煤炭洗选加工工艺(选煤概论-选煤基础知识讲座)

煤炭洗选加工工艺神华国神上榆泉煤矿第一章目录CONTENTS第二章第三章煤的基本知识选煤方法及工艺流程选煤洗选环节及主要设备目录第一章煤的基本知识

一、煤的形成01二、煤的分类02三、煤的组成03四、煤的性质04五、煤的用途051.1煤的形成煤是由古代的植物在湖泊、沼泽地带埋没在水底、泥沙中，经过漫长的地质年代和地壳运动，在隔绝空气的情况下，在细菌、高温、高压的作用下，经过生物、物理、化学作用，逐步演变而成的。1.1煤的形成1.2煤的分类1）根据煤的形成过程，煤可以分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。我国是以煤化程度及工艺性能作为煤的分类标准。根据煤化程度可将煤分为无烟煤、烟煤和褐煤。2）根据煤的用途，可以分为动力用煤、炼焦用煤、化工用煤。按用途分类含义按煤化程度的煤种煤质要求动力用煤指用于作为动力原料的煤炭褐煤、长焰煤、不粘煤、贫煤、少量无烟煤优质动力煤一般指灰分低（＜15%），硫分低（＜1.5%），发热量高的动力煤炼焦用煤在隔绝空气条件下加热，能软化形成胶质体，并结为焦炭的煤炭贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、1/2中粘煤粘结性或结焦性好，精煤灰分不超过11.5%，全硫一般应在1.5%以下，全水分12%以下化工用煤用于煤化工的煤炭，化工用煤主要用于煤液化和气化褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤、无烟煤气化用煤要求较强的热稳定性，较高的灰熔融性和挥发分，及较低的硫分；液化用煤要求高挥发分、较低的灰分、较低的碳氢比1.2煤的分类1.2煤的分类名称挥发分粘结指数主产区褐煤＞37内蒙古霍林河、云南小龙潭长焰煤＞37≤35辽宁阜新、内蒙古准格尔不粘煤20-37≤5东胜、神府、哈密弱粘煤20-375-30大同1/2中粘煤20-3730-50大同、朔州、忻州、吕梁零星产出气煤28-37

＞3750-65

＞35大同、朔州、忻州、吕梁、太原大量产出气肥煤＞37＞85吕梁、临汾、忻州、朔州、太原、晋中肥煤10-37＞85山西占全国50%，河北开滦、山东枣庄1/3焦煤20-37＞65山西、山东焦煤20-28

