1 重介質選煤概述
在解決了設備耐磨、介質回收、工藝簡化等問題后，重介質選煤以其分選效率高、對煤質適應性強、可實現(xiàn)低密度分選、操作方便和易于實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點，深受世界各產煤大國的重視。美國、澳大利亞和南非的重介質選煤工藝在各國的原煤入選比例中分別占56%、90%和90%以上。我國從事重介質選煤技術的研究起步于20世紀50年代中期，“十五”期間，在政策引導和市場拉動下，我國的重介質旋流器選煤技術發(fā)展迅速，開發(fā)了具有自主知識產權的新工藝、新設備，為重介質選煤技術的推廣應用和煤炭企業(yè)經濟效益的提升作出了貢獻。近年來，我國重介質選煤技術創(chuàng)新在簡化工藝系統(tǒng)、設備大型化、提高重介質旋流器人料上限、降低有效分選下限以及生產過程自動控制等方面取得了突破性成就，我國重介質選煤方法所占比例已超過跳汰法達到44%。重介質選煤工藝流程也越來越簡化，采用一套介質回收凈化系統(tǒng)，實現(xiàn)了100～0mm原煤分級入選。但是，重介質選煤工藝還存在一些具體問題需要進一步研究。在充分考慮簡化重介質選煤工藝流程的同時，應考慮如何改進重介質選煤工藝流程，以提高精煤產率為目的，增加企業(yè)經濟效益和社會效益。
2 幾種典型的重介質選煤工藝流程
根據人選原料煤粒度及產品結構不同，重介質選煤工藝有多種，分選效果各不相同。本文介紹幾種目前應用較成功的重介質選煤工藝流程。
2.1跳汰粗選一重介質旋流器精選工藝
跳汰粗選一重介質旋流器精選工藝流程適于原煤可選性好，排矸密度約1.80kg/L，采用跳汰方法即可實現(xiàn)高效分選的選煤廠。采用跳汰機進行預排矸，可以有效降低矸石含量波動對重介質旋流器分選的影響，并減少重介質選的入料量和旋流器的磨損，而且精煤產品質量較高。缺點是工藝流程較復雜，設備種類較多，中煤中損失一些精煤，因此精煤產率較低。我國在20世紀90年代初期設計的興隆莊選煤廠、桃山選煤廠、盤北選煤廠、北崗選煤廠等采用該工藝流程。實踐表明，該工藝可生產低灰精煤，但精煤產率較低，中煤中一1.4g/cm。密度級含量高達15%。該工藝對于原煤含矸率較高、煤質波動較大以及已有跳汰分選系統(tǒng)進行技術改造時，具有一定的優(yōu)越性。
2.2塊煤重介質分選機一末煤重介質旋流器分選工藝
塊煤重介質分選機末煤重介質旋流器分選工藝流程中塊煤、末煤分別采用重介質分選，充分發(fā)揮了重介質分選機處理量大、旋流器分選精度高的特點，可滿足大型選煤廠生產工藝的要求。我國最大的安家?guī)X選煤廠采用此工藝流程，年入選原煤達到1500萬t。此流程主要適用于煤泥含量較大，矸石易泥化，或對塊煤產品有特殊用途的大型選煤廠。該工藝流程介質回收系統(tǒng)較復雜，管理不方便。
2.3塊煤跳汰一末煤重介質旋流器分選工藝
塊煤跳汰一末煤重介質旋流器分選工藝流程發(fā)揮了跳汰機選煤成本低、處理量大及重介質旋流器分選精度高的特點。采用該工藝可降低選煤成本，同時保證末精煤產品質量。我國自行設計的第一座全部設備國產化的三產品重介質選煤廠——鐵東選煤廠采用該工藝。運行結果表明，精煤產品質量較高，但產率較低。此工藝適用于塊煤可選性較好、末煤可選性較難并有塊精煤用戶的選煤廠。
2.4三產品重介質旋流器分級分選工藝
