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(fù)合式干選機(jī)在恒寶源煤礦的應(yīng)用”。本平臺選編時有刪減，配圖根據(jù)內(nèi)容斟酌選擇。

1、概述

恒寶源煤業(yè)有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬t/a。礦井主要煤種為長焰煤。目前由于采出的原煤灰分高、硫分高、發(fā)熱量低等，導(dǎo)致商品煤滯銷的現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴(yán)重影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)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)過考察調(diào)研，決定采用技術(shù)比較成熟的FGX復(fù)合式干法風(fēng)選機(jī)進(jìn)行分選。

2?、FGX型復(fù)合式干選系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

復(fù)合式干選系統(tǒng)由入料環(huán)節(jié)、分選環(huán)節(jié)、供風(fēng)環(huán)節(jié)、除塵環(huán)節(jié)、電氣控制環(huán)節(jié)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)等組成。FGX型復(fù)合式干選機(jī)是該分選系統(tǒng)的核心部分，其組成主要包括分選床、排料擋板、格條、振動器、吊掛機(jī)架、風(fēng)室等。分選床和振動器由吊掛裝置懸吊在機(jī)架上，實(shí)現(xiàn)了分選床橫向與縱向角度的靈活調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)如下圖所示。

2.2 分選機(jī)理及技術(shù)特征

復(fù)合式干選機(jī)的分選是利用振動力和風(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(jī)理為：

（１）物料在分選床上的螺旋翻轉(zhuǎn)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慣性力的作用，向背板運(yùn)動，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(yùn)動。由于入料壓力和床層振動作用，使得不斷翻轉(zhuǎn)的物料做近似螺旋運(yùn)動，并向矸石端運(yùn)動。因分選床面沿橫向?qū)挾戎饾u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(xù)做螺旋運(yùn)動，并經(jīng)矸石端排出。物料在床面的分選運(yùn)動如下圖所示。

（２）自生懸浮介質(zhì)的分選作用。物料中含有的細(xì)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(xiàn)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(jù)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(xiàn)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(xiàn)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(jī)提升出井后，帶式輸送機(jī)將其運(yùn)至篩分車間，篩分機(jī)篩孔30mm；小于30mm粒級的篩下物通過犁式卸料器卸入末煤儲煤場；大于30mm粒級的篩上物塊煤進(jìn)入干法分選系統(tǒng)，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(yàn)采用的煤樣來自恒寶源煤礦9號層煤，煤樣的可選性曲線見下圖。

從可選性曲線可見，9號層煤的可選性特征為，曲線彎曲度較大，±0.1含量曲線在1.5～1.6g/mL密度級轉(zhuǎn)折較大。按《中國煤炭可選性評定標(biāo)準(zhǔn)，用分選密度±0.1含量評定，見下表。

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

原煤通過復(fù)合式干法分選機(jī)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(yàn)結(jié)果見下表。

從表可知，經(jīng)過干法分選，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%，可見干選設(shè)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%，將中煤摻入精煤銷售，產(chǎn)品回收率達(dá)到78.17%。

5、經(jīng)濟(jì)效益分析

恒寶源煤礦年生產(chǎn)原煤80萬ｔ，大于30mm篩上物占原煤的30%，干選機(jī)年處理量為24萬ｔ。綜合考慮原煤成本、分選成本、產(chǎn)品售價等因素，其經(jīng)濟(jì)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3912萬元，年收入5040萬元，年利潤為1128萬元，具有很好的經(jīng)濟(jì)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(jī)的分選效果，應(yīng)對影響復(fù)合式干選機(jī)分選效果的因素進(jìn)行分析。

（１）從設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)看，要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要選擇適合現(xiàn)場的分選設(shè)備，主要包括設(shè)備的處理能力、分選面積及結(jié)構(gòu)尺寸等參數(shù)。

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

（３）從入選原煤性質(zhì)來看，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(yàn)研究。

7、結(jié)論

恒寶源煤礦采用干法分選，分選效果顯著，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(jù)需要返回系統(tǒng)進(jìn)行再選，也可摻入精煤進(jìn)行配煤銷售，這樣不僅提高了配煤產(chǎn)品的靈活性，同時也提高了產(chǎn)品的市場適應(yīng)性。

干法分選機(jī)對入料的外在水分適應(yīng)性比較強(qiáng)，當(dāng)外在水分小于9%時，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(tǒng)，不產(chǎn)生煤泥水污染，節(jié)約了資源，降低了成本。

復(fù)合式干選機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，維修量小；干法分選系統(tǒng)工藝流程簡單，輔助設(shè)備少，相對于濕法分選可節(jié)省大量基建投資。