复合式干选机的结构、原理和创新

图1复合式干法选机结构示意图

式干法分选机由分选床、振动器、风室、机架和吊挂装置等组成。
    分选床由床面、背板、格条、排料挡板组成。床面下有可控制风量的风室，由离心通风机供风，气流通过床面上的风孔作用于分选物料。由吊挂装置将分选床、振动器悬挂在机架上，可任意调节分选床的纵向和横向角度。

2 分选原理
2．1 物料在螺旋运动中的分选作用
    入选物料由给料机送到分选床的给料口，在床面上形成具有一定厚度的床层。最下层的物料直接与振动的床面接触，床面振动产生的惯性力使下层物料由排料挡板向背板运动，由于背板的阻挡，引导物料向上运动。而上层物料受背板的推力和重力作用，沿表层向排料边下滑，在整个物料层上下形成正反方向速度梯度。最上层密度最小的煤首先通过排料挡板排出，其余物料继续做下一周期循环运动。如图2所示。

图2 物料在螺旋运动中的分选作用

    由于振动力和连续进入分选床的物料压力，使不断翻转的物料形成近似螺旋运动，并向矸石端移动。因床面宽度逐渐减缩，上层密度相对较低的煤不断排出，直到最后排出密度大的矸石和黄铁矿。风力的作用一方面加强粒群的松散，另一方面就是与细粒煤组成气固两相混合介质，提高分选精度。

2．2 自生介质的分选作用
    传统风力跳汰机的人料粒度比为2．5：1，粒度上限20mm，而复合式干选机人料粒度是80—0mm，大大突破了风力跳汰机的人料粒度范围。在干选机床面上方，由细粒物料和空气组成了气固两相混合介质，形成具有一定密度、相对稳定的气固悬浮体，加上风力向上的托力，使密度低的煤上浮，而密度高的物料下沉。随着分选过程进行，细粒粉煤不断随大粒度精煤排出，剩余粒度较粗、密度较高的中等颗粒又与空气组成新的密度更高的气固悬浮体。有利于中煤和矸石的分选。
2．3 离析作用及风力作用的综合效应
    复合式干法分选机床面上物料的松散与分层是由机械振动和上升气流的悬浮作用而实现的，松散强度随机械振动强度和风速的提高而增加。
    根据热力学第二定律，任何体系都倾向于自由能降低。分层前床层的位能高于分层后的位能，只要给以适当的松散条件，重矿物就要进入下层，从而实现分层，即通过不同密度矿粒的再分布达到位能降低的过程。如果仅靠振动松散，就不可避免使矿粒群造成“离析分层”，密度小的大颗粒被挤入上层，密度小的细粒煤漏到底层，达不到按密度分层的目的。如果仅有风力作用，只能是将细粒物料吹向上层，也不能按密度分层。只有在风力和振动力的综合作用下，物料才能按密度分层。如图3所示。

图3 矿粒发层作用示意图

    由于综合作用的结果，使分选过程趋于完善，并在床面上形成一层矸石床层。矸石床层主要是由密度较高的矸石、黄铁矿组成。高密度颗粒相互作用产生的浮力效应可以有效地阻止低密度煤再混入矸石产品中，从而保证了排出矸石的纯度。
    综上所述，复合式干选机的分选原理就是在使物料做螺旋翻转运动的条件下，利用振动力和风力的综合作用造成床层松散和矿粒按密度分层。在不同区段有自生介质(粉煤)与空气形成的混合介质分选作用(精煤段)，又利用了颗粒相互作用的浮力效应(中煤段)。形成了一种不同于任何选煤设备的综合分选机理。
3 复合式干法选煤对传统风力选煤的创新和发展
    复合式干法选煤突破了国内外传统风力选煤的模式，创造出一种分选原理独特的新型干法选煤设备。与传统风选相比，主要创新点如下：
    (1)复合式干选机采用入选原煤中所含细粒煤(自生介质)与空气组成气固两相混合介质分选，而不是单以空气做分选介质，因此分选物料粒度范围宽，可达到80—0mm，而传统风选只能分选较窄粒级。
    (2)复合式干法选煤可用常规重力选煤指标衡量其分选效果，可能偏差E_p= 0．20，不完善度I=0．1，数量效率，η=95％，分选粒度下限3mm，单位面积处理能力10t／(h．m²)。大大优于传统风选.。
    (3)复合式干选机采用机械振动使物料做螺旋运动，在多次循环过程中，分选物料受到多次分选，可以生产出灰分由低到高的多种产品，中煤再选可保证精煤和矸石的质量。
    (4)复合式干选机所需风量仅用于松散床层和与细粒煤组成混合介质，不需要将物料悬浮，风量仅为传统风选的1／3，因而除尘系统的规模大大减小。
    (5)复合式干法分选机充分利用高密度颗粒相互作用产生的浮力效应，可以提高排出矸石的纯度，降低排出矸石的粒度。