10-2850-65

＞65离石、柳林、峰峰、淮北、古交瘦煤10-2020-65太原、吕梁、长治、临汾、峰峰贫瘦煤10-205-20太原、吕梁、长治、临汾、晋中贫煤10-20≤5太原、吕梁、长治、临汾、晋中，潞安矿区典型无烟煤＜10晋城、永城、焦作、邯郸、毕节、宁夏1.2煤的分类1.2煤的分类肥煤、焦煤、瘦煤和无烟煤属稀缺煤种，受国家立法保护，见《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》，并规定特属稀缺煤种必须全部洗选，限制作为燃料直接利用。1.2煤的分类特征泥炭褐煤烟煤无烟煤颜色棕褐色、黑色褐至黑褐色黑色灰黑色光泽无多数暗有一定光泽有弱金属光泽外部条带有原生植物残体不明显呈条带状无明显条带燃烧现象有烟，发热量很低，不结块有烟，发热量低，不结块多烟，发热量较高，结块无烟，发热量高，不结块内在水分很高高低很低密度(t/m3)很低1.1~1.41.2~1.41.35~1.9以上硬度很软,呈海绵状脆弱，易裂较高高碳水化合物有无无无腐植酸有有无无不同煤化程度的煤炭特征1.3煤的组成煤是不均质的混合物，由有机物质和无机物质两部分组成，主要是有机物质。有机物质主要由碳、氢、氧、氮、硫、磷六种元素组成，可以燃烧，所以也叫可燃体。无机物质主要是各种矿物杂质，通常不能燃烧。煤大分子结构模型1.4煤的性质煤的性质分为物理性质、化学组成、工艺性能和燃烧性能。（一）物理性质煤的物理性质包括煤岩组成、颜色、光泽、密度、硬度、导电性、导热性、耐热性、磁性、粒度组成、泥化程度等（二）化学组成煤的化学组成包括元素组成和工业分析。1.4煤的性质1.煤的元素组成煤主要由碳、氢、氧、氮、硫、磷六种元素组成，还含有少量的氟、氯、砷、硼、铅、汞等元素及微量的锗、镓、钒、铀等稀有元素。碳和氢是煤中的重要成分，在燃烧时能放出大量的热量。煤化程度越高，碳的含量越高，而氢和氧的含量越低。氮在煤中的含量不高，一般在2%以下。煤中的氮在燃烧时形成氮的氧化物NOX等有害气体，污染大气，必须设法减少。煤中的硫，分为有机硫和无机硫。硫是煤中的有害杂质。根据煤中硫的含量，把煤分为六个等级（见下表1—2）1.4煤的性质名称符号St.d特低硫煤SLS≤0.50低硫分煤LS0.51~1.00低中硫煤LMS1.01~1.50中硫分煤MS1.51~2.00中高硫煤MHS2.01~3.00高硫分煤HS＞3.00表1-2煤按硫分分级标准1.4煤的性质煤中的硫在燃烧时形成SO2，污染大气。在光和热的作用下形成酸雨，腐蚀金属、设备，危害植物、动物的生长。我国每年因酸雨造成的经济损失十分惊人。硫分在炼焦过程中转移到焦碳中，焦碳中的硫在炼铁中又转移到铁中，使铁变脆。因此，硫分是评价煤质的重要指标。硫化铁硫可在煤炭洗选中除去一部分，硫酸盐硫和有机硫只有在燃烧过程中或在净化烟道气中才能脱除。氟、氯、砷、磷、铅及稀有元素等在煤中都是有害元素，在燃烧或炼焦过程中，有的会腐蚀炉壁和管道，有的会增加产品的毒性，有的会影响产品质量。Nox、SO21.4煤的性质2.煤的工业分析为了了解煤炭质量，判断煤的种类和加工利用途径，需要对煤炭进行工业分析，包括测定煤的水分、灰分、挥发分和固定碳四项。（挥发分时评定煤种分类的关键指标）煤的水分和灰分高，则有机质含量就少，因而发热量低，经济价值就小，从煤的挥发分可以大致了解到煤中有机物质的性质、煤化程度的高低、粘结性的强弱和发热量的高低MAFcV1.4煤的性质水分：煤的水分是指单位质量的煤中水的含量。煤的水分有内在水分和外在水分两种。外在水分是指在开采、运输、洗选过程中附着在煤颗粒表面和裂缝中的水；内在水分是指吸附或凝聚在煤颗粒内部毛细孔中的水。外在水分可以借助机械方法脱除；内在水分只有火力干燥才能脱出。煤的水分是评价煤炭经济价值的基本指标。1.4煤的性质灰分：煤的灰分是指煤完全燃烧后残留物的产率。煤的灰分分为内在灰分和外在灰分。内在灰分是指煤在成煤过程中混入的矿物杂质，外在灰分是指煤在开采、运输、贮存过程中混入的矿物杂质，即矸石，它可以通过洗选方法除去。煤的灰分对煤的加工利用有不利影响。外在灰分越高，在洗选时排除的矸石量越大。内在灰分越高，煤就越难选。煤的灰分是衡量煤炭质量的一个重要指标，灰分越高，质量就越差，发热量越低。1.4煤的性质挥发分：煤的挥发分是指煤在与空气隔绝的容器中在一定高温下加热一定时间后，从煤中分解出来的液体（蒸汽状态）和气体减去其水分后的产物。它是评价煤炭质量的重要指标和进行煤的分类的重要依据。煤的挥发分越高，煤的煤化程度越低，在燃烧中越容易点燃。1.4煤的性质固定碳：煤的固定碳是指煤在隔绝空气的条件下有机物质高温分解后剩下的残余物质减去其灰分后的产物，主要成分是碳元素。固定碳含量越高，挥发分越低，煤化程度越高，煤的发热量也越高。1.4煤的性质（三）工艺性能煤的工艺性能包括煤的粘结性、发热量、化学活性、热稳定性、可磨性、成浆性等。1.煤的粘结性：煤的粘结性是指煤粒在隔绝空气的条件下加热到一定温度后，能够熔融、粘结成焦块的性能。2.煤的发热量：煤的发热量也是煤质的一个重要指标。它是指每单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热量，用MJ/kg表示。发热量与煤化程度呈规律性的变化，一般煤化程度越高，煤的发热量也越高。3.煤的化学活性：煤的化学活性是指煤在一定温度下与水蒸汽、氧气等相互作用的反应能力，是评价气化用煤和动力用煤的一项重要指标。4.煤的热稳定性：煤的热稳定性是指煤块在高温条件下保持原来块状的能力，它也是评价气化用煤和动力用煤的一项重要指标。5.煤的可磨性、成浆性：煤的可磨性、成浆性确定煤被磨成粉状的难易程度和制成水煤浆的可能性。1.5煤的用途不同牌号的煤有不同的性质和用途。现分述如下：1.泥炭：经热化学加工可以制取煤气和化学产品，其中的腐植酸可加工成植物生长促进剂和肥料。2.褐煤：主要用作发电燃料，也可生产民用和工业煤气。3.长焰煤：作为肥煤炼焦的配煤，也可作为工业和民用燃料。4.不粘煤：主要用于民用燃料，发电和工业燃料、气化原料，也可作为配焦煤。5.弱粘煤：与不粘煤基本一样。6.气煤：是生产城市煤气的好原料，作炼焦配煤可增加焦炉煤气和煤化工产品，也可用于发电。7.肥煤：有很好的粘结性，是炼焦配煤的主要煤种，可增加焦碳强度。8.焦煤：有较高的粘结性和机械强度，是极好的炼焦原料，可单独炼焦。1.5煤的用途9.瘦煤：炼焦配煤的重要原料，可提高焦碳的机械强度。10.贫煤：民用或工业燃料。11.无烟煤：用途很多，可作为工业及民用燃料，主要用于工业原料。根据我国煤炭分类标准，气煤、1/3焦煤、气肥煤、肥煤、1/2中粘煤、焦煤、瘦煤和贫煤共八类均属于炼焦煤范围。第二章选煤方法及工艺流程第一节什么是选煤？01第二节选煤用什么工艺？02第一节什么是选煤？02选煤的主要目的01选煤的概念04选煤厂03主要用户对煤炭质量的要求06选煤方法05选煤厂分类07选煤厂采用的选煤方法08选煤产品2.1.1选煤的概念选煤是利用煤炭与其他矿物质的不同物理、物理—化学性质，在选煤厂内用机械方法除去原煤中的杂质，把它分成不同质量、规格的产品，以适应不同用户的要求的过程。2.1.2选煤的主要目的1．除去原煤中的杂质，降低灰分和硫分，提高煤炭质量，适应用户的需要。2．把煤炭分成不同质量、规格的产品，供应用户需要的产品，以便有效的、合理地利用煤炭，节约用煤。3．煤炭经过洗选，矸石可以就地废弃，可以减少无效运输，同时为综合利用煤矸石创造条件。4．煤炭洗选可以除去大部分的灰分和50%~70%的黄铁矿硫，减少燃煤对大气的污染。它是洁净煤技术的前提。2.1.3我国煤炭主要用户对煤炭质量的要求1.冶金焦碳用煤：用于生产冶金焦碳的洗精煤灰分必须低于12.5%，硫分一般低于1.5%。2.化肥造气用煤：化肥造气对煤的品种、块度、灰熔点、热稳定性、化学活性、粘结性、灰分、水分、硫分、挥发分、机械强度等均有特殊要求。2.1.3我国煤炭主要用户对煤炭质量的要求3.蒸汽机车用煤：要求发热量大于25.10MJ/kg，灰分小于25%，硫分小于2.5%，挥发分约16%，灰熔点大于1200℃，粒度13~50㎜的气煤、长焰煤或弱粘煤。