楊秀紅

(唐山開遠(yuǎn)科技有限公司，河北省唐山市，063000)

0 引言

1931年蘇聯(lián)引進(jìn)了北美洲風(fēng)選設(shè)備，并研發(fā)出了鮑姆風(fēng)力跳汰機(jī)。2001年以來，德國福爾柯克公司開發(fā)了全風(fēng)力跳汰機(jī)(Allair Jig)，并在美國等國家安裝了Allair Jig風(fēng)力跳汰機(jī)。2015年，我國唐山開遠(yuǎn)科技有限公司(以下簡稱“唐山開遠(yuǎn)公司”)在此基礎(chǔ)上開發(fā)了TFX型干法末煤跳汰機(jī)。目前，TFX型干法末煤跳汰機(jī)在國內(nèi)外已應(yīng)用30余套。干法末煤跳汰選法在保護(hù)水資源和環(huán)境、降低成本、節(jié)約能源的同時(shí)，還能適應(yīng)不同類型煤炭企業(yè)的需求，解決了易泥化煤選煤加工的難題。

筆者對(duì)TFX型干法末煤跳汰機(jī)進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)介紹了TFX-18A型干法末煤跳汰機(jī)的應(yīng)用。該干法末煤跳汰機(jī)可分選<13 mm粒級(jí)物料，處理能力約300 t/h，在分選13～0.5 mm氧化煤時(shí)，可降低灰分24.44%；在分選<13～0 mm焦煤時(shí)，可降低灰分10.72%，現(xiàn)場分選效果較好。

1 TFX型系列干法末煤跳汰機(jī)結(jié)構(gòu)及原理介紹

1.1 TFX型干法末煤跳汰機(jī)設(shè)備性能與主機(jī)結(jié)構(gòu)

TFX型干法末煤跳汰機(jī)主機(jī)床面采用在2層篩板間填充陶瓷球的方法，可以防止篩板堵塞并保證布風(fēng)均勻、穩(wěn)定風(fēng)壓，上篩板是1.2 mm孔徑的不銹鋼篩板，床上有攤平裝置，可穩(wěn)定風(fēng)量風(fēng)壓；脈動(dòng)氣流的上升有利于細(xì)粒物料松散離析；入料寬度與床體寬度一樣，能夠保證入料均勻；分選床層底部卸料裝置可將沉積在床層底部的重物料及時(shí)排出，輕物料經(jīng)三段分選后，在床尾端排出，分選時(shí)間長、精度高。干法末煤跳汰機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

1-機(jī)架；2-入料裝置 ；3-攤平裝置 ；4-激振器；5-集塵罩；6-分選床；7-卸料裝置 ；8-懸掛裝置；9-可調(diào)風(fēng)室；10-脈動(dòng)供風(fēng)裝置。

1.2 TFX型干法末煤跳汰機(jī)配套系統(tǒng)

TFX型干法末煤跳汰機(jī)配套系統(tǒng)主要包括主機(jī)、給料系統(tǒng)(圓板給料器)、供風(fēng)系統(tǒng)(離心鼓風(fēng)機(jī))、除塵系統(tǒng)(旋風(fēng)除塵器、脈動(dòng)除塵器及引風(fēng)機(jī)串聯(lián))、排料系統(tǒng)(圓板卸料器)、密度測控系統(tǒng)等。TFX-18A型干法末煤跳汰機(jī)配套結(jié)構(gòu)外形如圖2所示。

1-給料系統(tǒng)；2-主機(jī)；3-除塵系統(tǒng)；4-供風(fēng)系統(tǒng)；5-排料系統(tǒng)；6-密度測控系統(tǒng)。

