这台设备年处理24万原煤，但创造了1000多万元的利润
编者按：本文由马挺发表在《煤炭加工与综合利用》期刊2019年第11期，原题目为“FGX型复合式干选机在恒宝源煤矿的应用”。本平台选编时有删减，配图根据内容斟酌选择。
1、概述
恒宝源煤业有限公司设计生产能力90万t/a。矿井主要煤种为长焰煤。目前由于采出的原煤灰分高、硫分高、发热量低等，导致商品煤滞销的现象时有发生，严重影响了企业的经济效益。
为了进一步提高产品质量，需对原煤进行洗选加工处理。由于矿井原煤硬度较低，易破碎，矸石遇水易泥化，不宜采用湿法选煤，因此考虑采用干法选煤技术。经过考察调研，决定采用技术比较成熟的FGX复合式干法风选机进行分选。
2 、FGX型复合式干选系统
2.1 系统结构
复合式干选系统由入料环节、分选环节、供风环节、除尘环节、电气控制环节、运输环节等组成。FGX型复合式干选机是该分选系统的核心部分，其组成主要包括分选床、排料挡板、格条、振动器、吊挂机架、风室等。分选床和振动器由吊挂装置悬吊在机架上，实现了分选床横向与纵向角度的灵活调节，结构如下图所示。
2.2 分选机理及技术特征
复合式干选机的分选是利用振动力和风力的综合作用，将物料按密度、粒度、形状等特征差异进行分选，具体分选机理为：
（１）物料在分选床上的螺旋翻转分选作用。物料经入料口进入具有一定纵向和横向倾角的分选床面，底层物料受床面振动惯性力的作用，向背板运动，上层物料在背板推力和自身重力的作用下，由物料表层做下滑运动。由于入料压力和床层振动作用，使得不断翻转的物料做近似螺旋运动，并向矸石端运动。因分选床面沿横向宽度逐渐减小，使得轻产物优先经排料档板排出，重产物沿床层继续做螺旋运动，并经矸石端排出。物料在床面的分选运动如下图所示。
（２）自生悬浮介质的分选作用。物料中含有的细粒物料与床面上升的空气流形成气—固两相悬浮介质层，低密度物料经分选进入上层，高密度物料进入下层，实现物料按密度的分选。
（３）综合作用力下的分层分选。入选物料受床层振动产生的离析作用和上升气流产生的悬浮作用，进行松散分层。根据热力学第二定律可知，分选物料体系位能降低，轻产物进入上层，重产物进入下层，实现物料分层。物料分层作用如下图所示。
（４）重颗粒物相互碰撞挤压产生的浮力作用。分选过程中床面底部矸石层颗粒相互碰撞挤压产生浮力作用，轻产物浮出矸石层，实现物料按密度的有效分离。
3、工艺流程
矿井原煤由主斜井带式输送机提升出井后，带式输送机将其运至筛分车间，筛分机筛孔30mm；小于30mm粒级的筛下物通过犁式卸料器卸入末煤储煤场；大于30mm粒级的筛上物块煤进入干法分选系统，分选出精煤、中煤和矸石。
4、分选效果评定
4.1 原煤可选性分析
本次干法分选试验采用的煤样来自恒宝源煤矿9号层煤，煤样的可选性曲线见下图。
从可选性曲线可见，9号层煤的可选性特征为，曲线弯曲度较大，±0.1含量曲线在1.5～1.6g/mL密度级转折较大。按《中国煤炭可选性评定标准，用分选密度±0.1含量评定，见下表。
由表可知，9号层煤理论分选密度1.6g/mL，精煤回收率63.0%，±0.1含量扣除沉矸10.55%，可选性等级属中等可选。
4.2 分选效果评定
原煤通过复合式干法分选机分选出三种产品，分别为精煤、中煤、矸石。各分选产品及原煤化验结果见下表。
从表可知，经过干法分选，较之原煤，精煤灰分降低了10.14%，硫分降低了0.80%，发热量提高了4.46MJ/Kg，矸石灰分提高了32.27%，可见干选设备排矸效果较好，不仅提高了产品的发热量，而且还降低了硫分。从回收率来看，精煤产率为60.85%，中煤产率为17.32%，矸石产率为21.83%，将中煤掺入精煤销售，产品回收率达到78.17%。
5、经济效益分析
恒宝源煤矿年生产原煤80万ｔ，大于30mm筛上物占原煤的30%，干选机年处理量为24万ｔ。综合考虑原煤成本、分选成本、产品售价等因素，其经济效益分析如下表所示。
从表可知，大于30mm筛上物采用干法分选，年洗选成本3912万元，年收入5040万元，年利润为1128万元，具有很好的经济效益。
6、对提高分选效果的建议
为了进一步提高干法分选机的分选效果，应对影响复合式干选机分选效果的因素进行分析。
（１）从设备结构参数看，要根据实际生产需要选择适合现场的分选设备，主要包括设备的处理能力、分选面积及结构尺寸等参数。
（２）从操作参数来看，主要包括床面的振动频率、床面振幅等因素，如何选择合适的操作参数还需要进一步的探究试验。
（３）从入选原煤性质来看，主要包括入料的粒度组成和外在水分，探究入料粒度组成和水分对分选效果的影响还需进一步的试验研究。
7、结论
恒宝源煤矿采用干法分选，分选效果显著，能保证产品质量得到进一步提升。
产生的中煤可以根据需要返回系统进行再选，也可掺入精煤进行配煤销售，这样不仅提高了配煤产品的灵活性，同时也提高了产品的市场适应性。
干法分选机对入料的外在水分适应性比较强，当外在水分小于9%时，对分选效果影响很小，能够减少煤中水分对发热量的影响，提高产品质量。
干法分选不用水，省去了繁杂的煤泥水系统，不产生煤泥水污染，节约了资源，降低了成本。
复合式干选机结构简单，操作简便，维修量小；干法分选系统工艺流程简单，辅助设备少，相对于湿法分选可节省大量基建投资。