4.高炉喷吹用煤：一般用粒度小于13㎜的末煤或粉煤，灰分小于12.5%，水分要尽量低，固定碳含量要高，硬度要相对小。2.1.3我国煤炭主要用户对煤炭质量的要求5.电厂用煤：不同设备的火力发电厂，所燃用的煤种和质量规格也不同。6.民用煤：应该用无烟块煤，或无烟末煤成型的煤球和蜂窝煤。为了减少大气污染，应该用煤气代替烧煤，同时采用集中供热。2.1.4选煤厂选煤厂是对煤进行分选，生产不同质量、规格产品的加工厂。2.1.5选煤厂分类1.根据处理原料煤性质和用途不同，可分为炼焦煤选煤厂、动力煤选煤厂、筛选厂。2.按照选煤厂的位置及其与煤矿的关系，选煤厂可分为五种类型：a．矿井选煤厂（上榆泉、黄玉川、大柳塔、准东）b．群矿选煤厂（布尔台选煤厂、邯郸选煤厂）c．矿区选煤厂（田庄选煤厂）d．中心选煤厂（太原选煤厂，临涣选煤厂，涡北选煤厂）2.1.5选煤厂分类e．用户选煤厂（神东煤制油选煤厂，包钢焦化厂选煤厂、平顶山焦化集团选煤厂）因群矿型、矿区型、中心型分类界限模糊，一些地方将选煤厂分为矿井型、群矿型、社会独立型、用户自用型这几种。我国现有选煤厂大部分是矿井选煤厂2.1.6选煤方法1.选煤方法种类很多，可概括分为两大类：干法选煤和湿法选煤。干法选煤：选煤过程在空气中进行的作业。湿法选煤：选煤过程在水、重液或悬浮液中进行的作业。2.选煤方法还可以根据物料性质分为重力选煤、浮游选煤和特殊选煤等。3.手选，即人工拣矸。它是根据块煤与矸石在颜色、光泽及外形上的差别由人工拣除。另外对煤与矸石硬度差别较大的块煤，可以采用滚筒碎选机进行选择性破碎，实现煤与矸石的分离。2.1.7我国选煤厂采用的选煤方法常用的选煤方法广泛采用重力选和浮选。特殊选煤采用比较少。1、重力选煤：主要是依据煤和矸石的密度差别而实现煤与矸石分选的方法。煤的密度通常在1.2~1.8g/cm3之间，而矸石的密度在1.8g/cm3以上，在选煤机内借助重力把不同密度的煤和矸石分开。重力选煤又可分为跳汰选、重介质选、TBS选、螺旋分选机选、溜槽选和摇床选等。2.1.7我国选煤厂采用的选煤方法（1）跳汰选煤法跳汰选煤法是目前应用很广泛的一种选煤方法。该方法对原煤性质适应性强，适宜处理易选和中等可选煤。它的分选粒度较宽，上限可达50㎜～100㎜，甚至更大些，下限为0.5㎜～0.3㎜。它的优点是工艺流程简单易行，生产能力大。跳汰选煤的维护管理方便，分选易选、中等可选煤数量效率和精煤质量指标较高，选煤成本低，在处理难选煤时，其工艺指标仅次于重介选。2.1.7我国选煤厂采用的选煤方法（2）重介选煤法重介选是当前最先进的选煤方法。与跳汰选相比，煤越难选，重介选的优越性越大，它具有分选精确度和数量效率高的优点，因此，可以获得高质量的精煤和较好的分选指标。分选粒度范围宽，上限可达300㎜～500㎜，甚至更大些，在离心力场中分选时，下限可达0.3㎜～0.5㎜，可以有效地分选难选煤和极难选煤。我国的煤大部分属于难选和极难选，采用重介选煤可获得较好的分选效果。近年来，随着重介选技术的发展，实现了自动化控制，其生产操作和工艺调整都简单易行，易于实现生产指标。特别是大型三产品重介旋流器的研制成功和使用，其处理粒度可达100㎜～0.5㎜，因此，重介选获得了迅速发展。但是重介质选煤还存在不少缺点，如介质流程比较复杂、设备、管路、闸门的磨损维修养护困难，介质消耗量大等。2.1.7我国选煤厂采用的选煤方法2、浮游选煤：又叫做浮选，主要是依据煤和矸石表面润湿性的差别，分选细粒（小于0.5㎜）煤的选煤方法。3、特殊选煤：主要是利用煤与矸石的导电率、导磁率、摩擦系数、射线穿透能力等的不同，把煤和矸石分开。它包括静电选、磁选、摩擦选、放射性同位选和X射线选等。2.1.7我国选煤厂采用的选煤方法跳汰重介浮选2.1.7我国选煤厂采用的选煤方法干扰床分选机螺旋分选机水力旋流器摇床FGX干法分选机TDS智能干选机2.1.8选煤产品选煤的主要产品是精煤，副产品有中煤、混煤、煤泥等。选后的矸石和尾煤为废弃物，由于它含有一些夹矸煤等可燃物，也可以作制砖、烧水泥的原料，进行综合利用。洗精煤洗三八块煤泥第二节选煤用什么工艺？02选前准备流程01选煤工艺流程04选后产品脱水流程03选煤流程06悬浮液净化和回收流程05煤泥水处理流程2.2.1选煤工艺流程选煤厂生产可分为若干个作业，整个选煤工艺流程，就是由许多个分作业单元组合而成。其按工艺性质可分为五部分：1.选前准备流程2.选煤流程3.选后产品脱水流程4.煤泥水处理流程5.悬浮液净化和回收流程2.2.2选前准备流程选前准备作业的任务，除确定合适的选矸方法外，应采取适当的技术措施，确保入选粒度的上、下限。筛分、手选、破碎是常见的准备作业流程。检查性手选流程选择性破碎流程动筛跳汰入选流程2.2.2选前准备流程准备筛分、脱泥筛分流程预先筛分、准备筛分流程2.2.3选煤流程-重力选煤（1）重力选煤流程1）典型的不分级入选流程图2.2.3选煤流程-重力选煤2）典型的分级入选流程图2.2.3选煤流程-浮游选煤（2）典型的浮选流程图2.2.3选煤流程-TBS选煤（3）典型的粗煤泥分选流程图2.2.4选后产品脱水流程-重选（1）重选产品脱水流程跳汰选煤脱水，主要指精煤脱水作业。中煤、矸石一般经斗式提升机一次脱水后，即装仓作为最终产品，或经脱水筛脱水后再进仓。2.2.4选后产品脱水流程-重选典型的块精煤及末精煤脱水流程图2.2.4选后产品脱水流程-浮选（2）浮选产品脱水浮选精煤的脱水，一般采用（加压）过滤机或快开压滤机进行一次性脱水；浮选尾矿可经浓缩机浓缩后，用压滤机或挤压机回收。2.2.5煤泥水处理流程煤泥水处理，一般是细粒煤泥进入浓缩池进行沉降浓缩，浓缩池底流使用板框压滤机或者加压过滤机处理，压出的煤泥掺配商品煤或者外排，浓缩池溢流作为循环水使用。2.2.6悬浮液净化和回收流程重介选煤厂存在悬浮液净化回收流程，目的是将稀介中的磁铁矿粉使用磁选机后重复进入合介中使用，合介则循环使用。2.2.7工艺流程图选煤厂的生产过程可以用工艺原则流程图和设备流程图来表示。工艺原则流程图就是按原料煤加工顺序表明工艺过程中各作业相互联系的示意图。设备流程图就是用图示符号表明工艺过程中所使用的设备和设施及其相互联系的系统图。2.2.7工艺流程图典型工艺原则流程图（1）-跳汰+浮选2.2.7工艺流程图典型工艺原则流程图（2）-三产品重介旋流器+TBS+浮选2.2.7工艺流程图典型工艺原则流程图（3）-块煤浅槽+末煤重介旋流器+粗煤泥TBS+细煤泥浮选2.2.7工艺流程图典型设备流程图（1）第三章选煤洗选环节及主要设备介绍第一节受煤给煤环节01第二节选矸拣杂环节02第三节筛分破碎环节03第四节分选环节04第五节脱水（脱介脱泥）环节05第六节介质回收净化环节06第七节煤泥水处理环节07第一节受煤给煤3.1受煤给煤3.1.1受煤：不同类型的选煤厂入厂原煤有不同的方式，矿井型选煤厂多采用输送机来煤，中心型选煤厂有铁路来煤、公路来煤多种方式。铁路来煤可采用螺旋卸煤机、翻车机将煤卸入受煤坑。3.1.2给煤：生产时需将煤仓中的煤给入运输设备进入生产系统中，此环节采用给煤机进行作业。给煤机种类繁多，有甲带给煤机、振动给煤机、往复给煤机、圆盘给煤机、叶轮给煤机和板式给煤机等。选煤厂应用最多的是振动给煤机，近些年来甲带给煤机因无振动、噪声低、处理量大开始广泛使用。3.1受煤给煤火车翻车机自卸卡车甲带给煤机振动给煤机第二节选矸拣杂3.2选矸拣杂1.对含矸量高的毛煤或原煤，应该进行选矸。2.矿井毛煤选矸，可采用机械选矸，如：动筛跳汰排矸机、重介浅槽分选机、选择性破碎机选矸等。3.炼焦煤选煤厂多设置手选作业。手选作业劳动强度大，多数选煤厂一般采用检查性手选或机械除矸。4.检查性手选只拣除大块矸石、铁器、木片等杂物。5.一般现代大型选煤厂不再设置选矸作业，取而代之的是大型排矸设备例如重介浅槽、动筛跳汰机等，拣杂作业大部分选煤厂仍保留。3.2选矸拣杂选矸拣杂作业第三节筛分破碎作业02筛分分类01筛分基本概念04筛机实例介绍03筛孔筛面06破碎方式分类05破碎基本概念07破碎机实例介绍3.3.1筛分基本概念1.筛分：是指用带孔的筛面把颗粒大小不同的混合物料分成各种粒级的作业。

