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《煤炭加工與綜合利用雜志》2015年第三期

1原煤脫泥與否

筆者認為，即使旋流器的分選下限可以達到0.2mm，但此時為了保證0.2mm附近的顆粒能夠得到有效分選，必然要通過增大旋流器的入料壓力來增大離心力，這樣會大大增加功耗和設備磨損。其次，這部分精煤因為粒度太細，很難與未得到有效分選的小于0.2mm物料分離，脫介也困難，經常存在細泥污染的問題，為了保證總精煤灰分，需要其他粒級“背灰”，進而降低總精煤產率。第三，0.2mm附近細粒級的分選精度要低于粗顆粒，Ep值約為0.1kg/L，接近其他的粗煤泥分選設備，如螺旋分選機、干擾床分選機等，而專門的粗煤泥分選設備又有運行費用低的優勢。第四，不能被旋流器有效分選的小于0.2mm部分也進入到旋流器中，增加旋流器的負荷和介質循環量。不脫泥觀點認為，煤泥的存在可以穩定重介質。研究表明［2］，隨著介質密度的升高，在同等固體體積濃度條件下，懸浮液中允許的煤泥含量最高值呈下降趨勢。文獻［2］給出了一組數據:當固體體積濃度為30%(實際生產中一般不超過該值)，懸浮液密度為1.45g/cm3時，煤泥含量最高可為48%，而懸浮液密度若增加0.01g/cm3，即達到1.46g/cm3時，煤泥含量最高可為36%，急劇降低了12個百分點。當懸浮液密度要求越高時，允許的煤泥含量就越低，實際生產中，分選密度調整0.1g/cm3是常見的現象。在這種情況下，為了保證懸浮液中煤泥含量，就必須加大分流量，當分流不能保證時，隨著煤泥積聚、懸浮液粘度增大，必然影響分選效果。增大分流使得磁選機負荷增大，介質損耗加大。因此不脫泥時想利用煤泥來穩定介質并不能取得預想的效果，反而會因為煤泥太多超過介質中允許的煤泥最高值帶來負面影響。另外，采取脫泥流程時，因為脫泥效率以及次生煤泥的存在，介質中也會有足夠的煤泥量，能保證介質的穩定性。

支持不脫泥的另一個觀點是不脫泥減少了脫泥環節，簡化了工藝，可以降低投資。筆者認為，不脫泥雖然省了脫泥篩，但是重介質旋流器以及脫介篩、磁選機的數量型號都比脫泥流程的大;不脫泥節省粗煤泥分選設備，但同時也增加了0.2mm的分級設備。因此，不脫泥流程不一定能夠降低投資。任何工藝都是建立在有可選用設備的基礎之上的，采用脫泥流程是因為后續設有粗煤泥分選環節，而目前粗煤泥分選設備已經成熟，而且分選費用很低，沒必要再利用重介質旋流器來分選粗煤泥，而且脫泥后還有上述眾多益處，自然就成為一種合理的選擇。不脫泥流程是在粗煤泥分選設備不成熟的情況下出現的，為盡量發揮重介質旋流器的功能，不脫泥入洗也是一大舉措，如果可以解決精煤0.2mm分級脫泥的問題，目前的不脫泥工藝也會更加完善。如果存在一種高效的原煤0.2mm分級設備，相信0.2mm脫泥，大于0.2mm重介質旋流器分選，小于0.2mm浮選或不分選的工藝將會得到推崇。通過以上對比分析得出，在目前的技術條件下選前脫泥可以提高分選精度、降低介耗，理論上更優一些。不脫泥工藝若能解決0.2mm精煤脫除高灰細泥的問題也將會更加完善。

2兩段兩產品旋流器還是三產品旋流器工藝選擇

當分選焦煤、肥煤等煤種，需要生產中煤時，也存在采用兩段兩產品旋流器還是三產品旋流器的不同選擇。支持使用兩段兩產品工藝的認為:采用兩段兩產品旋流器，由于每一段的分選密度均可自動調節，兩段均可保證最佳的分選效果;三產品旋流器的二段密度不能在線調節，影響分選精度;三產品旋流器的排矸能力受限，尤其不適合矸石含量大時使用;三產品旋流器為了保證二段正常分選，介質循環量大，能耗大。支持使用三產品旋流器工藝的認為:三產品旋流器只需一套密度控制系統，用一種介質就可生產三種產品，系統簡單;認為兩段兩產品旋流器需2臺旋流器、2臺入料泵、2套密度控制系統，還多一臺脫介篩，系統復雜、管理不便;三產品旋流器對介質細度要求低，三產品旋流器的一段為圓筒形，對介質的濃縮作用弱，而兩產品旋流器的錐段對介質的濃縮作用非常強烈，在要求同等介質密度的條件下，三產品旋流器要求的介質粒度可以更粗。

