干法选煤评述.pdf

第 6期 2 0 0 3年 l 2月 选 煤 技 术 CO AL P R EP A R A r I 1 ON TE C HN0I J G Y No ． 6 D e e ． 2 0 0 3 文章编号 1 0 0 1 3 5 7 1 2 0 0 3 0 60 0 3 40 6 干法选煤评述 陈清如 ，骆振 福‘ 1 ．中国矿 业大 学 化工 学院，江 苏 徐 州2 2 1 0 0 8 ； 2 ．中国煤炭 学会 选煤 专业委 员会 ，河北 唐 山o 6 3 0 1 2 摘要 文章以大量详 实的资料，回顾 了干法选煤技术的理论与实践研究成果和取得的新进展 ，指 出了研究先进高效的干法选煤技术对顺应我 国煤炭工业战略西移，促进洁净煤事业的全面发展的 重要 意义。 关键词 -干法选煤 ；气 固流化床 ；风 力选煤 ；磁 稳定流化床 ；研 究 中图分类 号 T D 9 4 2 文献标识码 A 1 前 言 选煤是合 理利用煤炭 资源 、保 护环境 的最经济 和最有效的技术，是煤炭加工 、转化为洁净煤基燃 料必不可少 的基础和关键环节 ；通过选煤可 以优化 产 品结构 ，提高利用效率 。因此 ，国际上公认选 煤 是实现煤炭高效、洁净利用的首选方案。加快发展 选煤技术对于实现煤炭 资源的综合利用 、节约能 源 、减少环境 污染具有 十分 重要 的意义 。 中国煤 炭 的入 选 比例一 直 较 低 ，2 0 0 1年 只 有 3 0 ％，动力煤 的入选 比例更低，仅为 1 ％，资源 浪费 和环境 污染 问题严重 。造 成这些 问题 的原 因是 多方面的，其 中水资源短缺是造成煤炭入选 比例低 的主要原 因之一 。中国煤 炭资源主要分布在 干旱 缺 水地区，已探 明的 1 万亿 t 煤炭保有储量中，晋 、 陕 、蒙 三 省 区 占 6 0 ． 3 ％，新 、甘 、宁 、青 等 省 区 占 2 2 ． 3 ％，东 部 4大 缺 煤 区 的 1 9个 省 区 只 占 1 7 ． 4 ％。占全 国煤 炭保有储量 三分 之二 以上 的干旱 缺水地 区的煤炭难 于采用耗 水量大 的湿 法分选方法 就 湿法跳汰选煤 而 言 ，入 选 l l 原煤 约需 3～5 t 循 环水 ，还需 1 1 “ J J u 部 分清 水 ；其 次 ，中 国相 当数 量 的年 轻煤 种 遇 水 易 泥 化 ，不 宜 采 用 湿 法分 选 ；第 三，湿法分选产品外水高达 1 2 ％以上，严寒地 区 冬 季冻结 ，贮运 困难 ，导 致部 分选 煤厂 被迫 停 产 ， 而且 ，采 用 湿 法跳 汰 、重 介 和 浮游 选 煤 ，耗 水 量 大，投资及生产费用高 ，吨煤投资达 8 0元 以上， 限制 了部分地方小 煤矿企业 的发展 。 收稿 日期 2 O 0 20 81 2 作者简介陈清如 1 9 2 6一 ，男 ，浙江杭州人 ，中国工程 院院士 ，中国煤炭学会选煤专业委员会名誉 主任 委员 ，中 国矿业大学化工学院教授 。电话 0 5 1 63 8 8 5 3 8 4 。 为了顺应 中国煤炭工业的战略西移 ，促进洁净 煤事业的全面发展，就需要研究高效的干法选煤技 术 。 干法选煤 主要是利用煤 与矸 石 的物理性质 差别 实现分 选 的 ，所 谓 物理 性 质 包 括 密 度 、粒 度 、形 状 、光泽度 、导磁性 、导电性 、辐射性 、摩擦 系数 等。干法选 煤主要包括风选 、拣选 、摩擦选 、磁 选 、电选 、x一射线选、微波选 、空气重介质流化 床选煤等，其 中已实现工业应用的有风力选煤 风 力摇床 、风力跳汰和空气重介质流化床选煤 。 2 干法选煤研究 回顾 2 ． 1 流化床选煤 2 ． 1 ． 1 基本原理 气固流化床分离 选 矿物可分为两类一类 是根据两 种颗 粒 的粒 度差 别 进行 分离 。其原 理是 粒度大的块状物不参与流化，而粒度小的粉状物能 够流态化 ，不参与流化的大颗粒沉在床底 ，能够流 化的小颗粒流态化后不断溢出床面 ，从而达到分离 的目的；另一类即本文所述及研究的气固流化床对 矿物的分选 。其原理是 以微细颗粒作为固相加重 质 ，形成具有一定密度的流化床层 ，不同密度组成 的被分离矿物 由有用 矿物与无用矿 物组成 进入 流化床层 后按床层密度分层 ，轻者上浮，重者下 沉 ，从而实现气固流化床对矿物的分选 。