除了跳汰選煤、重介質(zhì)選煤和浮選外,還有一些其他常用的選煤方法, 如螺旋分選機、搖床、干擾床、水介質(zhì)旋流器、螺旋滾筒分選機和風(fēng)力選煤等。
一、螺旋分選機
液流在螺旋槽面上運動的過程中,產(chǎn)生了離心力,并在螺旋槽橫斷面上形成螺旋斷面環(huán)流。礦粒在螺旋槽中的分選過程大致分為3個階段:第一階段是顆粒群按密度分層;第二階段是輕、重礦粒因離心力大小不同,沿螺旋槽橫向展開(分帶),這一階段持續(xù)時間最長,需反復(fù)循環(huán)幾次才能完成,這是螺旋分選機之所以設(shè)計成若干圈的根本原因;第三階段運動達(dá)到平衡,不同密度的礦粒沿各自回轉(zhuǎn)半徑,橫向從外緣至內(nèi)緣均勻排列,設(shè)在排料端部的截取器將礦帶分割成精、中、尾3種產(chǎn)品,從而完成分選過程。
螺旋分選機具有基建、生產(chǎn)費用低,無動力、無運動部件、無噪聲、結(jié)構(gòu)簡單、便于操作、占地面積小,以及見效快等優(yōu)點。但其分選精度不高,不完善度I值僅為0.20?0.25,分選密度難以控制在1.7(或1.65) kg/L以下,因而不宜用在低密度條件下分選低灰精煤產(chǎn)品。
螺旋分選機有效分選粒度為6?0.075 mm,但在實際生產(chǎn)中使用最多的分選粒度范圍為2?0.15 mm。比較適合用于細(xì)粒動力煤和粗煤泥排除高灰泥質(zhì)與硫化鐵。目前,其定型產(chǎn)品有MLX、NXL等系列。
二、搖床
搖床床面上鋪有格條,原料煤與水流由給料槽和給水槽給入,床面上不同性質(zhì)的物料在重力、摩擦力、慣性力及橫向水流的作用下,沿著不同的方向運動,進行松散、分層、輸送和分離達(dá)到分選的目的。
搖床分選細(xì)粒煤具有精度較高、設(shè)備簡單、操作方便、質(zhì)量輕、電耗低、 生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。但也存在處理能力低、占地面積大等缺點,故在生產(chǎn)中推廣使用受到限制。近年來對搖床作了許多技術(shù)改進,開發(fā)出一些新的機型,如多層懸掛式搖床和雙頭離心搖床等,在一定程度上彌補了普通搖床的缺點,提高了處理能力和分選脫硫效果,其不完善度I值可達(dá)0.20?0.22,因此應(yīng)優(yōu)先選用懸掛式多層搖床。
搖床分選下限低,其有效分選下限為0.074 mm。搖床適于處理細(xì)粒煤,對含硫量較高的煤脫硫降灰效果顯著,生產(chǎn)實踐中搖床主要用于末煤和粗煤泥脫硫分選。
三、干擾床
干擾床是一種利用上升水流在槽體內(nèi)產(chǎn)生紊流的干擾沉降分選設(shè)備。由于顆粒的密度不同,其干擾沉降速度存在差異,從而為分選提供了依據(jù)。沉降速度大于上升水流速度的顆粒進入干擾床槽體下部,形成由懸浮顆粒組成的流化 床層,即自生介質(zhì)干擾床層。入料中那些密度低于干擾床層平均密度的顆粒將浮起,進入溢流。而那些密度大于干擾床層平均密度的顆粒便穿透床層,進入 底流通過底部排料口排出。
早期干擾床主要用于物料(砂料)按粒度分級,1964年在英國首先將干擾床用于煤炭的分選。干擾床能有效分選4-0.1 mm的細(xì)粒煤,但要求入料粒度上、下限之比以4:1為宜,最佳分選粒度是1?0.25 mm的粗煤泥。
干擾床設(shè)備本身無運動部件,用水量少(10?20 m3 ? m_2,h-1工作面積),能實現(xiàn)低密度(1.4kg/L)分選,其可能偏差Ep達(dá)0.12。干擾床為目前困擾國際選煤界的粗煤泥分選問題,提供了一種可供選擇的分選方法。
四、水介質(zhì)旋流器
水介質(zhì)旋流器是用水作介質(zhì),利用離心力按密度進行分選的設(shè)備。其結(jié)構(gòu)與一般旋流器基本相同,不同點是它的錐體角度大一些。在分選過程中,錐體部分有一個懸浮旋轉(zhuǎn)床層,可起到類似重介質(zhì)的作用。