2.在选煤厂和筛选厂，筛分作业广泛地应用于原煤准备和产品处理上。3.筛分机的基本工作部分是筛面，其上有一定形状和尺寸的筛孔。4.通常用一个筛面可以得到两种产物，留在筛面上的物料称为筛上物，透过筛面的物料称为筛下物。3.3.2筛分分类筛分方式干法筛分湿法筛分筛分任务准备筛分检查筛分最终筛分脱水筛分脱介筛分脱泥筛分选择性筛分机械类型振动筛弧形筛固定筛旋流筛滚轴筛等厚筛概率筛滚筒筛摇动筛3.3.3筛孔筛面筛机起主要筛分作用的部件为筛面。9.筛孔尺寸的表示法：圆孔用直径；正方孔用边长；长方孔用宽度。10.为避免物料堵塞筛孔，筛孔稍呈锥形（锥角约为7°），使筛孔向下逐渐扩大。11.筛面的有效面积以开孔率表示：筛面上筛孔总面积开孔率=—————————×100%

筛面总面积12.开孔率越大越好，但受筛面强度的限制，圆孔筛板的孔径可以从7mm到100mm，相应的开孔率为40%~63%。13.穿孔筛面的优点是比较牢固，但开孔率较低，适用于13~100mm物料分级（最好是25~100mm）3.3.3筛孔筛面14.筛面有五种类型：1）冲孔筛面：简称筛板，用钢板冲孔或钻孔而成。常用的筛孔形状是圆形，也有方形或长方形。各种筛孔的排列方法如下图所示：冲孔筛板3.3.3筛孔筛面3.3.3筛孔筛面2）条缝筛面：由梯形断面的不锈钢条或尼龙条等平行排列而成。结构形式有穿条式、焊接式和编织式3种。开孔率为14%~25%。条缝筛面比网状筛面强度大，但其缺点是开孔率低。条缝筛面的筛缝尺寸已经标准化，目前有0.25、0.5、0.75mm三种规格，适合用于选后产品的脱水以及脱泥和脱介。3.3.3筛孔筛面3.3.3筛孔筛面4）棒条筛面：由平行排列的钢棒组成。钢棒的断面有多种形状，如下图。开孔率为50%~60%。棒条筛面强度大、结构简单。通常用在固定筛、重型振动筛和概率筛分级上，适合对粒度大于50mm的粗粒物料筛分。3.3.3筛孔筛面3.3.3筛孔筛面5）模压筛面：用橡胶和聚氨酯等非金属材料在模具中压制而成。筛孔有方形、圆形和条缝形，前两种用于煤炭分级，后一种用于产品的脱水、脱泥和脱介。优点是重量轻、噪音小、耐磨损，缺点是开孔率低。3.3.3筛孔筛面3.3.3筛孔筛面5）编织筛面：用金属丝、条或者其他材料编制而成。筛孔为方形，主要用于分级，目前使用较少。优点是重量轻、噪音小、开孔率高，缺点是易磨损。3.3.3筛孔筛面3.3.4筛机实例介绍滚筒筛摇动筛滚轴筛固定网格筛3.3.4筛机实例介绍资深院士陈清如和他的概率筛分机3.3.4筛机实例介绍振动筛和弧形筛是选煤厂使用最多的筛分设备。其中振动筛主要类型有直线振动筛、圆振动筛、高频振动筛。双层振动筛单层振动筛弛张筛弧形筛3.3.4筛机实例介绍-直线振动筛15.直线振动筛1）振动筛是选煤厂最多的设备之一，其中直线振动筛是目前应用最多的筛机，直线振动筛是振动轨迹为直线的振动筛，具有水平筛面，由双偏心振动器激振。激振器普遍采用偏心块作不平衡重，传动轴间可用齿轮强迫联系，亦可用无强迫联系。3.3.4筛机实例介绍-直线振动筛2）工作原理：直线振动筛靠等质量的双偏心振动器产生的直线振动进行工作，与筛面成45°左右的激振力使物料在筛面上做连续的斜上抛运动，物料在抛起时被松散，在下落过程中逐渐分层，在与筛面相遇的碰撞中使液体和小颗粒透筛。物料在筛面上的移动不是依靠筛面的倾角，而取决于振动的方向角。3.3.4筛机实例介绍-直线振动筛3.3.4筛机实例介绍-直线振动筛3.3.4筛机实例介绍-直线振动筛直线振动筛支撑弹簧激振器驱动电机3.3.4筛机实例介绍-直线振动筛双层直线振动香蕉筛支撑弹簧激振器上层筛板下层筛板3.3.4筛机实例介绍-直线振动筛单层直线振动香蕉筛3.3.4筛机实例介绍-直线振动筛单层直线振动筛3.3.4筛机实例介绍-直线振动筛双层直线振动香蕉筛3.3.4筛机实例介绍-直线振动筛5）直线振动筛在脱水、分级、脱介、脱泥中的应用：直线振动筛的抛射角在30°~65°之间，多采用45°，物料行进距离远，利于脱水、分级、脱介、脱泥，在选煤各相关环节中广泛应用。6）直线振动筛的处理能力与处理物料的性质和筛孔大小有直接关系。筛分效果除与筛子的性能有关外，还与给料方式、给料量、筛面结构有很大关系。给入筛子的物料要沿整个筛面宽度均匀分布，以充分利用筛面的有效面积。若筛上物集中于中心线附近，或靠筛箱两侧，可能是筛面固定不紧或给料槽安装角度不合适，必须及时调整。亦可在筛面上装置平煤刮板，把煤摊平。筛子单位面积负荷过大、物料层太厚也会使产品的筛分效率降低，限下率增高。给料忽多忽少，也会使产品限下率波动。3.3.4筛机实例介绍-圆振动筛16.圆振筛圆振筛是一种筛机运动轨迹为圆周的振动筛，其原理、结构与直线振动筛相似，不同之处在于直线振动筛激振器是两个相对运动偏心块，运动中抵消了其他方向作用力仅在直线方向上有作用力，而圆振筛仅安装一个运动方向的偏心块，受偏心块圆周运动的作用力，筛机运动轨迹为圆周。圆振筛目前主要应用于块煤分级作业，适合处理13mm粒级以上的原煤，寿命长，维护量小，能耗低，处理量大，分级效果一般。3.3.4筛机实例介绍-圆振动筛圆振筛偏心轴或激振器3.3.4筛机实例介绍-圆振动筛圆振筛3.3.4筛机实例介绍-圆振动筛圆振筛激振器一边只有一个，不成对，无同步齿轮箱3.3.4筛机实例介绍-圆振动筛直线振动筛偏心块成对，圆振筛只有一个3.3.4筛机实例介绍-高频振动筛17.高频振动筛高频振动筛是一种高效脱水设备，它有平面筛面和曲面筛面之分。曲面筛面的特点是弧形筛和直线筛的完美结合。高频振动筛本身具有高振次和高振动强度，另外还具有寿命长、效率高、耗电少、维修方便等优点。可用于入料粒度0~1㎜、入料浓度＜35%的末煤及煤泥的脱水、脱介，对中小型选煤厂细粒煤泥的脱水、脱介更为适宜。产品有高频圆振动筛和高频直线振动筛两种类型。高频筛最直观的特点是翘屁股——入料段有一段上包的筛板，发挥了弧形筛的作用图7-4高频筛

3.3.4筛机实例介绍-高频振动筛入料段上翘3.3.4筛机实例介绍-高频振动筛VSW-1800/3700高频筛3.3.4筛机实例介绍-高频振动筛康威德高频筛3.3.4筛机实例介绍-弧形筛18.弧形筛：弧形筛一种固定筛，多用于产品的脱水、脱介。弧形筛工作原理

3.3.4筛机实例介绍-弧形筛弧形筛的筛缝宽度一般为1.0㎜、0.75㎜、0.5㎜。弧形筛的给料方式有两种：一种为无压给料，称自流弧形筛，给料速度为0.5~3m/s；另一种为压力给料，称压力弧形筛，给料压力为0.1~0.2MPa，料浆速度可达10m/s。弧形筛的规格是以筛面的曲率半径（R）、筛面宽度（B）、弧度（ɑ）表示。例如：HSR2030-3400-60。自流弧形筛的弧度有45°、60°、90°等，多用于选煤厂的脱水及金属选矿厂的选别产品分级。压力弧形筛的弧度有180°和270°，其中270°多用于水泥工业。3.3.4筛机实例介绍-弧形筛弧形筛3.3.4筛机实例介绍-弧形筛振动弧形筛3.3.5破碎基本概念1.破碎：把大块物料破碎成小颗粒的加工过程叫做破碎。2.破碎机：用于破碎的机器叫做破碎机。3.在选煤厂或筛选厂，破碎作业主要有以下用途：适应入选粒度的要求。有些煤块是煤与矸石夹杂共生的夹矸煤，为了从中选出精煤，需要将它破碎成更小的粒度，使煤与矸石分离。满足用户对粒度的要求。4.破碎作业的分类：按其在选煤中的作用不同可分为：准备破碎（分选前）和最终破碎（分选后）。按破碎产物的粒度不同分为：粗碎、中碎、细碎与粉碎。按其所消耗的能量形式不同分为：机械能破碎（即用机械力破碎物料）和非机械能破碎（应用电能、热能等进行破碎）。选煤厂和选矿厂主要是采用机械能破碎。3.3.6破碎方式分类5.物料破碎主要采用机械方式。基本的破碎方式有以下五种：压碎、劈碎、折断、击碎、磨碎。基本的破碎方式3.3.6破碎方式分类1）压碎（图5-3a）：是利用两个破碎工作面靠近时，使夹在其间的物块受挤压而破碎。此法多用于硬物块（如硬煤及混入的矸石）的破碎。3.3.6破碎方式分类2）劈碎（图5-3b）：将物块放在两个带有尖棱的工作面之间，两工作面靠近时产生劈力，尖棱劈入物块，使其裂开。此法适用于脆而不太硬的物块的破碎。3.3.6破碎方式分类3）折断（图5-3d）：使物块受弯曲作用而断开。此法适用于破碎脆而硬的物块。3.3.6破碎方式分类4）击碎（图5-3c）：物块受冲击力作用而破碎。此法适用于破碎脆性物块。3.3.6破碎方式分类5）磨碎（图5-3e）：使破碎工作面在物块上相对滑动，物块表面受研磨作用，被逐渐磨剥掉而成碎末。此法用于要求破碎产品是粉末的情况。在各种破碎机中，往往是以一种破碎方式为主，同时伴有其他破碎方式。3.3.6破碎方式分类5.破碎比：物料破碎时采用以哪种破碎方式为主的破碎机，则需要根据物料的物理机械性质、粒度大小以及要求的破碎比来决定。破碎比：通常是由物料破碎前的最大直径Dmax与破碎后物料中最大颗粒直径dmax的比值来表示。即：

Dmax破碎比i=————dmax3.3.7破碎机实例介绍破碎机齿辊破碎机圆锥破碎机锤式破碎机颚式破碎机反击式破碎机滚筒式碎选机选煤厂使用较多的是辊式破碎机，齿辊破碎机有单齿辊破碎机和双齿辊破碎机两种。3.3.7破碎机实例介绍-齿辊破碎机齿辊破碎机:是以劈碎作用为主,兼有冲击和弯曲等作用的破碎机。齿辊破碎机的工作原理:如下图所示，双齿辊破碎机由两个旋转方向相反的齿辊组成，单齿辊破碎机由一个旋转的齿辊和一段弧形的破碎板组成。齿辊转动时，辊面上的齿牙可将煤块咬住并加以劈碎。物料由上部给入，破碎后的产物随着齿辊的转动从下部带出。3.3.7破碎机实例介绍-齿辊破碎机单齿辊破碎机原理3.3.7破碎机实例介绍-齿辊破碎机双齿辊破碎机原理3.3.7破碎机实例介绍-齿辊破碎机a.鹰嘴式

b.标枪式c.刀刃式3.3.7破碎机实例介绍-齿辊破碎机3.3.7破碎机实例介绍-齿辊破碎机优点：1）利用剪切和拉伸的力量来破碎物料具有更高的破碎效率。2）使细粒的增量减少到最少，也降低了能量消耗。而较大颗粒的三维尺寸都受到破碎齿形成的空间限制，超粒率很少。2PFQG50AM齿板式直联型分级破碎机结构3.3.7破碎机实例介绍-齿辊破碎机3.3.7破碎机实例介绍-齿辊破碎机英国DOSCO澳大利亚ABOH英国MMD中国煤科院SSC3.3.7破碎机实例介绍-齿辊破碎机8.颚式破碎机