气固流化 床密度 p 可以表示为 P 1一 e P 。 IVI A t -l g． 式中 P为床层密度 ， k g ／ m ； e为空 隙率， ％ ； P 。 为固 相加重质颗粒密度， k v n ； 为床层质量 ， k g ； A为 床层截面积 ， ； H为床层高度， m； g为重力加速度 ， n 1 ／ s 2 。 维普资讯 第 6期 陈清如等 干法选煤评述 2 0 0 3年 l 2月 2 5日 不 同密 度的矿物在均匀 流体 中因受 到流体的净 浮力作用而 产生运动 ， 同时受 到流体阻力 的作用 ， 最 终按流体密 度分层分离 。 由于气 固流化 床属聚式流 化床 ， 床层 内压力及 密度有一定 的不均匀性 ， 因此要 实现被分选矿 物按 流化 床 密度 分离 ， 就 要求 被分 选 矿物 的粒度 足够大 于 固相 加重 质颗 粒粒 度 ， 使得 被 选矿物受 到流化床 密度 的净 浮 力作 用 占主导 ， 并 且 克服床层 介质阻力及 固相加重质颗粒返 混产生 的曳 力作用而 分层 。矿物在 流化床 的分离 除决 定于床层 密度 的均匀稳定性外 ， 还受床层 内气泡行为 、 宏观返 混 引起 的曳力等 因素影 响 ， 因此 ， 气 固流化 床分选研 究 涉及 床层密度均匀稳 定性 、 固相加重质颗粒物性 、 气 泡控制 、 分选 机理及设备结构 等问题 ， 是化工学科 与 矿物加工学科交叉 领域 的研究课题 。 2 ． 1 ． 2 基础 研 究 气 固流化 床分离特性 的研究 ，必 须从气体分 布 器 结 构等 、固相 加重 质颗 粒 物性 密 度 、粒度 分布和形状等 和操 作参数 风压 和气速 等方 面 着手 。 气 体分 布 器 是使 气 体 在进 人 床 层之 前 均 匀分 布，调整或控制其流速的装置 ，它对形成高质量的 流化床起决定性作用。D o u g l a s 等 设计了孔径小 、 分布均匀 的气 体分布器 。研 究认为 ，分布器 应具 备 气体通过它 时所产生 的压 降必 须大于气体通 过床层 所产 生 的压 降 这一 功 能 ，因为 ，只有 满 足 这 一 条 件 ，流化 床 中气 泡 大 小 才 可得 到 控 制 。B e e c k ma n s 等 】 研 制 的分 布 器 是 由孔 径 1 ． 5 m m 的 冲孔 板 和 3 层织布组成 ，开孔 率为 4 0 ％ ～5 0 ％。结 果表 明， 织布层是核心，压降主要产生于此。陈清如等 经 过大量 的基 础 研 究 ，提 出 了采 用 两 段 复合 式 分 布 器 ，在低 流化数下操作 的布风理论 ，达 到 了均匀布 风 的 目的 。 固相加 重质 的特性 是决 定 流化性 能 的关 键 ， 选 择 固相加 重质要从 能 否满 足矿 物分 选 的需要 、 回收 方便 、 成本低 等方 面考 虑 。D o u g l a s等 选 择 了硅 铁 粉作加重质 ， 形成 的流化 床密度 为 3 ． 3 g ／ c m ， 用 以分 选密度 为 2 ． 6 5 g ] e m 3 的石英 砂 和密度 为 4 ． 0 g ／ c m 的 石榴石 。G o r o s h k o等 ] 用磁 铁矿 粉及 砂子 作 为 固相 加重质 ， 可 以 形 成 不 同 密度 的 流 化 床 1 ． 3～2 ． 2 s ／ cI n 3 ， 用 以分选 不 同种类 的煤 炭 。陈清 如等 曾分 别研究 了磁 珠 、 磁铁 矿粉 、 石英砂及其混合物 的流化 性能 ， 都达到了理想效果。D o u g l a s 等 还研究了固 相 加重质粒度分布 不同时 的流化床密度 的稳定性及 变 化 。结 果 表 明 ， 粒 度 越 小 ， 形 成 的 床层 密 度也 越 小。因此在一定 范围 内改变 固相 加重质粒度组成 可 以调节流化床分选密度 。但要形成高质量流化床 ， 不同种类 的固相加重质各有其最佳的粒度范围， 陈 清如 等 的 研 究 结 果 表 明 了 这 一 点 。 We i n t r a u b 等 在 1 0 0 mm 圆筒 型流 化 床 装 置 上 ， 以 0 ． 0 4 3～ 0 ． 