編者按：本文由馬挺發(fā)表在《煤炭加工與綜合利用》期刊2019年第11期，原題目為“FGX型復合式干選機在恒寶源煤礦的應用”。本平臺選編時(shí)有刪減，配圖根據內容斟酌選擇。

1、概述

恒寶源煤業(yè)有限公司設計生產(chǎn)能力90萬(wàn)t/a。礦井主要煤種為長(cháng)焰煤。目前由于采出的原煤灰分高、硫分高、發(fā)熱量低等，導致商品煤滯銷(xiāo)的現象時(shí)有發(fā)生，嚴重影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，需對原煤進(jìn)行洗選加工處理。由于礦井原煤硬度較低，易破碎，矸石遇水易泥化，不宜采用濕法選煤，因此考慮采用干法選煤技術(shù)。經(jīng)過(guò)考察調研，決定采用技術(shù)比較成熟的FGX復合式干法風(fēng)選機進(jìn)行分選。

2 、FGX型復合式干選系統

2.1 系統結構

復合式干選系統由入料環(huán)節、分選環(huán)節、供風(fēng)環(huán)節、除塵環(huán)節、電氣控制環(huán)節、運輸環(huán)節等組成。FGX型復合式干選機是該分選系統的核心部分，其組成主要包括分選床、排料擋板、格條、振動(dòng)器、吊掛機架、風(fēng)室等。分選床和振動(dòng)器由吊掛裝置懸吊在機架上，實(shí)現了分選床橫向與縱向角度的靈活調節，結構如下圖所示。

2.2 分選機理及技術(shù)特征

復合式干選機的分選是利用振動(dòng)力和風(fēng)力的綜合作用，將物料按密度、粒度、形狀等特征差異進(jìn)行分選，具體分選機理為：

（１）物料在分選床上的螺旋翻轉分選作用。物料經(jīng)入料口進(jìn)入具有一定縱向和橫向傾角的分選床面，底層物料受床面振動(dòng)慣性力的作用，向背板運動(dòng)，上層物料在背板推力和自身重力的作用下，由物料表層做下滑運動(dòng)。由于入料壓力和床層振動(dòng)作用，使得不斷翻轉的物料做近似螺旋運動(dòng)，并向矸石端運動(dòng)。因分選床面沿橫向寬度逐漸減小，使得輕產(chǎn)物優(yōu)先經(jīng)排料檔板排出，重產(chǎn)物沿床層繼續做螺旋運動(dòng)，并經(jīng)矸石端排出。物料在床面的分選運動(dòng)如下圖所示。

（２）自生懸浮介質(zhì)的分選作用。物料中含有的細粒物料與床面上升的空氣流形成氣—固兩相懸浮介質(zhì)層，低密度物料經(jīng)分選進(jìn)入上層，高密度物料進(jìn)入下層，實(shí)現物料按密度的分選。

（３）綜合作用力下的分層分選。入選物料受床層振動(dòng)產(chǎn)生的離析作用和上升氣流產(chǎn)生的懸浮作用，進(jìn)行松散分層。根據熱力學(xué)第二定律可知，分選物料體系位能降低，輕產(chǎn)物進(jìn)入上層，重產(chǎn)物進(jìn)入下層，實(shí)現物料分層。物料分層作用如下圖所示。

（４）重顆粒物相互碰撞擠壓產(chǎn)生的浮力作用。分選過(guò)程中床面底部矸石層顆粒相互碰撞擠壓產(chǎn)生浮力作用，輕產(chǎn)物浮出矸石層，實(shí)現物料按密度的有效分離。

3、工藝流程

礦井原煤由主斜井帶式輸送機提升出井后，帶式輸送機將其運至篩分車(chē)間，篩分機篩孔30mm；小于30mm粒級的篩下物通過(guò)犁式卸料器卸入末煤儲煤場(chǎng)；大于30mm粒級的篩上物塊煤進(jìn)入干法分選系統，分選出精煤、中煤和矸石。

4、分選效果評定

4.1 原煤可選性分析

本次干法分選試驗采用的煤樣來(lái)自恒寶源煤礦9號層煤，煤樣的可選性曲線(xiàn)見(jiàn)下圖。

從可選性曲線(xiàn)可見(jiàn)，9號層煤的可選性特征為，曲線(xiàn)彎曲度較大，±0.1含量曲線(xiàn)在1.5～1.6g/mL密度級轉折較大。按《中國煤炭可選性評定標準，用分選密度±0.1含量評定，見(jiàn)下表。

由表可知，9號層煤理論分選密度1.6g/mL，精煤回收率63.0%，±0.1含量扣除沉矸10.55%，可選性等級屬中等可選。

4.2 分選效果評定

原煤通過(guò)復合式干法分選機分選出三種產(chǎn)品，分別為精煤、中煤、矸石。各分選產(chǎn)品及原煤化驗結果見(jiàn)下表。

從表可知，經(jīng)過(guò)干法分選，較之原煤，精煤灰分降低了10.14%，硫分降低了0.80%，發(fā)熱量提高了4.46MJ/Kg，矸石灰分提高了32.27%，可見(jiàn)干選設備排矸效果較好，不僅提高了產(chǎn)品的發(fā)熱量，而且還降低了硫分。從回收率來(lái)看，精煤產(chǎn)率為60.85%，中煤產(chǎn)率為17.32%，矸石產(chǎn)率為21.83%，將中煤摻入精煤銷(xiāo)售，產(chǎn)品回收率達到78.17%。

5、經(jīng)濟效益分析

恒寶源煤礦年生產(chǎn)原煤80萬(wàn)ｔ，大于30mm篩上物占原煤的30%，干選機年處理量為24萬(wàn)ｔ。綜合考慮原煤成本、分選成本、產(chǎn)品售價(jià)等因素，其經(jīng)濟效益分析如下表所示。

從表可知，大于30mm篩上物采用干法分選，年洗選成本3912萬(wàn)元，年收入5040萬(wàn)元，年利潤為1128萬(wàn)元，具有很好的經(jīng)濟效益。

6、對提高分選效果的建議

為了進(jìn)一步提高干法分選機的分選效果，應對影響復合式干選機分選效果的因素進(jìn)行分析。

（１）從設備結構參數看，要根據實(shí)際生產(chǎn)需要選擇適合現場(chǎng)的分選設備，主要包括設備的處理能力、分選面積及結構尺寸等參數。

（２）從操作參數來(lái)看，主要包括床面的振動(dòng)頻率、床面振幅等因素，如何選擇合適的操作參數還需要進(jìn)一步的探究試驗。

（３）從入選原煤性質(zhì)來(lái)看，主要包括入料的粒度組成和外在水分，探究入料粒度組成和水分對分選效果的影響還需進(jìn)一步的試驗研究。

7、結論

恒寶源煤礦采用干法分選，分選效果顯著(zhù)，能保證產(chǎn)品質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。

產(chǎn)生的中煤可以根據需要返回系統進(jìn)行再選，也可摻入精煤進(jìn)行配煤銷(xiāo)售，這樣不僅提高了配煤產(chǎn)品的靈活性，同時(shí)也提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)適應性。

干法分選機對入料的外在水分適應性比較強，當外在水分小于9%時(shí)，對分選效果影響很小，能夠減少煤中水分對發(fā)熱量的影響，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

干法分選不用水，省去了繁雜的煤泥水系統，不產(chǎn)生煤泥水污染，節約了資源，降低了成本。

復合式干選機結構簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，維修量小；干法分選系統工藝流程簡(jiǎn)單，輔助設備少，相對于濕法分選可節省大量基建投資。