流的作用下按干涉沉降速度差分层，并形成一定密度的流态化床层，小于床层密度的物料进入溢流成为精煤，大于床层密度的物料进入底流成为尾矿。在重力场中依靠干涉沉降末速的差值分选，决定了液固流化床分选只能按窄级别分选，入料粒度较窄。
2.4不同分选设备组合分选工艺。（1）水介质旋流器和螺旋分选机组合分选工艺。虽然水介质旋流器和螺旋分选机都属于重力分选设备，但二者的分选特点不同。水介质旋流器适用于低密度物料的分选，可生产低灰分精煤，而螺旋分选机适用于高密度物料的分选。因此利用水力旋流器可低密度分选生产低灰产品和螺旋分选机可高密度分选降低精煤损失的特点，即可实现难选粉煤的高效分选。为了更好地分选粗煤泥，美国、澳大利亚等国家采用“水介质旋流器精选－螺旋分选机扫选”的联合分选工艺，从而弥补了单种分选设备的不足，提高了综合分选效率。（2）TBS分选机和螺旋分选机组合分选工艺。设计了一种“TBS分选机精选、螺旋分选机扫选和螺旋分选机低密度轻产物返回TBS分选机进行再选”的粗煤泥组合分选工艺，以此来实现分选工艺的优化。通过对煤1～0.25 mm粒级原生煤泥“TBS和螺旋分选机”组合分选的预测，得出如下结论:与单独使用一种分选设备相比，TBS分选机和螺旋分选机组合分选工艺可实现精煤产率和尾煤灰分不同程度地提高。
结语：总之，未来粗煤泥分离技术的发展方向应该是根据粗煤泥的组成、粒度和密度，继续开发新型煤泥分离设备，并合理选择现有设备，设计合理的分离工艺。
参考文献：
［1］王军.浅谈选煤厂粗煤泥回收和分选工艺应用现状.2019.
［2］刘彤，选煤厂浮选跑粗的现状研究.2018.