0 7 4 m m的磁 铁 矿 粉 为 固相 加 重 质 ， 被 选 矿 物 煤 炭 与 固相 加重质 的质量 比为 1 1 0 0 ， 分别对 1 ． 1 7～ 0 ． 5 8 mi l l 、 3 ． 3 3～2 ． 3 6 m m、 9 ． 5 3～6 ． 3 5 mi l l 的 3个粒级 煤炭进行 分选试验 ， 结果 表 明可 以实 现按 密度 分层 分离 ， 且粒度 越大所 需分选 时 间越短 。L e v y等u 。 。 试 图用气 固流化床对 微 细煤 粉进 行分 选 ， 试验 装 置 的 直径为 1 5 2 ra m， 高 7 0～8 0 m m， 以磁铁矿粉作 固相加 重质 ， 人料 与 固相加 重 质质量 之 比为 1 - 9～3 - 7 ， 人 料粒度小于 0 ． 5 5 ra m， 取得 了较好 的效果 ， 其脱硫率 高于传统的湿法分选技术。 操作参数 如流化数 和风压 对流化床质量也 有重要影 响 ，因为床层 中气 泡的大小 、压力 和密 度 都与之 密切 相关 。D o u g l a s等 使 用硅 铁 粉 0 ． 1 0 4 ～ 0 ． 0 7 4 m m作 固相加 重质 ，在 蛔8 ． 9 mm的装 置 上 进行试验研究 ，结果表 明 ，在流化数为 2时 ，分 离 效果最佳。陈清如【 6 以磁铁矿粉作固相加重质 ，在 1 0 0 m m的流化 床装 置 上 的研究 表 明 ，其 流化 数 应 控制在 1 ． 4～1 ． 6之 间。 至 于床体结构及床层 深度 ，除需要满 足能够有 利于形成 高质量流化床层 外 ，还应考虑满 足连续 分 选作业 的要求 ，如被选矿 物 的粒度 、产 品输送 等 。 2 ． 1 ． 3气固流化床 连续分选 早 期 ，E v e n s o n G F等n 用 圆柱形 多 级 流 化 床及 相应工艺流程进行 连续分选煤炭研 究 ，该多级 流化床 上 部 床为 多孔 平 板 结 构 ，床 中无 固相 加 重 质 ；下 部床为锥形 多孔 底板结构 。人 料首先进人上 层 床 ，在气流作用下进 行分级和 干燥 ，之后进人下 层 重介质流化 床 ，实现按密度分层 分离 。浮物 以溢 流形 式排 出 ，沉物从 底部排 出。该 系统使用 的加重 质为砂 、磁铁矿粉和硅铁粉的混合物。为提高单机 处理能力 ，他们又设计了多气室槽式结构的流化床 分选机 ，该分 选机浮物 精煤 和沉物 尾煤 通 过各 自的刮板 输送装置排 出。 迄今为止，进人中试的有代表性的气固流化床 连续 分 离装 置 主 要有 加 拿 大 B e e c k ma n s等 研制 的 C F C链动 逆 流流 化 床分 选 装 置及 气 动逆 流 流 化 床 分选装 置 、前苏联 卡拉干达城 的巴尔霍敏柯 煤机 厂研 制 的 C B C一1 0 0型分 选 样 机、我 国陈清 如 等n J 研 制 的 5 ～1 0 t ／ h半 工业性空气重介 流化 床分 3 5 维普资讯 第 6期 选 煤 技 术 2 0 0 3 年 l 2月 2 5 日 选机及 K Z 2 0 5 0工业 型 空气 重介 流化 床 分选 机 。主 要技术 指标对 比如表 1 所示 。 表 1 几种气固流化床分离 选装置的主要技术指标对比 2 ． 2风 力 选 煤 风力选煤是 以空气作 为分选介质 ，在 上升气流 场 中对煤炭按 密度进 行分选 ，其分选效果 受人选物 料的粒度 、形状影 响较大 。风 力分选设备 主要有风 力跳汰机和风力摇床 。风力选 煤具有适合 于缺水地 区的煤 炭分 选 、无 煤泥 水处 理 系统 、操作 费 用低 、 投资省等优点。但是 ，由于其适 宜的人料煤粒级 窄 、分选密度下 限高 、效率低 、工作风量 大和粉尘 污染严重等缺点 ，应用范 围较小。1 9 9 3年 ，乌克 兰学者雅柯列在 乌克兰煤杂 志上撰文 明确提 出，低效率的风力分选机完全不宜采用 。至 2 0世 纪 7 0 年代 ，俄罗斯风力选煤方法在所有选煤方法 中的比例 已由 1 9 ． 7 ％下 降至 1 1 ． 4 ％，美 国更甚 ， 由 1 4 ． 2 ％下降至 4 ． 0 ％。目前，俄罗斯只有 占总人 选量 8 ％左 右 的煤炭用 风力 分选 ，美 国则 已很少 采 用风力选 煤 。 