1.3 TFX型干法末煤跳汰機(jī)工作原理

TFX型干法末煤跳汰機(jī)同濕式跳汰機(jī)工作原理較為相似[1]，與濕式跳汰機(jī)不同的是分選介質(zhì)的不同，濕式跳汰機(jī)的分選介質(zhì)是水，而干法跳汰機(jī)的分選介質(zhì)是空氣。當(dāng)細(xì)粒級(jí)混合物料進(jìn)入分選床，從前到后分為3個(gè)階段，在每個(gè)分選段中，混合物在分選床的振動(dòng)和分選床底部鼓入上升脈動(dòng)氣流的共同作用下逐漸松散分層，密度較大的重物料逐漸沉入床層底部被卸出，密度較小的輕物料逐漸浮到床層的上部繼續(xù)分選直到出精煤為止。原煤進(jìn)入TFX型干法末煤跳汰機(jī)，當(dāng)?shù)?個(gè)分層過程完成后，重產(chǎn)物由排料機(jī)構(gòu)排出床體外作為矸石，輕產(chǎn)物自動(dòng)溢流至第2個(gè)分選段，以此類推分選第3段分選，得到矸石1、矸石2、中煤、精煤這4種產(chǎn)品，TFX型干法末煤跳汰機(jī)分選工作原理示意如圖3所示。

圖3 TFX型干法末煤跳汰機(jī)分選工作原理示意

1.4 設(shè)備的創(chuàng)新點(diǎn)

(1)分選介質(zhì)。空氣干法末煤跳汰機(jī)的最大特點(diǎn)是不需要用水，主要利用分選床的振動(dòng)和脈動(dòng)氣流作用，使物料(末煤)按照不同密度分層，最終將分層后的產(chǎn)物分別排出。

(2)風(fēng)壓穩(wěn)定，風(fēng)量可控。采用在床面2層篩板之間填充陶瓷球，上篩是1.2 mm孔徑不銹鋼篩板，床面供風(fēng)較勻，穩(wěn)定了風(fēng)量風(fēng)壓；各分選段有可控風(fēng)閥控制風(fēng)量。

(3)穩(wěn)定的物料結(jié)構(gòu)。床體同時(shí)連接攤平裝置、接料裝置及卸料裝置，該結(jié)構(gòu)可確保床面風(fēng)量的穩(wěn)定性。

(4)大振動(dòng)松散物料。振源采用8級(jí)變頻振動(dòng)電機(jī)，在具有一定角度的分選床振動(dòng)力和脈動(dòng)上升氣流的共同作用下，使物料進(jìn)行很好的松散分層，以達(dá)到較好的分選效果。

(5)卸料方式合理。按物料密度大小依次分選，重產(chǎn)物沉入床層底部并及時(shí)排料，輕物料經(jīng)3段分選后，按密度大小依次排出，精煤在床尾端最后排出，精煤分選時(shí)間長、精度高。

(6)入料寬度與床體寬度相同，入料較均勻。

(7)密度測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可有效測量產(chǎn)品的密度及含矸率，避免出現(xiàn)影響干選機(jī)分選效果的因素。

(8)分選床固定方式。分選床通過電動(dòng)柔性裝置吊掛在機(jī)架上，可以方便調(diào)節(jié)分選床的橫向與縱向角度。

(9)供、引風(fēng)除塵系統(tǒng)。供風(fēng)采用開路脈動(dòng)清風(fēng)；除塵采用旋風(fēng)除塵器、脈沖布袋除塵器及引風(fēng)機(jī)串聯(lián)除塵方式，除塵效果達(dá)到17 mg/m3，可保證系統(tǒng)粉塵排放達(dá)標(biāo)[2]。

(10)分選粒度為13～0 mm，可能偏差E為0.203～0.273 g/cm3[3]。

2 TFX型干法末煤跳汰機(jī)的系統(tǒng)布置及分選效果

2.1 干法末煤跳汰系統(tǒng)布置

2018年，山西省朔州市恒達(dá)勝貿(mào)易公司在其東露天煤礦使用CFX-12X4型差動(dòng)式干選機(jī)和TFX-18A型干法末煤跳汰機(jī)聯(lián)合工藝分選，總處理能力為3×106t/a[4]。CFX-12X4型差動(dòng)式干選機(jī)主要用于分選<50 mm粒級(jí)的煤，粗精煤進(jìn)入13 mm分級(jí)篩進(jìn)行分級(jí)，篩上物料破碎到<13 mm粒級(jí)，與篩下物料混合后由帶式輸送機(jī)運(yùn)到TFX-18A型干法末煤跳汰機(jī)進(jìn)行分選。TFX-18A型干法末煤跳汰系統(tǒng)布置如圖4所示。

