| 单词 | 选煤 |
| 释义 | 【选煤】 拼译：coal preparation 选煤的目的是提高煤质，以期符合炼焦、热能、化工和环境要求。为此，需要将煤中的无机矿物质和硫分尽可能地脱除，或是将煤筛成若干粒级，或是进行某种特殊处理，诸如，除尘、磨细等。 选煤是一种物理过程，因此它的发展主要体现在选煤方法和选煤设备的演进上，选煤可分为湿法过程和干法过程。跳汰选煤是煤和矸石在交替变换的上升和下降水流中按密度差别分离的湿法过程。早在1848年前就由选矿引入了靠机械力鼓动水流的跳汰机。富里茨·饱姆创造了侧鼓式跳汰机，以空气鼓动水流，改善了跳汰周期，提高了分选效率。1928年美国由德国引进了饱姆跳汰机。中国第1台跳汰机是在开滦建立的。1974年美国有97．1%的煤是湿法分选，其中50．2%为跳汰选煤。在1960年前，中国几乎全部采用跳汰选煤，60年代日本高桑研制出筛下空气室跳汰机。由于风阀的改进和自动化程度的提高，跳汰选煤仍被广泛采用着。为了提高分选精度，在湿法选煤中发展了重介选煤。该法利用诸如微细粒磁铁矿或硅铁做加重质，和水构成密度为1．45(1．5)和1．8的悬浮液，使煤和矸石在这种悬浮液中进行分离，可以获得精煤、中煤和矸石。重介选煤精度和效率均比跳汰选煤高，因此发展很快，美国自1938年至1974年，重介选煤的增长率占烟煤和褐煤入选比例的7%和31%，影响重介选煤发展的因素是选煤成本较高和重介质回收系统较复杂，所以，在中国只有难选煤采用重介分选。重介选煤分为块煤(6～1000mm)重介选煤和末煤重介选煤，块煤重介选煤是在重力场中进行，主要设备有：强斯锥形槽、威姆克鼓形和锥形分选槽、麦克纳里Lo-Fio，Tromp三产品和静态分选槽、奈尔德克、泰斯卡分选槽等，为了提高末煤(13(6)～0．5mm)分选的效率利用离心力场，主要设备是重介旋流器。旋流器是二次世界大战期间荷兰的德列琛研制的，1945年建立15t／h中间试验厂，后为美国矿业局继续研究并于1946年在AIME上公开发表了文章。旋流器首先在荷兰、德国和法国工业获得应用。美国由于煤价低和易选性，直到1961年还未在工业上建立一个旋流器选煤厂。但是，到1977年全国已建立了122个旋流器选煤厂，总处理能力达34200t／h。此外还建立了12个DWP式旋流器厂，每小时处理煤达1788t。旋流器的结构很简单，由柱状筒和锥形筒构成，在柱状筒中央设有溢流管，侧壁设一入料口，锥形筒末端为底流口，改变锥形筒的锥角可改变旋流器的功能，例如分级、浓缩和分选，旋流器的锥角及其它结构参数均不同。旋流器的入料压力对分选效果有明显影响，重介旋流器的直径多为500～600mm，入料压力平均为170～198kPa，80年代以来也制做了直径达1000～1500mm的入料压力较低的旋流器，DwP重介旋流器是一个长径比大于5的斜管，入料自管的上端沿轴向低压给入，介质自管的下部沿切线旋流向上，使入料在旋转逆流中分选，矸石自管的上部切线排出，精煤沿管轴向自下端排出。重介选煤的分选精度较高，Ep值平均为0．025左右。因此，尽管介质回收系统复杂，泵和管路磨损率和成本较高，重介旋流器选煤仍呈增加趋势，而且有趋势提高入料粒度上限至75mm和降低分选下限至0．075mm，实现重介旋流器不脱泥入选。早在1890年美国就利用Campbell脉动摇床进行末煤分选，在1896年至1989年间发展了差动运动摇床，用来分选无烟煤。摇床选煤实质上是使煤和矸石在垂直于差动运动的床面上的流膜中进行分选。为了克服摇床选煤占地面积大和处理量低的缺点，发展了多层摇床、快速摇床。摇床选煤的分选精度较低，Ep值介于0．054至0．158。摇床选煤对脱除末煤中黄铁矿硫较为有利。这种选煤方法在美国还占有一定比例，在中国只有个别选煤厂应用。浮游选煤是一种物理化学过程，广泛应用于粒度小于0．5mm煤的分选。分选原理是依据煤粒和成灰矿物颗粒的表面润湿性差异，其基本手段是浮选机和浮选剂。1860年英国开始用油类捕收剂浮选硫化矿物。