3 干法选煤技术研 究的新进展 由于干法选煤具有 不用水 的独 特优越性 ，近年 来 ，其研 究开发得 到各 国 的普遍重 视 。同时 ，鉴 于 基础研究 落后于工程技 术开发这一状 况 ，在 流化 床 高效干法 分选 理 论 研 究方 面得 到 加 强 ，3 0 0 0 m m 全粒 级煤炭干法分选 技术 的研究取 得新 的进展 。 3 ， 1 基础研 究 韦鲁滨等【 1 针对物料在分选过程中产生错配 的根源，将错配效应分解成粘性错配效应和运动错 配效应 。粘性错配效应 由床层 的粘性 引起 ，一般 随 气 速的增大而减小 ；而运动错 配效应 在气速 过低或 过高时都较大 ，根据 粗细颗粒 的协 同作用 可确定 物 料产生错配的临界条件。流化床分选作业中存在着 粗细两类粒子 。细粒 是指 形 成 流化床 的流化 粒 子 ， 粗粒是指任何尺 寸远 大 于流 化粒 子 的被 分选 物料 ， 国内外学者对液 固流化床 中各 类粒子 的运 动行为进 3 6 行 了较深人研 究 ；对于物体在气 固流化床 中的运动 规律则很少涉及 。对于流化床 干法选煤来说 ，物体 的沉降行为直接决定 了分选效率和产品质量，韦鲁 滨 等 利用 磁性 示 踪 技 术 ，对 物 体在 流化 床 中沉 降行为进行了试验研究，重点考察 了物体粒度和密 度 、流化粒子物性 、物体形状等对其沉 降行为 的影 响。发 现浓相气 固悬 浮体 的流变 特性 可 用 B i n g h a m 流体模 型描述 ，随着 流化粒子粒度 的增大 ，床层塑 性粘 度 和 屈 服 应 力 都 增 大 ，采 用 修 正 的 R e y n o l d s 数 ，曳力系数 可 由牛顿流体 的计算公 式求得 ，由此 得 到了一个普遍适用 且物理意义 明确的曳力计算公 式 ，上述结论 已得 到国 内外试验结 果的验证 。 骆 振福等 J 研 究 了宽筛 分 多组 分 颗粒 在 流化 床 中的分布规律 ，提 出不 同粒级煤 炭在流化床 中的 三级分 布理论 ；成 功地解释 了不 同粒 级煤炭在流化 床 中的分布规律 。其 核心就是通过对 不 同粒级煤炭 与加重 质主要特性参 数 的对 比计算 ，确定不 同粒级 煤 炭的分布规律 ，即煤炭在 流化床 中按三个粒级分 布 第 一粒级 为细粒 ，分布在上层 ；第二粒级 为等 沉粒 ，将混杂在 固相加重质颗粒 之 中，可视为第二 加重质 ；第三粒级 为粗粒 ，它将受 到流化床平均 密 度 的浮力作用 ，按床 层密度分层 。该理论为床层 密 度 的调节提供 了理论 依据 。 管 玉平 等 ] 在气 固流化床分选动力 学模 型及 数值模 拟方面进行 了深人研究 ，通 过单颗粒动力学 模 型及 数值计算 ，得 到 了不 同密度与粒度 的矿粒在 气固流化床中沉降的深度描述 ，从而对流化床分选 过 程中精煤上 浮而矸 石下沉 的分 层现象用动力学 给 予 了理论解释 。用 双流体方 法建 立 了描述气 固浓相 流化床 的模 型方 程 ，给 出了方程 中各项 的物理 意义 和模型参数的表达式，采用控制容积有限差分法将 模 型方 程 离 散 化 ，并通 过 迭 代 方 法 得 到 了方 程 的 解 。基于此 ，计算模拟 了流化床 中介 质的运动速度 维普资讯 6 期 限清如等 干法选煤评述 2 0 0 3年 1 2月 2 5日 和密 度 分 布 ，结 果表 明 ，固体 颗 粒 的运 动 速 度 很 小，在床 内的大部分区域小于 4 0 m m ／ s 。在气体 的 表观速度 为 0 ． 1 5 7 m ／ s时，床层 密度 的值 为 1 ． 9 6 0 ． 0 3 g ／ c m ，床 层 上 部 的 密 度 小 于 下 部 的 密 度。模型计算值与试验结果较为吻合 ，从而验证 了 模型 的正确 性 。 陶秀祥等 ] 针对流化床选煤工艺的特点，研 究了气固流化床床层密度和高度的在线测量与控制 方法 。提 出 了用 逆系统控 制方 法解决具有非线性 多 变量特点的气固流化床密度控制问题 ，建立了相关 数学模 型 ，并 介绍 了流化 床 密 度 逆控 制 系统 和 方 法 ，获得 了较好的控制精度。