1858年，英国人布莱克发明颚式破碎机。颚式破碎机的动颚围绕固定心轴周期地摆动，使物料受挤压、劈裂、弯曲而破碎。用于物料的粗碎或中碎，其抗压强度不超过200MPa，一般用于石料的破碎。通常，颚式破碎机的破碎比为4—6，小型颚式破碎机有时可达10。大中型颚式破碎机的给科粒度可达1000-1200mm，排料粒度为20-250mm。颚式破碎机从结构上讲分两种，一种是单摆式，一种是复摆式。3.3.7破碎机实例介绍-颚式破碎机3.3.7破碎机实例介绍-颚式破碎机颚式破碎机3.3.7破碎机实例介绍-颚式破碎机颚式破碎机3.3.7破碎机实例介绍-颚式破碎机颚式破碎机3.3.7破碎机实例介绍-圆锥破碎机9.圆锥破碎机旋回破碎机又称粗碎圆锥破碎机，1878年问世，主要应用于大、中型金属矿山，破碎比3~5。按排料方式可分为侧面排料和中心排料型，前者因易堵塞，已不再生产。旋回破碎机是连续工作的破碎机械，它借助于做旋摆运动的圆锥面周期性地靠近固定锥面，使夹于两个锥面间的物料受到挤压和弯曲来达到破碎的目的。3.3.7破碎机实例介绍-圆锥破碎机圆锥破碎机3.3.7破碎机实例介绍-圆锥破碎机圆锥破碎机3.3.7破碎机实例介绍-锤式破碎机10.锤式破碎机选煤厂生产环节使用较少，煤质化验制样设备使用较多。优点：结构简单、机器紧凑、处理能力大、破碎比高、功耗小。缺点：物料含水分过高时易堵塞蓖条；锤头磨损较快。3.3.7破碎机实例介绍-锤式破碎机环锤破碎机3.3.7破碎机实例介绍-反击式破碎机反击式破碎机3.3.7破碎机实例介绍-滚筒碎选机滚筒碎选机第四节分选作业-跳汰分选02跳汰机分类01跳汰选煤基本情况介绍04空气脉动跳汰机实例介绍03空气脉动跳汰机主要部件05动筛跳汰机实例介绍3.4.1跳汰选煤基本情况介绍1.距今已有400多年的历史，后来才逐渐应用于煤炭分选。第一台跳汰选煤机是1830年出现的。1840年应用了偏心传动的活塞跳汰机，1892年出现了第一台采用压缩空气驱动的无活塞跳汰机，即著名的鲍姆跳台机。此后，随着工业技术的发展，选煤技术也在不断发展，跳汰机也逐渐获得改进与完善，出现了具有各种不同结构形式的煤用跳汰机。2.目前，我国跳汰机在机械结构、风阀和自动排料系统及分选指标等方面与国外先进跳汰机相比水平相当，但在设备制作水平、使用可靠性及检测技术、自动化程度等方面存在较大差距。3.4.1跳汰选煤基本情况介绍3.跳汰选煤工作原理:所谓跳汰，是指物料在垂直升降的变速水流中按密度进行分选的过程。在跳汰过程中，物料给到跳汰机筛板上，形成一个跳汰床层。在给料的同时，从跳汰机下部透过筛板周期地给入一个上下交变的水流，物料就在水流作用下进行分选。在跳汰室中水流运动包括垂直升降的变速脉动水流和水平水流。前者对颗粒按密度分层起主要作用，后者对颗粒按密度分层也有影响，但主要作用是运输物料。3.4.1跳汰选煤基本情况介绍4.跳汰选煤基本过程:首先，在上升水流的作用下，密集的床层逐渐松散、呈浮游状态，床层中的颗料按密度和粒度的差别作上升运动，并进行分层。上升水流结束后，在膨胀期以及下降水流期间，床层逐渐收拢并继续进行分层，当全部颗粒都沉降到筛板后，床层趋于紧密，这时大部分颗粒彼此间已失了发生相对运动的可能性，只有小部分极细的颗粒才能穿过床层缝隙继续向下运动进行分层。当下降水流结束后，分层作用终止，即完成了一个跳汰循环。在每一个跳汰循环中颗粒都受到一定的分选作用，经过多次反复，分层趋近完善。低密度颗粒随溢流排出；高密度大颗粒由跳汰机各段末端的底部开口排出，而小于筛板孔径的高密度细颗粒，直接透过筛孔排到筛下，两者合并由脱水斗式提升机排出机外。3.4.1跳汰选煤基本情况介绍跳汰机筛板跳汰机水位控制跳汰机风阀使矸石、精煤有效分层是个技术活！精煤矸石3.4.1跳汰选煤基本情况介绍跳汰分选示意动画3.4.1跳汰选煤基本情况介绍各密度层在跳汰室中的分布1、精煤；2、精煤与中煤；3、中煤；4、原煤；5、矸石；6、中煤与矸石3.4.2跳汰机分类5.根据跳汰选煤所用介质分类：跳汰选煤所用介质为水、空气或重悬浮液。以水作分选介质的叫水力跳汰；以空气作分选介质的叫风力跳汰；以重悬浮液作分选介质的叫重介跳汰；选煤生产中，以水力跳汰用的最多。3.4.2跳汰机分类3.4.2跳汰机分类6.水力跳汰机：水力跳汰机的脉动水流可用活塞、动筛或压缩空气建立。脉动水流的建立方式见下图：1）活塞式跳汰机活塞式跳汰机的筛板是固定的，筛板旁侧是活塞。当活塞向下运动时，迫使跳汰室水流上升，活塞向上提起时，跳汰室水流下降。活塞往复运动产生脉动水流实现物料的分选。2）动筛式跳汰机动筛式跳汰机的筛板在水中上下运动，当筛床向下运动时，水从筛孔进入形成上升水流；当筛床向上运动时，水从筛孔外流，形成下降水流；筛床上的物料在脉动水流中作干扰沉降，实现物料按密度有效分层。3.4.2跳汰机分类脉动水流的建立方式1—机壳；2—跳汰室；3—活塞（空气）室；4—筛蓝；5—筛板；6—活塞；7—偏心套；8—拉杆；9—风阀3.4.2跳汰机分类7.空气脉动式跳汰机空气式跳汰机的筛板也是固定的。脉动水流是借风阀周期性给入和排出压缩空气来建立。压缩空气进入空气室时，迫使跳汰室水流上升；压缩空气从空气室排出时，跳汰室形成下降水流。空气脉动式跳汰机按其结构可分为两类：筛侧空气室跳汰机和筛下空气室跳汰机，这两类跳汰机还可根据其用途、入选粒度和机械结构进行分类，见下图。动筛跳汰机与空气脉动跳汰机的区别在于：不用风、也不用冲水和顶水；物料的松散度由动筛机构的运动特性所决定。选煤厂主要使用的跳汰机有空气脉动跳汰机和动筛跳汰机。3.4.2跳汰机分类表6－１空气室跳汰机的类型3.4.4空气脉动跳汰机实例介绍-筛侧空气室跳汰机11.筛侧空气室跳汰机结构：下图为筛侧空气室跳汰机的基本构造。机体：机体的作用是容纳洗水和分选物料，构成分选空间，支承跳汰机的部件和附属装置。机体上部为长方形，下部为半圆形、角锥形或过渡形。筛侧空气室跳汰机1、机体；2、风阀；3、筛板；4、排料装置；５、补充水管3.4.4空气脉动跳汰机实例介绍-筛侧空气室跳汰机3.4.4空气脉动跳汰机实例介绍-筛侧空气室跳汰机3.4.4空气脉动跳汰机实例介绍-筛侧空气室跳汰机机体内用纵隔板分为空气室和跳汰室。跳汰室内装有筛板及控制排料的闸门。空气室上部装有风阀，中部装有补充水管。机体沿纵向用横隔板分为矸石段和中煤段。每段又分为二个或三个格室及排料筒。每个格室有单独的风阀和补充水管，可单独调节风量和水量。一般在每段末端设重产物排料筒及排料装置，采用倒排矸时，第一段起始端设排料筒。为防止格室之间及格室与排料筒之间水流相互窜扰，隔板几乎伸到机体底部。3.4.4空气脉动跳汰机实例介绍-筛侧空气室跳汰机跳汰室的宽度决定着跳汰机的允许给煤量，从而影响跳汰机的处理能力。由于受到水流运动均匀性的限制，目前跳汰室的宽度最大只达到2.5～3m，因而筛侧空气室跳汰机难以大型化。跳汰机每段的长度决定物料在跳汰机中分层的时间，长度过大，重产物向排料口移动困难，所以跳汰机各室的长度一般为1.0～1.2m。3.4.4空气脉动跳汰机实例介绍-筛侧空气室跳汰机工作过程：风阀周期性给入和排出压缩空气，推动跳汰室形成脉动水流。顶水从空气室下部的补充水管给入，以改变跳汰机的跳汰周期特性，并在跳汰室形成水平水流，运输物料。物料在机头被冲水润湿后给入跳汰机。经过分层，矸石和中煤分别经矸石段和中煤段的排料闸门排到机体下部，与透筛排出的细粒矸石和中煤汇合，由脱水斗式提升机运出；精煤经溢流堰随水流出。3.4.4空气脉动跳汰机实例介绍-筛下空气室跳汰机12.筛下空气室跳汰机简介筛下空气室跳汰机是使跳汰机进一步大型化，提高跳汰机处理能力的另一种新型设备。这种跳汰机把空气室移到跳汰室筛板下，克服了筛侧空气室跳汰机脉动水流不均匀的缺点。筛下空气室跳汰机除了把空气室移到筛板下面以外，其他部分与筛侧空气室跳汰机结构相似。它的工作原理也是压缩空气经风阀控制，交替地压入和排出筛板下面的空气室，使其水位交替地下降和上升，从而形成穿过筛板的脉动水流。所产生的脉动水流特性，实测结果与一般筛侧室跳汰机的典型特性相似。筛下空气室跳汰机基本构造见下图。SKT系列跳汰机1、数控气动风阀；2、侧壁；3、出料端；4、浮动闸门；5、上机体；6、蝶阀;7、中煤机体；8、总水管；9、接管；10、分水管；11、排料装置；12、矸石锥体；13、浮标；14、进料端3.4.4空气脉动跳汰机实例介绍-筛下空气室跳汰机3.4.5动筛跳汰机实例介绍13.动筛跳汰机（1）发展历史20世纪80年代，动筛跳汰机在德国(西德)被广泛使用；1989年，北票矿务局冠山选煤厂、顺矿务局龙凤矿选煤厂1995年，阜新矿务局八道壕选煤厂1996年，签署技术转让协议——山东煤矿泰安机械厂近10年来，液压驱动和机械驱动两种类型的动筛跳汰机在我国迅速得到了推广应用，全国各煤矿使用近80台，在煤炭洗选加工中发挥了越来越重要的作用，其性能被广泛认可。（2）设备结构主机＋驱动系统＋电控系统主机：槽体、动筛机构、提升轮装置、产品溜槽驱动系统：动筛的运动、排矸装置的运行电控系统：设备主控（强电控制）、自动排矸检测控制3.4.5动筛跳汰机实例介绍3.4.5动筛跳汰机实例介绍（3）设备优点处理粒度大范围宽单位面积处理量大分选精度高，分选效率达95–98%循环水用量少，吨煤循环水量为0.3m3系统简单，自动化程度高（4）主要应用动力煤分选原煤准备车间的排矸从掘进煤和脏杂煤中回收煤炭资源干旱缺水地区降灰提质老厂改造替代重介排矸和选择性破碎机取代人工拣矸3.4.5动筛跳汰机实例介绍（5）工作原理物料进入动筛跳汰机槽体之后,物料和筛板在驱动装置的驱动下在水中上下运动。在运动的过程中,当驱动装置驱动上升时,物料与筛板没有相对运动,而水介质相对于物料是向下运动的;当驱动装置驱动筛板下降时,物料颗粒因重力和水介质的阻力作用,所产生的加速度小于筛板下降的加速度时,水介质形成相对于动筛筛板的上升流,床层才能悬浮。当颗粒下降速度小于动筛筛板的下降速度时,物料在水中作干扰沉降,并使床层有足够的松散度和松散时间,实现物料按密度有效分层。分层的轻、重产物分别进入双道提升轮中,依靠双道提升轮脱去水分,并将分离出来的煤及矸石送入各自的排料溜槽中。透筛细粒物料由底部槽体排料口排出。3.4.5动筛跳汰机实例介绍3.4.5动筛跳汰机实例介绍3.4.5动筛跳汰机实例介绍3.4.5动筛跳汰机实例介绍3.4.5动筛跳汰机实例介绍3.4.5动筛跳汰机实例介绍LTD机械动筛跳汰排矸机3.4.5动筛跳汰机实例介绍第四节分选作业-重介分选07重介分选设备分类06重介选煤基本情况介绍09重介分选机实例介绍08重介旋流器实例介绍3.4.6重介选煤基本情况介绍1.重介质选煤：是用密度介于煤与矸石密度之间的液体作为分选介质的选煤方法。2.重介质选煤的基本原理：重介质选煤的基本原理是阿基米德原理，即浸没在重介质中的颗粒受到的浮力等于颗粒所排开的同体积的介质重量。3.所用的分选介质有重液和悬浮液两种。重液：重液是无机盐水溶液或有机溶液，由于难以回收，再生不经济而没有在工业中应用。悬浮液：目前，国内外普遍采用磁铁矿粉与水配制的悬浮液作为选煤的分选介质。3.4.6重介选煤基本情况介绍重介选煤原理示意图重悬浮液，密度＞1例如：1.5Kg/L煤密度＜1.5Kg/L矸石密度＞1.5Kg/L3.4.6重介选煤基本情况介绍4.重介质选煤是一种高效率的重力选煤法，其突出优点是：1）分选效率高下图是各种选煤设备的可能偏差E值的比较。从图中不难看出，重介质分选机和重介质旋流器的分选效率在各种重力选煤方法中是最高的，我国各厂重介选的平均E值为0.038。各种选煤设备的可能偏差E值3.4.6重介选煤基本情况介绍2）分选密度调节范围宽重介选的分选密度一般为1300～2200kg/m3，而且易于调节，其误差可保持在±0.5%范围之内。3）适应性强，分选粒度范围宽重介质选煤在入选原煤的粒度、数量和质量上允许有较大的波动。4）生产过程易于实现自动化重介质选煤所用悬浮液的密度、液位、粘度、磁性物含量等工艺参数均能实现自动控制。重介质选煤法使用范围广。对于难选煤和极难选煤，采用全重介选或部分重介选流程，都可提高精煤产率。用重介质旋流器再选跳汰中煤和精煤，可提高精煤产率和产品质量。4.重介质选煤的缺点是：增加了加重质的净化回收工序，工艺复杂，生产费用较高；设备磨损快，维护量大。3.4.7重介分选设备分类重介分选设备是否用水湿法重介重介旋流器重介浅槽重介斜轮重介立轮干法重介重介流化床干法分选机机械结构工作力场重介旋流器（离心力场）有压无压两产品三产品筒式锥式中心给料周边给料大直径小直径正立倒立斜立重介分选机（重力场）重介浅槽重介斜轮重介立轮目前国内选煤厂主要使用重介旋流器和重介浅槽进行分选。3.4.7重介分选设备分类5.重介质分选设备分类（1）根据其工作原理分为两大类：一类是在重力场中进行分选的设备，通常称为重介质分选机；另一类是在离心力场中进行分选设备，通常称为重介质旋流器。6.重介质旋流器的分类重介质旋流器分类方法较多，下面介绍几种常规的分类方法，见下图：（1）按其外形结构可分为：圆柱形、圆锥形、圆柱圆锥形重介质旋流器两种。（2）按其选后产品的种类可分为：二产品重介质旋流器；三产品重介质旋流器。（3）按给入旋流器的物料方式可分为：周边（有压）给原煤、给介质的重介质旋流器；中心（无压）给原煤、周边（有压）给介质的重介质旋流器。3.4.7重介分选设备分类（4）按旋流器的安装方式可分为：正（直）立式、倒立式和卧式三种。（5）根据加重质的磁化性能，可分为非磁性介质和磁性介质两大类。我国和大多数国家均用强磁性的磁铁矿粉配制选煤用的悬浮液。以上各种类型的重介质旋流器都有自己的特点，它们是不同时期不同条件下，结合具体需要的产物。因此，在选择使用时，应结合生产的要求，多方权衡考虑，才能达到理想的效果。3.4.7重介分选设备分类3.4.8重介旋流器实例介绍7.重介质旋流器分选过程：重介选煤过程示意动画如下图3.4.8重介旋流器实例介绍分选过程：物料和悬浮液以一定压力沿切线方向给入旋流器形成强有力的旋涡流。液流从入料口开始沿旋流器内壁形成一个下降的外螺旋流；同时，一部分液流分离出来移向旋流器轴心附近形成一股上升的内螺旋流。由于内螺旋流具有负压而吸入空气，在旋流器轴心全长形成空气柱。入料中的精煤随内螺旋流向上，从溢流口排出；矸石随外螺旋流向下，从底流口排出。3.4.8重介旋流器实例介绍8.重介无压三产品旋流器无压三产品重介质旋流器第一段为圆筒型，第二段为圆筒圆锥型。第一段和第二段可垂直布置，也可平行布置3.4.8重介旋流器实例介绍3GDMC1200/850A型旋流器