三產品重介質旋流器分級分選工藝先將原料煤進行預先分級脫泥，粗粒煤（80-2mm）進人大直徑（1400mm）重介質旋流器分選，細粒煤（2-0.5mm）進入小直徑重介質旋流器分選，煤泥進入浮選系統(tǒng)。采用一套介質回收凈化系統(tǒng)，實現(xiàn)80-0mm級原煤的分級入選。由于采用大型設備及科學合理的設備布置形式，因此，簡化了脫介、介質回收工藝流程，降低了基建投資和生產費用。該工藝是我國“十五”開發(fā)并推出的新工藝，目前已有山西神州煤電焦化股份有限公司晉陽選煤廠、汾西礦業(yè)集團介休選煤廠、山東新汶礦業(yè)集團翟鎮(zhèn)礦選煤廠、內蒙古慶華集團百靈選煤廠和烏斯太選煤廠采用此工藝流程。該工藝適合人選原料煤煤泥含量較高、塊煤與末煤理論分選密度相差較小、塊煤中夾矸煤含量較少的選煤廠。
2.5三產品重介質旋流器分選工藝
三產品重介質旋流器分選工藝可以用單一低密度重懸浮液一次分選出精煤、中煤、矸石三種質量合格的產品，較之二產品重介質旋流器分選工藝可以省去一套高密度重懸浮液的制備、輸送、回收系統(tǒng)。該工藝有兩種形式，即有壓給料和無壓給料三產品重介質旋流器分選工藝。無壓給料分選工藝以其流程簡單、操作方便、基建投資低等優(yōu)點，被新建廠或改造廠普遍看好，并得到推廣應用。目前采用該工藝的選煤廠總設計能力超150Mt/a，約占我國選煤能力的20%以上，并成為我國選煤廠主要的選煤工藝。采用三產品重介質旋流器分選雖然可以降低基建投資和運行成本，但中煤（洗混煤）分選密度的調節(jié)比較困難，在原煤含矸率變化較大的情況下尤其明顯。
3 幾點建議
3.1對于大型及大型以上選煤廠，塊煤與末煤分選密度差距較大時，應采用分級入選，具體分級粒度根據實際煤質資料確定。建議選用淺槽重介質分選機進行塊煤排矸，然后將粗精塊煤粉碎與末煤一起給人三產品重介質旋流器分選。
3.2對于采用大直徑三產品旋重介質流器分選工藝的選煤廠，由于流體運動阻力的差異，不同粒度物料的實際分選密度也存在差異。入料粒度上限越大，分選粒度越寬，實際分選密度差異就越大，綜合分選效果就越低�？紤]到大顆粒的中煤中含有夾矸煤，粉碎后可解離出一定量精煤，建議對塊中煤進行破碎解離分析后，確定中煤再選方案。對于稀缺煤種的分選應設中煤旋流器再選工藝流程，中煤再選旋流器可利用主選旋流器所用的合格介質，工藝并不復雜。
3.3對于煤泥含量較多（>15%）的原料煤的分選，應盡量選用脫泥入選，以減少合格介質的分流量，保證介質系統(tǒng)的穩(wěn)定，改善旋流器分選效果，降低介質消耗。此外，可以減少次生煤泥量，盡量避免或減少煤的泥化程度，同時也可以改善細粒煤在重介質旋流器中的分選條件，提高分選效率。
3.4對于準備將跳汰工藝改為重介質旋流器分選工藝的選煤廠，建議根據實際生產煤質資料，利用原有跳汰機進行塊煤排矸，將粗塊精煤粉碎后與末煤一起給人三產品重介質旋流器分選。該工藝可以減少建設投資，增加原煤人選量，對原料煤中矸石含量較多的選煤廠效果非常突出。
4 結束語
隨著我國國民經濟平穩(wěn)快速發(fā)展，對煤炭需求量會不斷提高。為解決燃煤造成的環(huán)境污染和提高煤炭利用效率，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g是唯一選擇。作為潔凈煤技術源頭和基礎的選煤技術，必將首先得到發(fā)展。重介質選煤的比例將不斷提高，高效重介質選煤技術作為中國選煤主導技術的地位將會牢固確立，重介質選煤工藝也將會得到不斷改進和完善。