开发了性能优越 、抗 干扰能力强的雷达测距仪，应用于分选流化床床高 测量 ，并提出了同样用逆系统控制方法解决气固流 化床床高的控制问题。床高采用闭环控制系统，雷 达仪测距 所测量 的信 号 通过 E c h o f o x软件 分 析处 理 后 ，经与设定值比较 ，根据偏差大小 ，控制循环加 重质量 ，从而实现对床高的控制。 为简化工艺 ，优化 产品结构 ，有必要研究 一机 出三种产品的双密度层空气重介质流化床，这就要 求在 同一流化床分选 室 中形成双密度层 流化床 。韦 鲁滨等[ 2 2 2 j 从加重质的物性、粒度及密度组成、床 体结构、操作参数着手，研究了双密度层空气重介 质流化床 的形成机 理 ，探索在 同一分 选室 中形成上 下两个具有不 同密 度且相对均匀稳 定的分选带 ，实 现了三产 品双密 度层 空气重介质流 化床分选 。试验 结果 表 明 在适 当 的工 艺 、操 作 和结 构参 数 条 件 下，可以形成双密度层流化床 ，并进行有效分选， 轻产物分选带分选密度为 1 ． 5 O1 ． 5 4 g ／ c m ，E 。 值 为 O ． 0 6～ 0 ． 0 9 ； 重 产 物分 选 带分 选密 度 为 1 ． 8 4 ～ 1 ． 9 0 g ／ c m ， E p值为 O ． 0 9一O ． 1 l 。 3 ． 2 6 衄细粒级煤炭分 选技 术 粗粒 入料在空气重介 质流化床 中受 到床层 的浮 力作用 ，可以按密度分层。但对于细粒入料 ，因其 粒度不是足够地大于加重质颗粒粒度 ，难以受到床 层的浮力作用 ，或者所受床层的浮力作用难以占主 导地位 ，且空气重介质流化床为准散式流化床，床 层 中有气泡存在 ，加重质有一定返混 ，导致细粒入 料易随加重质一起返混或沉降 ，削弱了细粒物料按 床层密度分层的趋势。采用 目前已有的空气重介质 流化 床 ，只能解决 5 0～6 m m级 粗粒煤 的分 选 问题。 然而，随着 机械化采煤水平的提高， 6 m m级细 粒煤 在 原 煤 中 的 含 量 不 断 增 加 ，有 的 高 达 7 0 ％ ， 且黄铁矿硫 等主要 嵌布在 细粒煤 中 ，因此迫切需要 研究适 合于 6 m m级 细粒煤 分选 的流化床 。 采 用流化床技术 分选细粒级煤 必须 解决两个 问 题 一是大大降低固相加重质颗粒粒度 ，并且使微 细加重 质颗粒很好地 实现流态化 ；二是改 善流态化 质量 ，达到微泡甚至散式流化状态。显然 ，依靠普 通空气重介质流化床难以解决这两个问题 ，而依靠 外来能量则是实现不易流化的微细加重质很好流态 化 的一条 有效途径 。振 动空 气重介质 流化床就 是将 振动能量 引入 空气重介 质流化床 ，强化 了气 固之间 的接触 ，因而可以使微细加重质很好地流态化，形 成更接近散式流态化的状态，这种流化床非常适合 于 细粒 煤分选 。通过研 究适 合于细粒煤分选 的振动 空气重 介质流化床 的形成及 分选机理 ，可以揭示振 动参数 、气流参数对流化性能的影响。这种流化床 的床层密度均匀稳定 ，返混小，能够有效地实现细 粒煤 的分选 。 骆 振福等 ] 研究 了振 动能量在细颗粒 床 中的 传递以及振动与气流交互作用过程 ，揭示了振动对 气泡 的破 碎作用机理 以及微 泡振动 流化床 的形 成机 理 ，认为细颗粒床 中振动效应 自下而上逐步衰减 ， 振动能使颗粒床流态化宏观上的颗粒群存在多循环 流的返混 ，并给出了有效抑制气泡生成的临界振动 频 率 计 算 关 联 式 ， 即 临 界 振 动 频 率 为 6 Q h r ，试 验结果 表 明 ，振 动流 化床 密 度分 布均匀 ，床层压力 波动小 ，实测值 与理 论分析结论 一 致 ，分选 试 验结 果 为 ，当 分选 6～0 ． 5 m m粒 级 、 灰 分 为1 6 ． 5 7 ％ 的 细 粒 级 煤 时 ，精 煤 灰 分 为 8 ． 3 5 ％，产率 8 0 ． 2 ％， E 。 值 0 ． 0 6 5 ， 分选效果良好。 骆振福 等 将 磁 场 引 入 普通 流 化 床 ，在 一 定的工艺和操作条件下 ，形成密度均匀稳定的磁稳 定流化床 ，并用 于细粒煤 的分选 。系统地观测 了在 磁场作用 下气 固颗粒 系统 的流态化过程 ，并绘 制 了 流态化 特性 曲线 。