圖4 TFX-18A型干法末煤跳汰系統(tǒng)布置

2.2 干法末煤跳汰機(jī)分選氧化煤

山西省朔州市恒達(dá)勝貿(mào)易公司東露天煤礦采用TFX-18A型干法末煤跳汰機(jī)分選露天開采剝離工程煤(稱氧化煤)，處理能力為300 t/h。其中13～0.5 mm粒級(jí)占89.25%，灰分為48.15%；<0.5 mm粒級(jí)占10.75%，灰分為36.13%。13～0.5 mm粒級(jí)浮沉(氧化煤)試驗(yàn)結(jié)果見表1，13～0.5 mm粒級(jí)煤干法跳汰選效果見表2。

表1 13～0.5 mm粒級(jí)浮沉(氧化煤)試驗(yàn)結(jié)果

表2 13～0.5 mm粒級(jí)干法跳汰選煤效果

由表2可以看出，入選粒度13～0.5 mm，可獲得本級(jí)產(chǎn)率41.04%、灰分23.71%的精煤，分選效果較好。

2.3 干法末煤跳汰機(jī)選末焦

貴州省遵義市匯恒創(chuàng)科技發(fā)展有限公司采用TFX-18A型干法末煤跳汰機(jī)分選13～0 mm末焦，處理能力為310 t/h。其中13～0.5 mm粒級(jí)占81.80%，灰分為27.33%；<0.5 mm粒級(jí)占18.20%，灰分為12.10%。13～0.5 mm粒級(jí)浮沉(末焦)試驗(yàn)結(jié)果見表3。由表3可以看出，中煤產(chǎn)率為10.30%，屬于易選煤。

表3 13～0.5 mm粒級(jí)浮沉(末焦)

入選粒度13～0 mm，原末焦灰分為24.55%，分選后精末焦產(chǎn)率為71.58%、灰分為13.26%，降低灰分10.29%，尾焦灰分67.62%。干法末焦跳汰分選效果見表4。

表4 干法末焦跳汰分選效果

2.4 塊、末煤聯(lián)合分選工藝

(1)TFX型干法末煤跳汰機(jī)自身獨(dú)立工藝，用于低階煤提質(zhì)領(lǐng)域。原煤破碎到粒度<13 mm時(shí)進(jìn)行分選，可以提高難選煤的分選效果。如內(nèi)蒙古蒙西礦業(yè)有限公司使用TFX-9型干法末煤跳汰機(jī)對(duì)末煤進(jìn)行獨(dú)立分選，新疆三寶實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司代銷至哈薩克斯坦煤礦使用TFX-9型干法末煤跳汰機(jī)對(duì)末煤進(jìn)行獨(dú)立分選。

(2)TFX干法末煤跳汰機(jī)與風(fēng)力搖床(FGX復(fù)合、FX俄式、CFX差動(dòng)干選機(jī))聯(lián)合工藝[5]，不同原煤粒級(jí)與不同型號(hào)的干選機(jī)聯(lián)合，粒級(jí)為75～13 mm粒級(jí)塊煤用風(fēng)力搖床、粒級(jí)<13 mm粒級(jí)煤用干法末煤跳汰選。如河南鄭新鑫旺集團(tuán)煤業(yè)有限公司使用CFX-12型差動(dòng)干選機(jī)和TFX-9型干法末煤跳汰機(jī)聯(lián)合選，山西省朔州市恒達(dá)勝貿(mào)易公司東露天煤礦使用CFX-12X4型差動(dòng)干選機(jī)和TFX-18A型干法末煤跳汰機(jī)聯(lián)合選煤工藝。

