摘要：随着时代的不断进步，世界范围内应用的煤炭分选方法经历了从原始跳汰到重介质选煤技术的发展。本文主要围绕重介质洗煤技术在选煤厂中的应用展开探讨，其中，针对重介质洗煤的原理及应用分析，以期为相关研究提供帮助。
关键词：重介洗煤技术；选煤厂；应用策略
窗体底端
一、重介洗煤的基本原理
原煤是煤、夹矸煤、矸石等的混合物,其密度范围一般为1.2-2.6g/L。把这种不同密度的混合物放人具有中间密度的重介质中,即可分出两种不同密度级的产品: 即低于重介质密度的浮物和高于重介质密度的沉物。浮物浮于重介质液面, 沉物沉于分选槽的底部,通过机械或溢流将浮物和沉物分别排出,这就是重介质选煤。因此,这种选煤方法是根据阿基米德原理, 即颗粒在重介质中所受的重力 G0 等于颗粒的重力与同体积介质浮力之差,即:G0=V(δ - ρ)g 式中:V--颗粒的体积,L;δ- - 颗粒的密度,kg/ L;ρ-- 重介质密度,kg/L;g-- 重力加速度,m/s2从上式可以看出, 颗粒在重介质中所受重力G0的大小,与颗粒体积V和颗粒与介质间的密度差(δ- ρ) 成正比,颗粒在重介质中的垂直运动方向取决于颗粒密度与重介质的密度差值有关;这里有三种情况:各种选煤方法分选精度的比较(1)颗粒的密度大于重介质密度(δ>ρ)时,颗粒的重力大于重介质的浮力,颗粒下沉;(2)颗粒的密度等于重介质密度(δ = ρ)时,颗粒的重力与重介质的浮力相等,颗粒可悬浮在重介质中的任意位置; (3)颗粒的密度小于重介质密度(δ<ρ)时,颗粒的重力小于重介质的浮力, 颗粒上浮。应当指出,阿基米德原理是用于均质介质中,而重介质选煤用的介质普遍使用磁铁矿粉与水配制的重悬浮液,是不均质的两相体系,能否把悬浮液看成均质介质呢？这主要取决于加重质粒度与入选物料粒度的比值一般来说,用于重介质选煤的加重质粒度较细(<0.1mm),重介质分选机的入选物料粒度在6mm以上,两种粒度的差值很大;因此具有与均质介质的密度相同的性质。实践证明,在重力场中用重介质分选粒度小6mm(或3mm)的粉煤时,分选效果较差,分选1mm以下的物料时;效果更差。这是因为颗粒的沉降速度与颗粒直径成正比,当粒度小于1mm时,沉降速度太小,以至于不能有效分选。为了降低分选下限,只有增加加速度。在离心力场中可使离心加速度比重力加速度大得多,从而大大强化对细粒难选煤的分选作用。例如,在重介旋流器内,当颗粒的旋转半径为100mm、转数为400r/min 时,颗粒在该离心力场中的移动速度比在重力场中自由沉降速度高178倍。因此,在重力场中得不到很好分选的细粒级物料,在离心力场中可取得满意的分选效果。
二、重介洗煤技术在选煤厂中的应用
2.1具体应用
重介洗煤主要指利用阿基米德原理，在重介质悬浮液中开展分选操作的一种方式。但想要开展相关操作，还需要基于人工制备且存在相应特性的介质中开展分选操作，所以，在分选设备设计完成之后，介质的制备、回收及其性质稳定性，是可对生产的顺利与否产生直接影响的关键因素。
具体而言：基于相应的密度要求，开展重介质制备操作，随后，将预先准备的材料按照规定的速率和重介质共同或者依次放进分选机内，根据密度对轻、种产物展开分选，通过筛上喷水洗涤法，对产品内部带出介质开展脱除及回收操作，一般来讲，会借助磁选机进行回收、利用介质循环系统开展重复使用。介质循环系统内部通常会设置介质特性测控装置，此类装置可以通过多种形式确保循环重介质特殊性质的相对稳定。在一定量的介质通过磁选尾矿或者产品脱除以后，新制备的介质按照测控装置的信号，自动或者依靠人力进入到装置之后，进而达到确保数量平衡的目的。