提 出了磁 场流化床 的四种状 态模 型 ，并 给出 了相应 的控制 因子 ，成功地描述 了典 型 的磁场控 制下的气 固颗粒 系统的各种状态 ，即 由固 相颗粒控制的磁场气固颗粒系统 即固定床 ，其 控 制因子是 固相 ；由磁 场 、气相 和固相共 同控制 的 磁场气固颗粒系统 即磁稳定床 ，其控制因子是 磁场、气相和固相 ；由气相和固相共同控制的磁场 气 固颗 粒 系统 即磁 鼓泡 床 ，其 控制 因子 是 气相 和固相；由气相控制的磁场气固颗粒系统 即气力 输送 床 ，其 控制 因子 是 气 相 。研 究 了磁 场 的形成 方式 ，得 到 了垂直均匀轴 向分布 的磁场 ，可有 效地 控制加重 质行为 ，抑制气泡 生成长大 ，形成气 固散 3 7 维普资讯 第 6期 选 煤 技 术 2 0 0 3年 l 2月 2 5日 式流态化。针对磁稳定流化床的形成特性 ，研究并 揭示 了磁 场抑制气泡 生成 长大 的机 理 ，提 出了磁 场 力压迫 气泡破裂 、针状磁链 刺破气 泡 、大小铁磁性 颗粒有序排列 而增大气体 流通量三者交互作 用抑制 气泡生成长大 的观点 。在 1 0 0 mm圆柱 型模 型机上 的试验结果表 明磁稳定流化床具有很好 的稳 定 性，床层 内无 气泡 ，密 度波 动小 1 5 2 05 k r n 3 ，且分布均 匀 ，磁 稳 定床 操作 范 围宽 ，为 细粒 煤的有效分选提供 了理论基础和可行的方法。基于 磁稳定流化床的散式气固悬浮体的特性 ，通过研究 其构成特点及邻近分选下限区域的入选物料的受力 情 况 ，确定 了入选 物料受床层 重介作用 的必 要条件 和确定 分 选 下 限 的关 联 式 ，即 ，K[ 1一 ￡ ／ 1 m J d 。5 0 n 皿 大块煤炭 分选技 术 普通空 气 重 介 质 流化 床是 用 于分 选 5 0 6 m m 粗粒级煤 的 ，因此 流 化 床 的床 深 控 制 在 4 0 0 ra m 左 右即可保证足够的分选空间，满足分选需要，且易 于控制气泡的生成长大，保证床层密度的均匀稳定 性 。为满足露 天煤 矿 大块煤 3 o o 5 0 m m的排矸 需要 ，对深床型空气重介质流化床进行了研究。显 然 ，要满足 大块煤分选需 要 ，流化床 床深应 控制在 1 2 0 0 m m左右 。为此 陶秀祥等 着重研究 了深床型 空气重介质流化床的气体分布规律、加重质物性 、 工艺参数及 大块煤分选 动力学 ，找 到了实现床层密 度均匀 、气 泡小且兼并少 的方法 ，在实 验室 1 r n 2 模 型机上实现 了大块煤 的有效 分选 ， E。 值 达 0 ． 0 2 。 3 ． 4 J lr ln． 微细煤粉摩擦电选技术 摩擦 电选 技术 的基本 原理是 具有不 同表 面电 性质 的物料在 气流夹带输送 过程 中 ，粒 子之 间以及 粒子与摩擦器 材料之 间摩擦 碰撞 ，从 而使不 同粒子 带上相反极 性 的电荷 ，进 入高压静 电场后 ，带有不 同极性 电荷的物料 向相反极性 的电极方 向运动 ，从 而实现不 同 物料 的分 离 。章新 喜 等 的实 验 室试 验表 明摩 擦 电选 可分 选 下 限 小 于 0 ． 0 4 3 mm 的微 细煤粉 ，由于物料 中的矿物 质 已基本得 到解 离 ，所 以摩擦 电选对微 细 煤粉具 有 良好 的脱硫 降灰 作 用 ， 可得 到灰分 2 ％的超 低灰 煤 。 目前 ，采 用 这 种摩 擦电选技术的中试系统已通过技术鉴定。 3 8 3 ． 5 复合 式干法选煤技 术 近年来 ，煤 炭 科 学 研究 总 院唐 山分 院研 制 了 F G X系列 复合式干法分选 机 ，用 于易选 或中等可选 性煤炭 的分选 、动力煤排矸 、劣质煤提质 等。 杨云松等 介 绍 了 F G X型 系列 复 合 式 干 法 分选 机 ，该机 由分选床 、振动 源 、风室 、机架 、调 坡 装置等组成 。入选物料经振 动给料机给入具有一 定纵向和横向倾角的分选床 ，振动源带动分选床振 动。床面下有若干个可控制风量的风室。空气由离 心通风机供入风室 ，通过床面上的风孔 ，气流向上 作用 于被 分选 物 料 。