用密度大於水，並介於煤和矸石之間的重液或重懸浮液作介質實現分選的一種重力選煤方法。依所用介質不同，可分為重液選煤和重懸浮液選煤兩大類。重液是指某些無機鹽類的水溶液和高密度的有機溶液。重懸浮液是由加重質(高密度固體微粒)與水配製成具有一定密度呈懸浮狀態的兩相流體。當原煤給入充滿這種懸浮液的分選機後，小於懸浮液密度的煤上浮，大於懸浮液密度的矸石(或中煤)下沉，實現按密度分選。重液選煤因介質腐蝕性大，回收難，成本高，工業上未能套用。目前，生產中廣泛套用的是重懸浮液選煤，通稱重介質選煤。
基本介紹
- 中文名：重介質選煤
- 外文名：dense-medium separation
- 學科：選礦工程
- 分類：重液選煤和重懸浮液選煤
- 基本原理：阿基米德原理
- 優點：分選精確度高
選煤原理,特點,套用範圍,發展簡史,
選煤原理
重介質選煤的基本原理是阿基米德原理，即浸沒在液體中的顆粒所受到的浮力等於顆粒所排開的同體積的液體的重量。因此，如果顆粒的密度大於懸浮液密度（ρ），則顆粒將下沉；小於ρ時，顆粒上浮；等於ρ時，顆粒處於懸浮狀態。當顆粒在懸浮液中運動時，除受到重力和浮力外，還將受到懸浮液體的阻力作用。對最初相對懸浮液作加速度運動的顆粒，最終將以其末速度相對懸浮運動。顆粒越大，相對速度越大，分選速度越快、分選效率越高。可見重介質選煤是嚴格按密度分選的，顆粒粒度和形狀只影響分選的速度，這也就是重介質選煤之所以是所有重力選煤方法中效率最高的原因。重液由於價格昂貴，回收複雜、困難，在工業上沒有套用。目前國內外普遍採用磁鐵礦粉與水配置的懸浮液作為選煤的分選介質。
特點
重介質選煤是目前分選效率最高的選煤方法，其特點是：①分選精確度高;②分選密度調節範圍寬;易實現自動調控;③對入選原煤的數量和質量波動適應性強;④分選粒度範圍寬，塊煤分選機入料粒度一般為300～13mm，旋流器入料粒度通常為13～0. 15mm;⑤生產中必須添加加重質，工藝流程中要有介質製備和淨化回收系統;⑥設備磨損較嚴重，溜槽、管道要採用耐磨材質，以減少維修量。
套用範圍
(1)適用於大塊原煤或露天毛煤排矸。用重介質分選機代替人工手選，解放工人笨重體力勞動，不僅分選效果好，勞動生產率高，並能提高產品質量。
(2)適用於分選難選煤和極難選煤。用一般選煤方法分選難選煤和極難選煤時，分選效率低嚴重影響精煤產率。採用重介質選煤可提高分選效率和產品質量。
(3)為脫除煤中黃鐵礦硫可進行低密度分選。煤中黃鐵礦硫多富集在較高的密度組份中，因此按低密度分選可以得到高質量低硫精煤。如美國霍默城選煤廠，原煤硫分2.7%，用重介質旋流器按1300kg/m3密度分選，精煤硫分可降低到0.6%以下。
(4)再選跳汰機的粗精煤或中煤。近年來，許多選煤廠採用跳汰—重介質聯合流程。用跳汰機粗選，以重介質旋流器再選跳汰粗精煤或破碎後的中煤，可得到低灰分精煤。提高精煤產率和分選效率，減輕設備磨損，並節省生產費用。
發展簡史
1858年，德國H. 貝斯麥 (H.Bessemer)首先提出利用氯化鐵、氯化鋇、氯化鈣等溶液選煤，並建成第一座用氯化鈣溶液選煤的車間，但因溶液腐蝕性大、回收困難等問題未能推廣。1936年，杜邦公司提出用有機溶液五氯乙烷作介質進行選煤，獲美 國專利。1938 年在賓夕法尼亞申南坨(Shenandoah)建成中間試驗廠，後因有機溶液價格昂貴，有害健康，也未能投入工業生產。