平行式结构示意图3.4.8重介旋流器实例介绍分选过程：洗选介质以一定的压力由给介管沿切向方向给入一段旋流器，在入口压力作用下，分选筒内产生离心力场，并形成向下的内螺旋流和向上的外螺旋流；此时，原煤以中心给料方式由入料管给入一段旋流器中内旋流，在离心力作用下，颗粒按不同的密度沿旋流器中心到器壁迅速分层；小于分选密度的物料向中心聚集，并随内旋流进入溢流口；大于分选密度的物料穿过分选密度界面向器壁运动，随外旋流经一段底流口到二段旋流器；加重质颗粒在离心力及外旋流的推挤作用下，沿圆筒器壁向给煤口方向移动，产生浓缩现象，同时也伴有分级作用，使进入二段旋流器的悬浮液密度升高，自然提高了二段分选密度，从而有效地对重产物进行再分选。3NZX系列有压给料三产品重介质旋流器3.4.8重介旋流器实例介绍3.4.8重介旋流器实例介绍3.4.8重介旋流器实例介绍3.4.8重介旋流器实例介绍3.4.8重介旋流器实例介绍3.4.9重介分选机实例介绍9.重介分选机重介分选机主要有斜轮重介质分选机、立轮重介质分选机浅槽重介质分选机，目前使用较多的是浅槽重介质分选机。3.4.9重介分选机实例介绍3.4.9重介分选机实例介绍-浅槽因立轮重介分选机、斜轮重介分选机结构复杂、空间大、维护困难，目前除一些老选煤厂使用外，新选煤厂很少使用，现在使用范围最广的重介分选机是刮板式浅槽分选机（下称重介浅槽），将进行重点介绍。入料端精煤出料端矸石出料端3.4.9重介分选机实例介绍-浅槽重介浅槽结构及原理图3.4.9重介分选机实例介绍-浅槽3.4.9重介分选机实例介绍-浅槽浅槽分选机的特点是分选槽为敞开式，用刮板排料，处理量大，重悬浮液循环量大，对磁铁矿粉粒度组成要求较细。该分选机兼有水平液流和上升液流，80％～90％的重悬浮液从给料端下面沿水平方向给入，形成纵向水平液流；10％～20％的重悬浮液通过槽底数排孔给入，形成上升液流，促使精煤上浮。1驱动装置组件，2前轴组件，3惰轴组件，4张紧轴组件，5链板组件，6衬板组件，7洗煤排放漏斗组件，8铸造导轨和侧面磨损板组件，9惰轴件和滑动/顺序开关9a滑动/顺序开关支架组件，10水平流管组件3.4.9重介分选机实例介绍-浅槽3.4.9重介分选机实例介绍-斜轮平煤田庄选煤厂使用的重介斜轮分选机3.4.9重介分选机实例介绍-斜轮平煤田庄选煤厂使用的重介斜轮分选机3.4.9重介分选机实例介绍-立轮开滦集团范各庄选煤厂使用的立轮重介分选机，该工程获得国家银质奖章3.4.9重介分选机实例介绍-立轮立轮重介分选机3.4.9重介分选机实例介绍-空气重介质流化床分选机资深院士陈清如和他的重介质流化床分选机第四节分选作业-粗煤泥分选11粗煤泥分选设备分类10粗煤泥分选基本情况介绍13螺旋分选机12干扰床分选机3.4.10粗煤泥分选基本情况介绍1.概述：近年来，随着我国煤炭开采机械化程度不断提高，开采煤炭粒度变小，粗煤泥在原煤中的含量逐渐增大。在现有选煤工艺中，三产品重介旋流器的有效分选下限提高；浮选机的有效分选上限降低；处于两者之间的粗煤泥不能得到有效回收。现有的粗煤泥分选设备主要有干扰床分选机、煤泥重介旋流器、螺旋分选机等，但仍没有成熟的设备和工艺。3.4.11粗煤泥分选设备分类2.煤泥重介旋流器煤泥重介旋流器采用小直径、有压给料、单一重介质的两产品重介质旋流器，分选下限可达0.04mm。（属重介旋流器一种，不赘述）小直径煤泥重介旋流器3.4.11粗煤泥分选设备分类3.螺旋分选机利用液流在螺旋槽面上运动的过程中，产生离心力，从而实现分选过程。分选精度不高，不完善度I值仅0.20-0.25，分选密度难以控制在1.7（或1.65）kg/l以下，难以实现自动控制。4.干扰床分选机干扰床分选机是利用上升水流在槽体内产出紊流使物料按密度分选的设备。该设备分选物料的粒度区间为3.0~0.15mm，因而可降低进入重介系统和浮选系统的入料量，达到降低介耗、油耗、电耗的目的。采用干扰床分选机既可以克服大直径旋流器分选细粒煤效果差的缺点，又能够发挥浮选柱分选细粒煤效果好的优势，使煤泥水系统更趋合理。3.4.12干扰床分选机（TBS）5.干扰床分选机基本原理可以描述为：粗煤泥颗粒的密度、粒度不同,在同一流体(水)中的沉降速度也不同。高密度粗粒具有较大的沉降速度,低密度细粒的沉降速度则较小。如果提供一个上升流体速度,使其介于低密度细粒的沉降速度和高密度、粗粒的沉降速度之间,则高密度、粗粒将在该上升流体中沉降,而低密度、细粒将上浮,从而实现多组分粒群按密度和粒度的分离。进而,如果粒群的粒度相近或在很窄的粒级范围内,则颗粒的沉降速度取决于颗粒的密度,不同密度的颗粒在一定上升水速作用下将按密度进行分选3.4.12干扰床分选机（TBS）7.设备结构本设备是由执行器、观察平台、入料井、筒体、探测器、紊流板、连杆机构和控制器等组成。TBS分选机构造图1-执行器2-观察平台3-溢流堰4-入料井5-筒体6-探测器7-紊流板8-连杆机构9-控制器10-排污口11-沉物排放口3.4.12干扰床分选机（TBS）干扰床分选机（TBS）工作原理图