充分考量上述分选操作的本质及特性，可为相关生产管理、操作及工艺研究提供有效依据。选煤过程中应用的重介质，一般为高密度微细固体及水的混合液，是一种非均相的重悬浮液，和真溶液存在较大差异，此类溶液内含固液两相，具备较高复杂性。基于此，实际开展各环节分选操作时，煤粒于其中进行相应运动的过程中，不仅会遭受分散介质阻力影响，分散相颗粒的阻力对其影响也相对较大。但据相关实验显示，和处于真溶液内类似，粒度粗且和重介质的密度存在显著不同的颗粒，于悬浮液内运动时主要受惯性阻力影响；粒度小且和重介质密度差别并不明显的颗粒，主要受粘性阻力影响。但基于实验也得出另一种结果，即随着煤粒的粒度和加重剂粒度的差异越来越小，悬浮液内部的分选煤受加重剂颗粒机械作用影响会大幅提升，此为影响颗粒分选作用的关键因素之一。
为了更详细的阐述重介质选煤过程，现阶段应用范围较广且较为贴合实际的理论为：在煤粒粒度和加重质粒度的差距达数十倍以后，可将悬浮液认定为均相液体，处于其中的煤粒在运动时受到的阻力影响与真溶液相同；但在两者粒度类似的情况下，煤粒运动可认定为基于干扰沉降条件下的运动。基于此，处于离心力场内，干扰沉降沉比会对分选煤粒的直径起到限制性影响。通常来讲，具有分选资格的粒度最低限值为加重质最大粒度的五倍。
通常来讲，上述理论的应用条件为固液两相悬浮液内部所含分散固体体积浓度不大于30%的情况。倘若大于30%，那么就算针对粗粒度块煤来讲，也不能将相应悬浮液作为均匀液体。具体而言，个别情况下，我们发现密度较高，例如1800g/cm3或以上分选的重力分选机，会出现重介质表层存在粗矸石漂浮的情况。究其原因，利用磁性物含量较低的磁铁矿粉开展高浓度重介质配制操作的过程中，固体体积浓度大于30%的可能性较高，再结合系统内部煤泥较多等的影响，悬浮液性质和均匀液体之间会出现较大差距。
2.2应用优势
基于一定条件下，重介质选煤可满足较高的分选精度要求，有助于促进分选效率提升，且一般来讲，多会利用偏差E值开展分选精度开展衡量操作，照比其于选煤方法来讲，分选精度更高。也是由于此特点，重介质分选法可在难度较大或者极大的分选操作中发挥出较高实效性。分选精度高，即证明基于产品质量一直的情况下，生产精煤的效率较高。具体而言，该方式在多种差异粒度原煤的分选操作中进行有效应用。中国现阶段应用的三产品重介质旋流器，第一段直径的上限值为1400毫米，机器的平均处理能力每小时400吨，入料最大值为80毫米，且无需利用繁琐程度较高双密度介质分选技术。入选的原煤可提前开展脱泥或者不脱泥相关操作，如果经由风力分级干法脱泥，能够降低精煤综合水分，减少煤泥水处理量。
结语：针对个别煤矿来讲，其原煤中矸的含量相对较高，而单纯依靠人力开展拣矸操作的工作量过大，且难度较高，此类情况下，便可以利用重介质块煤选矸法。个别动力煤选去矸石之后获取的商品煤质量较高，此时也能够利用重介选排矸法。入选粒度的最小限值受商品煤质量的直接影响，但通过干法筛分原煤的过程中，入选粒度最小限值通常大于等于6毫米。此类方式最主要的优势在于工艺难度较低，操作便捷性较高，进行水处理的煤泥数量较小。静力分选机以及其他合适的设备也可以作为重介质分选机。
参考文献：
[1]田鹏.重介洗煤系统密度控制分析[J].能源与节能，2019（11）：151-152.
[2]庞华.重介洗煤系统的密度控制[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（07）：151-152.