水介質(zhì)旋流器具有結(jié)構(gòu)簡單、無運轉(zhuǎn)部件、操作方便及生產(chǎn)成本低等優(yōu)點,但存在分選精度低的缺點,國內(nèi)外資料表明,其可能偏差Ep值為0.09?0.21之間。近年來國內(nèi)有關(guān)單位對水介質(zhì)旋流器的結(jié)構(gòu)作了較大的改進,分選精度有了一定改善,據(jù)了解不完善度I值可達(dá)0.18,其有效分選下限為 0.25 mm。主要用在粗煤泥分選。
五、螺旋滾筒分選機
分選機以入選原煤中小于0.3 mm的煤粉作為介質(zhì),與水混合形成較穩(wěn)定的懸浮液進行分選,故又稱自生介質(zhì)滾筒分選機。具有分選工藝流程簡單,拆裝、搬遷方便的特點。但因其分選效率較低,多作為簡易選煤廠用于 6 mm以上的動力煤、臟雜煤的分選,或用于煤矸石的二次分選處理。
利用引進技術(shù),國內(nèi)目前已定型生產(chǎn)的有LZT、TX等系列自生介質(zhì)螺旋滾筒分選機。該機用于煙煤、無煙煤的工業(yè)分選,其分選粒度范圍為100? 6 (3)mm,產(chǎn)品灰分最低達(dá)到8%,效率為97%以上,可處理易選及中等可選性煤,單機處理量可達(dá)80?120 t/h。與滾筒分選機配套的旋流器可使分選下限達(dá)到0.5 mm。
六、風(fēng)力選煤
風(fēng)力選煤是以空氣作分選介質(zhì)的選煤方法,簡稱風(fēng)選??諝饨橘|(zhì)與水介質(zhì)的主要區(qū)別在于空氣的密度很小,僅是水密度的1/813。黏度僅是水黏度的 1/50。礦粒在空氣介質(zhì)中下落的加速度幾乎等于自由落體的加速度,所以煤和矸石在空氣介質(zhì)中等沉系數(shù)很小,約為1.35。這就決定了風(fēng)選的入料粒度范圍要求非常窄,傳統(tǒng)風(fēng)選要求入料粒度上、下限之比為2.5:1,上 限不大于20 mm,而且煤和矸石的視密度差不得低于0.8。
風(fēng)選另一個致命的弱點是對入選原料煤的水分和顆粒形狀(主要是其中的矸石)非常敏感,當(dāng)入料外在水分超過7%時,顆粒游動性明顯下降,片狀矸石量過多,就會大大降低處理能力和分選效率。傳統(tǒng)風(fēng)選設(shè)備的可能偏差 Ep值僅可達(dá)0.23?0.28。鑒于上述原因,風(fēng)選的使用受到了限制。
近年我國自行開發(fā)的復(fù)合式干法分選設(shè)備,突破了傳統(tǒng)風(fēng)選單一分選機理,集多種分選作用于一體。其多種分選機理扼要闡述如下:
?。?)在80-0 mm寬粒度級別入料的條件下,利用自生介質(zhì)(原煤中細(xì)粒物料與空氣組成氣一固兩相混合介質(zhì))形成具有一定密度、相對穩(wěn)定的懸浮介質(zhì)層進行分選,物料通過懸浮介質(zhì)層時,密度低的煤粒上浮,而密度高的矸石下沉。
?。?)借助床面振動和風(fēng)力作用使密度不同的煤、矸石、硫鐵礦等入選物料在床面上松散分層,并在床面作螺旋翻轉(zhuǎn)運動,形成多次分選,從而提高分選精度。
?。?)充分利用逐漸提高的床層密度所產(chǎn)生的顆粒相互碰撞擠壓形成的浮力效應(yīng)進行分選,從而可排出比較純凈的矸石產(chǎn)品。
在上述多種分選機理的綜合作用下,其分選效率比傳統(tǒng)風(fēng)選有了明顯提高。在高密度(≥1.8kg/L)排矸分選條件下,在80?6 mm有效分選粒級范圍內(nèi),其分選數(shù)量效率為90%,不完善度I值可達(dá)0.1,所需風(fēng)量僅為傳統(tǒng)風(fēng)選的1/3。它還具有不用水、工藝簡單、投資少、生產(chǎn)成本低、符合國家節(jié)水節(jié)能要求等一系列優(yōu)點。另外,生產(chǎn)實踐表明,用復(fù)合式干選機單獨分選塊煤時,對塊煤的外在水分沒有嚴(yán)格要求,即外在水分的大小對塊煤風(fēng)選效果影響不大。所以,在干旱缺水地區(qū),對低水分易選煤及遇水易泥化的褐煤,干法分選仍是首選的分選方法之一。也是選前預(yù)排矸作業(yè)可供選用的設(shè)備。
目前,復(fù)合式干選機最大機型FGX-48處理能力達(dá)480 t/h,是世界上最大的風(fēng)選設(shè)備。