從以上雙方的主要論點可以看出，三產品旋流器工藝主要是強調可以簡化流程、系統簡單方面，兩段兩產品工藝更強調煤質適應性和分選精度方面。至于介質適應性，目前一般質量合格的磁鐵礦粉均可適應，比較的意義不大。筆者認為:三產品旋流器第二段的入料來自一段的底流，其入料壓力和密度與一段密切相關，很難得到有效控制，造成第二段旋流器的分選密度和壓力隨第一段密度的變化而變化，即使采取人為控制的方法，也不能保證旋流器二段分選的穩定，從而影響分選精度;二段密度調節不能自動完成，實際生產中一旦煤質、入料量、矸石量等有變化，不能及時進行生產調節;二段調節后引起二段入料的變化，進而影響到一段的分選。從這個意義上講，即使三產品旋流器一段獨立的分選精度與兩產品旋流器相同，但因為二段的影響，實際分選精度也會受到影響。三產品重介質旋流器由于結構方面的原因，二段入料處截面較小，物料通過能力受限，二段直徑小，矸石排放能力也有限，通常情況下更適用于精煤產率高的情況，若中煤和矸石產率高，為提高排矸能力就需要選擇大型號的旋流器，一段的處理能力就會嚴重浪費。而兩段兩產品旋流器的二段由于是獨立給料，其密度和壓力可自動調節，兩段之間互不影響，分選穩定性以及適用性更高。對于工藝的選擇，只需考慮選擇一段精度和二段精度最高者。其他關于設備選型大小多少、投資多少的問題，技術上沒有本質不同。在運行費用方面，三產品旋流器流程能耗更高一些，兩段兩產品旋流器的設備數量更多些，二者差別不大。關于一段精度高低問題，二者都是重介質旋流器，分選密度均是在線調節，理論上分選精度差別不大，但因兩段兩產品旋流器的兩段之間互不影響，實際應用時分選精度應該更高些。若實際生產時分選精度出現較大差異，說明設備本身結構參數以及運行參數存在問題，而不是工藝本身的問題。

關于二段精度高低問題，二產品旋流器由于其二段密度單獨配置、單獨調節，其分選精度以及穩定性應更高。另外，實際生產時重介質懸浮液密度無法配置太高，一般只能達到1.8g/cm3左右。因此對于需要更高密度分選的情況，三產品重介質旋流器有其獨特的作用，因為一段的濃縮作用，二段的分選密度可以比介質密度高很多，即可以以較低的介質密度實現較高的分選密度，可以實現高密度排矸。筆者認為，這兩種方案都是成熟可靠的選煤流程，也有各自更適用的情況。綜上所述，兩段兩產品工藝在兩段分選精度方面以及煤質適應性上都占有一定優勢，三產品重介質旋流器工藝則在系統簡單性上存有優勢，兩種流程各有自己的適應性。對于難選煤、矸石含量大時更適合采用兩段兩產品工藝;對于易選煤、高密度分選時可采用三產品旋流器。在實際流程選擇時應根據煤質等具體情況選擇最適合的工藝。

3有壓給料還是無壓入料

旋流器的入料方式到底是采用有壓入料還是無壓入料也有爭論。支持無壓入料的認為:無壓入料時物料直接進入旋流器，之前與介質懸浮液沒有接觸，不會產生浸泡、泥化，對易泥化煤質更為有利;無壓入料時無需泵送，功耗低;有壓入料將物料與懸浮液混合再通過泵送入旋流器，物料需要在混料桶中經過一段時間的浸泡，且泵送時與葉輪、管道碰撞破碎產生次生煤泥，而無壓入料沒有這一環節，次生煤泥量少，對煤泥水處理系統有利。

支持有壓入料的認為:無壓入料時，煤與介質的潤濕程度不如有壓入料;煤在進入旋流器時的速度過低，靠介質帶動物料旋轉，必然會對流場產生擾動，不利于分選;有壓入料給料點低，可適用于狹小場地;有壓入料時介質與煤的體積比為4∶1或更低，而無壓入料時，介質與煤的體積比為5∶1或更高，雖然無壓入料煤不用泵送，但無壓入料泵輸送的介質更多，泵的功率一般大于有壓入料。筆者認為無壓入料注重減輕泥化、減少次生煤泥，有壓入料注重分選精度。實際生產中如果原煤易泥化，無壓入料更有優勢。有壓入料時煤與介質以相同的速度及方向旋流，而無壓入料時煤與介質進入旋流器的速度和角度均不一致，理論上無壓入料的流場更加紊亂。次生煤泥主要是在分選過程中由強烈的旋流造成的。因此，無壓入料處理易泥化原煤時有優勢，對煤的破碎作用更小;有壓入料在場地限制時更有優勢。實際設計時應根據具體情況選用最適合的工藝。

4結語

選前脫泥與不脫泥相比，前者可以提高分選精度、降低介耗，技術上更有優勢;需要生產三種產品時，兩段兩產品旋流器工藝比三產品旋流器工藝穩定性更好、分選精度更高，但三產品旋流器管理簡單且在高密度分選時有獨特優勢;有壓給料分選更加平穩，無壓給料更適合易泥化原煤，各有所長。實際在選煤廠設計時應根據具體煤質情況選擇最適合的工藝組合，從而達到最佳的使用效果。

作者：張軍華單位：泰戈特(北京)工程技術有限公司