在 振 动 力 和风 力 的双重 作 用 下 ，物料松散并按 密度分层 ，轻物料 在上 ，重物料 在下。由于床面横向有倾角，因此低密度物料借助 于重 力的分力从床层表 面下滑 ，通过侧边 的排料挡 板使 最上层煤不 断排出 ，进入精煤溜槽 ；高密度物 料聚集于床层底部 ，在床面导向板的作用下向矸石 端移 动 ，最终进入尾矿槽 。根据用户对产 品 的不 同 要求 ，可截取生产 出多种 产品 。为保证 生产 车间 的 工作 环境 ，干选机 工作 面上为负压状 态。干选机上 部设 吸尘 罩 ，7 5 ％左 右 的带尘气体 经过旋风 除尘器 除尘后，进入离心通风机循环使用 ；其余的带尘气 体经除尘效率为 9 9 ． 5 ％的袋式除尘器除尘后排人 大气 。外排 气含尘量低 于中国工业 “ 三废 ”排放标 准 的规定 值 。 目前 ，应 用 于工 业 生 产 的 F G X型系 列复合式 干 选 机 已有 3种 型 号 ，最 大 处理 能 力 为 5 O 一6 0 t ， h ，入料 粒度 7 50 m m，可能偏 差 E 。 值 0 ． 1 5 0 ． 2 6 ，数量效率大于 9 0 ％，适合于易选及 中 等可选性煤 炭 的分选 。 4结 语 水资 源短缺不仅是我 国面临 的问题 ，也是 世界 性难题 。我 国煤炭 的入选 比例一直较低 ，动力煤 的 入选 比例更低 ，这不仅造成 了煤炭资源 的浪费 ，也 形成 了严重 的环境污染 。经过选煤科技工作 者的多 年努力 ，干 法选煤 的研究 开发取得 了丰硕成 果 ，但 还远远不能满 足煤炭分选加 工的发展需要 ，随着 我 国煤炭工业 战略西 移 以及 发展 洁净 煤技 术 的要求 ， 迫切需要对 干法选煤技术 进行深入 的研究 开发 ，相 信在政府 的支持下 ，通过 全体 同仁 的共 同努力 ，干 法选煤必将得 到更大 的发 展。 参考 文献 [ 1 ] 陈清如 ，筛分和重选理论及其应用的新进展 [ M]， 徐州中国矿业大学出版社，1 9 9 4 ． [ 2 ] 骆振福 ，邢 洪波，何京敏 ．干法分选技 术应用及研 维普资讯 第 6期 陈清如等干法选煤评述 2 0 0 3年 l 2月2 5日 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9] [ 1 O ] [ 1 2 ] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] 究的新进展 [ J ]． 洁净煤技术 ，1 9 9 5 ， 2 ． 陈清如 ，杨玉芬．2 l 世 纪 高效干法选煤技术的发展 [ J ] ．中国矿业大学学报 ，2 0 0 1 ，3 0 6 5 2 75 3 0 ． D o u da s E，wa k l l T．N e w T y p e o f D r y H e a v y Me d i u m G r a v i t y S e p a r a t o r【 J J．I n s t i t u t i o n o f M i n i n g a n d M e t a l l u r g Y Tr a ns a c t i o m ，1 9 9 6． C h a rt E W ， B e e c k ma n s J M． P n e u ma t i c B e n e fi c i a t i o n o f C o a l F i n e s U s i ng t h e C o u n t e r c u r r e n t F l u i d i z e d C a s c a d e 【 J ] ． I n t e r n a t i o n a l J o u rnal M i n n e r a l P r o c e s s i ng， 1 9 8 2 ， 9 1 5 71 6 5 ． 陈清如 ，俞少功 ，李建民，等 ．干式流化床 选煤技 术 [ A] ．第 四届 全 国流 态化会议 论 文集 [ c]、兰 州 ． 1 9 8 7． 骆振福 ，陈清如 ．空气重介流化床低 密度选煤的理 论与实践 [ J ] ．中国矿业大学学报 ，1 9 9 6 ，25 3 ． W e i n t n l bM ，De u r b mu c kA W ．