(3)TFX型干法末煤跳汰機(jī)與γ射線自動(dòng)選矸機(jī)或X射線選矸機(jī)選聯(lián)合工藝，粒級(jí)為300～13 mm的塊煤用選矸機(jī)分選，粒級(jí)<13 mm的煤用干法末煤跳汰機(jī)分選，擴(kuò)大分選粒度范圍。

(4)TFX型干法末煤跳汰機(jī)與褐煤干燥聯(lián)合工藝。河南洛陽國奧重工機(jī)械有限公司代銷至烏茲別克斯坦煤礦對(duì)13 mm粒級(jí)的褐煤進(jìn)行干燥，干燥后的褐煤進(jìn)入TFX-9型干法末煤跳汰機(jī)進(jìn)行末煤跳汰分選，可有效分選出精煤和尾礦。

(5)濕選跳汰或重介旋流器與TFX型干法末煤跳汰機(jī)聯(lián)合選煤工藝，可簡化煤泥處理環(huán)節(jié)。如鄭新鑫旺(新密)煤業(yè)有限公司使用濕式跳汰和TFX9型干法末煤跳汰機(jī)進(jìn)行原煤分級(jí)，粒級(jí)為80～13 mm煤用濕式跳汰分選，粒級(jí)為<13 mm末煤用干法末煤跳汰分選。

3 干法末煤跳汰機(jī)分選動(dòng)力煤的前景

我國煤炭資源豐富，但占全國80%的煤炭資源(主要是動(dòng)力煤)蘊(yùn)藏在干旱缺水的西部地區(qū)，水資源缺乏已成為西部選煤加工的制約因素。干法末煤跳汰技術(shù)可排除原煤中<13 mm的矸石、硫鐵礦等雜質(zhì)，降低商品煤的灰分、硫分，提高商品煤的發(fā)熱量，干法末煤跳汰分選工藝可以解決困擾動(dòng)力煤分選、煤泥水處理、煤泥銷售、產(chǎn)品水分高、北方冬季產(chǎn)品凍結(jié)等難題，并且在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，干法末煤跳汰工藝可有效分選出13～0 mm細(xì)粒物料[6]，具有不用水、工藝簡單、占地少、能耗低、投資少、加工費(fèi)低、無煤泥水污染等優(yōu)點(diǎn)，為選煤加工利用開辟了一條新的技術(shù)途徑。

(1)可用于分選易泥化煤。我國褐煤探明保有資源量約1 300億t，占全國探明保有資源量的12.69%，主要分布于內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林、云南及新疆等省(區(qū))，并且褐煤濕選時(shí)易泥化。干法末煤跳汰機(jī)可對(duì)易混化的褐煤進(jìn)行分選，無需煤泥水處理系統(tǒng)，可大幅度降低投資運(yùn)營成本。

(2)我國適于用作高爐噴吹用煤的無煙煤、貧煤等煤炭資源較多，主要分布在河南、湖南、廣東、吉林、遼寧等省，如果通過干法末煤跳汰工藝將原煤中的矸石排除，可將灰分降至12%～14%，滿足高爐噴吹用煤的工藝要求。

(3)可用于蘭炭分選。我國山西大同地區(qū)、內(nèi)蒙古鄂爾多斯地區(qū)、陜西北部神府地區(qū)等地區(qū)的不粘煤、弱粘煤、長焰煤都適于做干餾原料，目前已有大量蘭炭生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用干法末煤跳汰機(jī)對(duì)原料或蘭炭產(chǎn)品進(jìn)行分選加工。

4 結(jié)語

依據(jù)濕式跳汰原理設(shè)計(jì)的TFX型干法末煤跳汰機(jī)，可分選出4種產(chǎn)品，分選床有穩(wěn)風(fēng)壓裝置，并可攤平物料裝置，入料、卸料可用圓刮板機(jī)進(jìn)行穩(wěn)料，脈動(dòng)供風(fēng)裝置、密度檢測控制裝置有利于細(xì)粒物料松散離析。應(yīng)用實(shí)踐表明，干法末煤跳汰機(jī)分選效果好、投資少、能耗低且除塵效果較好，具有良好的應(yīng)用前景。