1902年福罗门向搅拌着的矿粒－油－水构成的矿浆内引入空气产生气泡，捕集亲油的颗粒并携带它们一起升浮至液面。1908年亥京斯向矿浆中添加少量松油，提高了起泡能力，明显地提高了浮选效率。1911年在美国蒙大拿州建立了第1座闪锌矿浮选厂。1910～1915年是浮选发明专利最兴旺的时期。至1950年在美国和前苏联只有少数几个选煤厂采用浮游选煤，此后其发展在各国逐年增多，例如，在美国，1960年为31个，1970年为66个，但处理能力只占原煤总入选量的4．3%。在前苏联和中国则很不同，炼焦煤粒度小于0．5mm的细粒煤几乎全部经过浮选，其次是澳大利亚、英国、德国和波兰，均广泛采用浮游选煤。为了改善浮游选煤效果，着重研究机械搅拌自吸气和充气浮选机，例如丹佛－DR型、威姆克型、维达格、洪堡特、阿基太尔、OK、IZ、ΦMY等近40个类型。此外，还有浮选柱，加压矿浆空气析出式浮选槽等等。选煤浮选剂多采用烃类油做捕收剂，醇类、醚醇类、酯类做起泡剂，近来也采用了各种表面活性剂做煤浮选的促进剂。由于机械化采煤程度提高，细粒煤量增多，平均约占原煤的25%，所以，入选煤量的1／4是经过浮选法处理的。此外浮选法还是选煤厂循环水处理的重要手段。湿法选煤的优点是分选精度高，精煤质量高，但是，选后产品的脱水系统随粒度缩小而复杂，特别在寒冷地区还需设干燥作业。此外选煤厂的黑水处理系统，常常需要絮凝剂、凝聚剂加速微细颗粒的沉降、浓缩和过滤，以保证循环水的澄清度。干法选煤是缺水地区十分欢迎的选煤方法，主要是在空气流中使末煤和矸石分选。优点是工艺简单，缺点是分选精度低，故除缺水地区外，其发展呈下降趋势，例如美国，风力选煤的处理量在1938年至1963年从10266万吨增至19935万吨，而在1964年至1975年间则从21100万吨降到7100万吨。干法选煤常用的设备是风力摇床和风力跳汰，在苏联和美国均有工业应用，为了提高干法选煤效率，前苏联和中国研究了空气重介选煤，中国在完成半工业性试验后，已进行了5．0～6．0mm块煤工业性试验。空气重介选煤是以微细粒磁铁矿为加重质，在分选槽内构成床层，通入低压空气造成具有一定密度的流态化床。密度低于悬浮床层密度的煤为轻产物，浮在床层上部；密度高的矸石沉在床层下部为重产物。中试证明，空气重介选煤效果相当好。但是，还存在入料水分和介质均衡诸工程技术问题有待研究解决。选煤的早期目的是为炼焦工业提供低灰分的精煤，所以，前苏联、中国、德国、日本等国几乎全部炼焦煤皆经过精选。但是，美国的钢铁冶炼迅速发展了粉煤喷吹技术，减少了焦炭生产，同时由于水力发电和核能发电的增加，也减少了发电用煤数量，从而影响选煤的发展。但由于环境和空气净化法规的颁布，又积极发展了清洁煤基燃料技术，主要目标集中于脱除煤中的有机硫和无机硫含量，使煤含硫量小于0．8%，以迎合煤燃烧百万BTU(英热量单位)释放的SO2量小于0．54kg的标准。因此许多特殊选煤方法应运而生，例如，化学脱硫降灰法，生物脱硫技术，微波－化学脱硫技术，高梯度磁选－浮选脱硫降灰技术，重液离心脱硫降灰技术，油团选煤法，选择性絮凝法，静电脱硫技术等等。在上述诸技术中，化学脱硫技术是最有效的脱硫降灰技术，可惜由于成本过高没有实用价值。其他物理脱硫技术中，只能脱除部分无机硫，也存在成本较高的缺点。因此，迄今为止，尚没有找到一种技术可行、经济合理的特殊选煤方法。【参考文献】：1 Joseph W，Leonard，et al．Coal prearation，19792 Coal in the News，Coal 1990，1991，19923 Liu Y A．Physioal Cleaning of Coal，Present and developing methods．19824 郭梦熊．浮选．19875 Pitt G J，Millward G R．Coal and Modern coal Processing，1979(中国矿业大学北京研究生部郭梦熊教授撰) |
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