T h o ma sR H ．Dr y C l e a n i ng C o a l i n a F l u i d i z e dB e dMe d i um[ R ]． R e p o r t o f l n v e s ti g a fi o n D e p a mn e m o f En e r g y． P i t t s b u r g h Mi n i ng T e c h n o l o g y C e n t e r ．1 9 7 9． W e i n t r a u b M ， e t a1 ． Se p a r a ti o n o f P a r t i c u l a t e S o l i d s o f Wq , i ng D e n s i ti e s i n fl u i d i z e d B e d [ P] ．U nit ed S t a t e s P a t e n t 3 7 7 4 7 5 9． 1 9 7 3、 l J e v y E K， e t a1 ．Me c h a n i c a l C l e a n i ng o f C o al i n a n A i r F l u i d i z e d B e d s[ A]．F o u r t h A n n u a l t t s b u r g h C o a l C o n f e r e nee P r o c e e d i n g s[ C ] ． Pit t s b u r g h ，U S A，1 9 8 7 Ev e n s o nG F．Pn e u ma tic P i D c e s e s Us e d i n Co a l Cl e a n i ng [ J ] ．C o a l P r e p a r a ti o n ，J uly ／ A u g u s t ，1 9 6 6 1 3 5 1 3 9 ． L o e k h a r t N C，e t a1．D r y B e n e fi e i a ti o n o f C o a l[ J ] 、 T h e C o a l J o u r n a l ，l 9 9 0 ， 2 8 l l l 5 、 B e e c k ma n s J M，Go r a ms o n M．B u t c h e r S G．C o a l C l e a n i n g b y C o u n t e rC u r r e n t F l u i d i z e d C a s c ade[ J ]．C I M B u Ⅱ．1 9 8 2． C h a n E W ， B e eck ma n s J M ．Pn e u ma t i c B e n e fi c i a t i o n o f C o a l F i n e s Us i ng t h e Co u n t e r C u r r e n t F hi d i z e d C a s c a d e [ J ] ．Int e rna ti o n a l J o u r n a l o f Mi n e r a l P r o c e i ng，1 9 8 2 ， 9 1 5 7一l 6 5 ． Do ng X，B e e c k ma n s J M．Sep a r a t i o n o f P a r fi c a t e Sol i ds i n aP n e u ma fi c yDr i v e nC o u n t e r C u r r e n t nmz e d Ca s c a d e[ J ] ．P o w d e r T ech n o l o g y ，1 9 9 0 ， 6 2 2 6 1 2 6 7 ． C h e n Q i n g r u ，Y a n g Y i ， Y u Z h i mi n ， e t a1． D r y C l e a n i n g o f C o a r s e C o a l wi t l 1 Ai r De n s e Me d i um rimmed B e d a t l l O t ， n【