除了跳汰選煤、重介質選煤和浮選外,還有一些其他常用的選煤方法, 如螺旋分選機、搖床、干擾床、水介質旋流器、螺旋滾筒分選機和風力選煤等。
一、螺旋分選機
液流在螺旋槽面上運動的過程中,產生了離心力,并在螺旋槽橫斷面上形成螺旋斷面環流。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),這一階段持續時間最長,需反復循環幾次才能完成,這是螺旋分選機之所以設計成若干圈的根本原因;第三階段運動達到平衡,不同密度的礦粒沿各自回轉半徑,橫向從外緣至內緣均勻排列,設在排料端部的截取器將礦帶分割成精、中、尾3種產品,從而完成分選過程。
螺旋分選機具有基建、生產費用低,無動力、無運動部件、無噪聲、結構簡單、便于操作、占地面積小,以及見效快等優點。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品。
螺旋分選機有效分選粒度為6?0.075 mm,但在實際生產中使用最多的分選粒度范圍為2?0.15 mm。比較適合用于細粒動力煤和粗煤泥排除高灰泥質與硫化鐵。目前,其定型產品有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、輸送和分離達到分選的目的。
搖床分選細粒煤具有精度較高、設備簡單、操作方便、質量輕、電耗低、 生產成本低等優點。但也存在處理能力低、占地面積大等缺點,故在生產中推廣使用受到限制。近年來對搖床作了許多技術改進,開發出一些新的機型,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0.20?0.22,因此應優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。搖床適于處理細粒煤,對含硫量較高的煤脫硫降灰效果顯著,生產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產生紊流的干擾沉降分選設備。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。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),能實現低密度(1.4kg/L)分選,其可能偏差Ep達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、水介質旋流器
水介質旋流器是用水作介質,利用離心力按密度進行分選的設備。其結構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床層,可起到類似重介質的作用。
水介質旋流器具有結構簡單、無運轉部件、操作方便及生產成本低等優點,但存在分選精度低的缺點,國內外資料表明,其可能偏差Ep值為0.09?0.21之間。近年來國內有關單位對水介質旋流器的結構作了較大的改進,分選精度有了一定改善,據了解不完善度I值可達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,與水混合形成較穩定的懸浮液進行分選,故又稱自生介質滾筒分選機。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,國內目前已定型生產的有LZT、TX等系列自生介質螺旋滾筒分選機。該機用于煙煤、無煙煤的工業分選,其分選粒度范圍為100? 6 (3)mm,產品灰分最低達到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80?120 t/h。與滾筒分選機配套的旋流器可使分選下限達到0.5 mm。
六、風力選煤
風力選煤是以空氣作分選介質的選煤方法,簡稱風選。空氣介質與水介質的主要區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中等沉系數很小,約為1.35。這就決定了風選的入料粒度范圍要求非常窄,傳統風選要求入料粒度上、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。傳統風選設備的可能偏差 Ep值僅可達0.23?0.28。鑒于上述原因,風選的使用受到了限制。
近年我國自行開發的復合式干法分選設備,突破了傳統風選單一分選機理,集多種分選作用于一體。其多種分選機理扼要闡述如下:
(1)在80-0 mm寬粒度級別入料的條件下,利用自生介質(原煤中細粒物料與空氣組成氣一固兩相混合介質)形成具有一定密度、相對穩定的懸浮介質層進行分選,物料通過懸浮介質層時,密度低的煤粒上浮,而密度高的矸石下沉。
(2)借助床面振動和風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運動,形成多次分選,從而提高分選精度。
(3)充分利用逐漸提高的床層密度所產生的顆粒相互碰撞擠壓形成的浮力效應進行分選,從而可排出比較純凈的矸石產品。
在上述多種分選機理的綜合作用下,其分選效率比傳統風選有了明顯提高。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,其分選數量效率為90%,不完善度I值可達0.1,所需風量僅為傳統風選的1/3。它還具有不用水、工藝簡單、投資少、生產成本低、符合國家節水節能要求等一系列優點。另外,生產實踐表明,用復合式干選機單獨分選塊煤時,對塊煤的外在水分沒有嚴格要求,即外在水分的大小對塊煤風選效果影響不大。所以,在干旱缺水地區,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。也是選前預排矸作業可供選用的設備。
目前,復合式干選機最大機型FGX-48處理能力達480 t/h,是世界上最大的風選設備。