3.4.12干扰床分选机（TBS）1.5x0.125mm尾煤Refuse1.5x0.125mm脱泥筛筛下物U/FofdeslimeScreen0.125x0mm上升水流UCW弧形筛Sievebend高频脱水筛HFdewateringscreen煤泥离心机Centrifuge精煤皮带Cleancoalconveyor煤泥桶Slimetank矸石皮带Refuseconveyor分级旋流器Classifyingcyclone精煤Cleancoal1.5x0mm浓缩机/浮选机Thickener/Flotation典型的TBS流程图3.4.13螺旋分选机8.螺旋分选机是一种依靠液流特性，在重力和离心力的作用下实现不同密度矿物分离的分选设备。自上世纪90年代初螺旋分选机开始应用于选煤业，用于分选3～0.15mm级粗煤泥。在美国和澳大利亚等产煤国，螺旋分选机已经得到普遍应用。螺旋分选机是近代用于分选煤泥的一种较好设备，它具有结构简单、分选效率较高、无噪音、无转动部件、无动力、维修量极少、使用期限较长等优点。现在日益受到选煤和环境保护界人士的重视并已开始运用于我国选煤生产。物料在螺旋分选机内基本是在轴向液流和径向液流的复杂作用下对轻重矿物按密度进行分选。在螺旋槽内重矿物在内缘聚集，轻矿物在外缘聚集。轻重物料产品在末端分别截取。分选效果除了与矿物本身性质有关外，与螺旋分选机的结构参数：倾角、螺距、直径、断面形状等也有直接关系。3.4.13螺旋分选机9.工作原理入料自螺旋分选机上端给入，沿螺旋槽做回转运动。液流在螺旋槽的回转运动过程中，沿槽的内侧至外侧，水层密度逐渐增大，矸石等重产物逐渐移入下层，煤等轻矿物浮于液流上层，形成了以重产物为主的下部流动层和以轻产物为主的上部流动层。颗粒群实现分层后，由于重产物位于下层，与槽体接触，又受到上层液流的压力，运动阻力加大，与轻产物形成一个速度差。轻产物受到螺旋液流的作用向槽的外缘运动，重产物在重力、流体动压力、摩擦力和惯性离心力的作用下向槽的内缘运动，中间密度物料则占据中间带。在螺旋分选机的底部，轻、重产物分别由不同的溜槽收集，从而实现轻重产物的分离3.4.13螺旋分选机10.结构组成给矿槽冲洗水导槽螺旋槽连接用法兰盘尾矿槽机架重产物排出管3.4.13螺旋分选机3.4.13螺旋分选机