重懸浮液選煤是1917年強斯(Chance)首先提出，他用水砂懸浮液作介質。由於砂粒較粗 (絕大部分在0.2～0.3mm範圍)，為維持懸浮液穩定性，專門設計了帶有上升水流的圓錐形分選機，獲美國專利。1921年建成第一座分選無煙煤的選煤廠。該法在英國、美國、印度等國得到推廣套用。1926年蘇聯E. A. 斯列普佐夫(Е. А. Слепцов)提出用穩定性很好的粘土懸浮液在淺槽式刮板分選機中選煤，因懸浮液粘度大，回收困難而終止。1938年荷蘭K. 特朗普 (K. Tromp)首次成功地把磁鐵礦懸浮液用於選煤生產。磁鐵礦密度大，可以配成密度1300～2000kg/m的重懸浮液，粘度小，易於用磁選機回收，因而獲得廣泛套用。1945年荷蘭國家煤礦局(Duch State Mines)提出用重介質旋流器選末煤的方法，並設計了DSM重介質旋流器。這種利用離心力強化重介質分選過程的方法獲得很大發展。到50年代初，用重懸浮液作介質的重介質選煤技術已日趨完善。1954年在德國埃森舉行的第二屆國際選煤會議上詳細地介紹和推薦了重介質選煤技術，促進了重懸浮液選煤的發展。
中國於1956年開始重介質選煤的研究。1958年，唐山煤炭科學研究所在吉林省的通化礦務局鐵廠選煤廠開始以磁鐵礦懸浮液作介質，用雙錐型分選機選中煤的試驗。1959年在鐵廠選煤廠中國第一台斜輪重介質分選機投產。1960年在阜新露天礦建成中國第一座重介質排矸車間。1966年在彩屯選煤廠中國第一座用重介質旋流器選末煤的車間建成投產，為重介質選煤技術在中國的發展奠定了基礎。
20世紀60年代以來重介質選煤在各主要產煤國家獲得了迅速發展。1960年德國、法國、美國、英國重介質選煤占入選煤的百分比分別為 39.3%、35.9%、24.3%和11.4%。至80年代，美國和英國的重介質選煤就發展到32%和25%;蘇聯和波蘭上升到27.4%和36.5%; 澳大利亞、法國、印度和南非，所占入選煤的百分比分別達到52%、60%、70.5%和64.5%。在此期間，重介質選煤技術不斷改進，工藝日趨完善，塊煤重介質分選機的結構更趨合理並向大型化發展，三產品分選機開始套用，由於新金屬材料的出現，設備耐磨問題得到了進一步解決。輔助設備如供磁性介質淨化回收用的高效永磁磁選機、大型脫介篩、耐磨介質泵和生產過程自動調控系統以及介質製備系統等不斷完善，為大力推廣重介質選煤提供了有利條件。
中國自60年代以來，先後研製了斜輪重介質分選機，JL型立輪重介質分選機，φ500、φ600、φ700mm兩產品重介質旋流器和DBZ型非磁性重介質旋流器等;開發了重介質旋流器分選50～0mm原煤的工藝系統;近年來，在國外開發的三段雙密度Tri-F10重介質旋流器的基礎上，研製出φ710/500三產品重介質旋流器、ND710/500無壓給料三產品重介質旋流器和採用小直徑重介質旋流器分選1～0mm粉煤的工藝等。1990年已建成重介質選煤廠(或車間)50多座，使用重介質分選機60多台、重介質旋流器120多台，總設計能力為56Mt/a，占選煤方法的23%。其中較典型的廠有平頂山礦務局田莊選煤廠(煉焦煤，塊、末煤重介，3.5Mt/a)、撫順礦務局西露天礦選煤廠(長焰煤，塊煤為主、再選重介分選、末煤跳汰，3.5Mt/a)、平莊礦務局西露天礦選煤廠 (褐煤，大塊重介排矸，1.5Mt/a)、開灤礦務局范各莊礦選煤廠 (煉焦煤，塊煤重介、末煤跳汰、跳汰中煤用重介質旋流器再選，4.0Mt/a)、兗州礦務局興隆莊選煤廠 (氣煤，跳汰選不分級原煤，粗精煤經破碎用重介質旋流器再選，3.0Mt/a) 等。