分离过程：1分层2分带3平衡

螺旋槽横断面环流3.4.13螺旋分选机3.4.13螺旋分选机第四节分选作业-浮游分选15浮游选煤过程14浮游选煤基本情况介绍16浮选机分类17浮选设备实例介绍3.4.14浮游选煤基本情况介绍1.浮游选煤知识浮选是依据矿物表面润湿性的差别，分选细粒煤（0.5mm以下）的选煤方法。对小于0.5mm的细粒级煤泥最有效的分选方法是浮选。浮选的方法包括油浮选、球团浮选和泡沫浮选等。浮选方法中应用最广泛的是泡沫浮选法。泡沫浮选是在浮选剂的作用下，形成矿化泡沫，从而实现分选的一种浮选方法。浮游选煤一般用于炼焦煤、无烟煤等稀有煤种的洗选，动力煤选煤厂较少采用。2.煤泥浮选是以煤和矸石颗粒表面性质的差异为依据而进行的分选过程，其目的是获得-0.5mm低灰精煤。3.4.14浮游选煤基本情况介绍浮游选煤原理示意图水煤矸石气泡3.4.15浮游选煤过程

（1）充分搅拌使矿浆处于湍流状态，以保证矿粒悬浮并以一定的动能运动；（2）悬浮矿粒与浮选药剂作用，目的是矿物表面的选择性疏水化

（3）矿浆中气泡的发生及弥散；3.4.15浮游选煤过程（4）矿粒与气泡的接触；（5）疏水矿粒在气泡上的黏附，矿化气泡的形成；（6）矿化气泡的浮升，精矿泡沫层的形成与排出；3.4.16浮选机分类3.浮选机的分类浮选机种类繁多，有多种分类方法:按浮选机槽箱深度和宽度的比值分为深槽型浮选机和浅槽型浮选机；按浮选机的入料方式分为直流式浮选机和吸入式浮选机；按空气进入浮选机的方式分为空气自吸式浮选机和空气压入式浮选机等。3.4.16浮选机分类选煤厂使用的浮选机主要有压气式机械搅拌浮选机和浮选柱两种。3.4.17浮选设备实例介绍4、浮选机浮选机是将已准备好的矿浆按一定的质量要求分选为若干产品的设备。根据浮选过程的特点，浮选机有进料、充气、搅拌、刮泡、排料等装置。煤炭浮选的三个重要环节即煤浆充气、气泡矿化和产物分离都是在浮选机中实施的，因此浮选机结构形式和结构参数的完善程度即工作性能的好坏，在很大程度上决定了煤炭浮选效果的优劣。3.4.17浮选设备实例介绍5.浮选机应具有的基本作用：（1）充气作用以最小的动力消耗吸入数量足够的空气，并将其粉碎生成大小合适、稳定性适宜的气泡并均匀分散在整个浮选槽箱内。（2）搅拌作用使煤浆在浮选槽箱内处于湍流状态，保证煤粒的悬浮和浮选剂的分散，并以一定的动能使煤粒、气泡运动碰撞，从而实现煤粒和浮选剂的附着，选择性地实现气泡的矿化。（3）浮选产物分离作用形成三相泡沫层，实现良好的二次富集作用，及时、准确地分离、排出泡沫和尾煤。3.4.17浮选设备实例介绍3.4.17浮选设备实例介绍6.CHF-X型浮选机（充气搅拌式）叶片为带有8个径向叶片的圆盘，盖板是有4块组装而成的圆盘，在周边均布有24块径向叶片。叶轮与盖板的轴向间隙微15-20mm，径向间隙微20-40mm。

中心筒上部的给气管与总风筒相连，中心筒下部与循环筒和盖板相连。钟形进入管安装在中心筒下端。循环筒与钟形进圆管之间的环形空间供循环矿浆用，钟形进入管具有导流作用。CHF-X型浮选机结构简图3.4.17浮选设备实例介绍3.4.17浮选设备实例介绍7.充气式浮选机（浮选柱）浮选柱(flotationcolumn)属于单纯型充气浮选设备，其特点是结构简单，无机械搅拌装置，柱底部设有透气性好的充气器，柱外部的压缩空气经充气器向柱内弥散充气。还有给矿器，泡沫槽以及管网等。充气器的工作性能直接影响充气量和气泡的弥散程度以及浮选柱工作效率。充气器的结构型式：竖管式、炉条式、床石式、旋流式和水汽喷射式等。郑州大学校长刘炯天凭借旋流-静态微泡柱评为中国工程院院士。3.4.17浮选设备实例介绍竖管型充气器浮选柱1．竖管充气器；2．下体；3．上体；4．中间圆筒；5．风室；6．给矿器；7．尾矿器3.4.17浮选设备实例介绍旋流式充气器并带有泡沫喷淋冲洗水结构的浮选柱旋流气流3.4.17浮选设备实例介绍微泡浮选柱3.4.17浮选设备实例介绍刘炯天院士和他的旋流静态微泡浮选柱3.4.17浮选设备实例介绍3.4.18浮选设备实例介绍浮选柱浮选流程图第五节脱水（脱介脱泥）02脱水设备分类01脱水设备基本情况介绍04脱水式斗式提升机03选煤厂脱水环节介绍05脱水筛06离心脱水机07过滤脱水机08板框压滤机09干燥设备3.5.1脱水设备基本情况介绍在选煤厂中，经过分选后的煤带有大量的水，因此，产品脱水作业是湿法选煤工艺过程中必不可少的重要环节。水分过高的煤会给贮存、运输和使用造成浪费和困难，特别是在寒冷地区的冬季更是如此。选煤厂常用的产品脱水方法有：重力脱水、离心脱水、过滤脱水、压滤脱水、干燥脱水等。脱介脱泥与脱水过程类似，脱介的目的是将煤流中夹带、粘附的重介质脱除，脱泥的目的是将原煤中的细粒煤泥脱除，常用的重力脱水设备基本都可以用以脱介和脱泥，因此本节以脱水为主。3.5.2脱水设备分类重力脱水：利用重力作用实现脱水的方法，如脱水斗式提升机、脱水筛、脱水仓。离心脱水：利用离心力作用实现脱水的方法，如各式离心脱水机。过滤脱水：利用真空抽吸使物料脱水的方法，如过滤机。压滤脱水：利用挤压作用使物料脱水的方法，如压滤机。干燥脱水：利用热力蒸发作用降低物料水分的方法，如火力干燥机。我国现行产品目录规定精煤水分一般不超过12%～13%。为满足这个要求，各种精煤必须在不同的脱水设备中进行脱水。各类筛机均可用于脱水作业，因在本章第三节已经介绍，本节不再赘述。3.5.2脱水设备分类脱水设备重力脱水（脱泥脱介）弧形筛振动筛斗提机离心脱水振动离心机刮刀离心机沉降过滤离心机沉降离心机过滤脱水圆盘真空过滤机抽滤机压滤脱水加压过滤机板框压滤机带式压滤机干燥脱水烟气干燥蒸汽干燥3.5.3选煤厂脱水环节介绍选煤厂脱水环节包括如下：1、块精煤脱水：脱水筛--精煤产品；脱介筛--离心机--精煤产品2、跳汰末精煤：脱水筛--离心机--精煤产品3、粗粒精煤：①角锥池—旋流器—煤泥筛—煤泥离心机—精煤产品②精煤磁选机--旋流器—煤泥筛—煤泥离心机—精煤产品4、浮选精煤：浓缩机底流—旋流器溢流—浮选机—过滤机（真空过滤机、加压过滤机）—精煤产品5、中煤和矸石：脱水斗式提升机—脱水筛--中煤、矸石产品6、尾煤：①深锥浓缩机溢流—45米浓缩机—压滤机—尾煤②深锥浓缩机—旋流器—高频筛—尾煤3.5.4脱水式斗式提升机一、脱水斗式提升机脱水斗式提升机是利用水本身所受重力使煤和水自然分离的一种脱水设备。脱水斗式提升机通常兼有脱水和运输双重作用。可作为最终脱水设备，也可作为初步脱水设备。脱水斗式提升机的构造如图7-1所示。它是由机头1、