复合式干法选煤技术的研究开发及应用
李功民 杨云松
（唐山市神州机械有限公司）
摘 要： 本文全面系统地阐述了复合式干选机的分选机理，干法选煤成套设备的开发和应用，阐明了复合式干法选煤技术的适用范围及特点，分析了应用复合式干法选煤技术所取得的经济效益和社会效益。
关键词：复合式干法选煤技术 研究 应用
1 前言
复合式干法选煤技术是我国独创的，适合我国国情的新型选煤方法。这种选煤方法既能全面符合保护水资源、节能、环境保护、资源综合利用及发展洁净煤技术等各项国家经济技术政策，又能适应我国各种大小不同类型动力煤煤炭企业的需求。为解决我国褐煤等易泥化煤洗选加工的难题, 为解决我国煤矸石综合利用问题，为提高我国原煤入选率等诸多方面做出了重要贡献。
经过唐山市神州机械有限公司的大胆创新、开拓市场，在短短的7年的时间里，已在全国25个省、市、自治区新建了复合式干法选煤厂（车间），推广应用各种型号复合式干选设备500余（台）套，原煤入选能力达到1.5亿t/a，使复合式干法选煤在我国选煤方法中所占的比例由零迅速增加到12%，而且今后增长势头更快，已成为一种
生命力较强的动力煤选煤技术，受到煤炭行业领导的高度重视。该设备已出口到美国、俄罗斯、朝鲜、印尼、蒙古、菲律宾等国。已为印度、澳大利亚、伊朗等国做了干选半工业性试验。
唐山市神州机械有限公司是复合式干法选煤成套设备的专业制造公司，拥有自主知识产权。先后获得8项国家专利，1项国际发明专利。获1998年煤炭工业科技进步奖；经国家环境保护总局批准，列为“2004年国家重点环境保护实用技术（A ）类”，原国家经贸委将其认定为“2002年度国家重点新产品”；煤炭工业技术委员会评定为“2002年煤炭工业十大科技成果”；经多次省部级技术鉴定，技术水平达到国际先进。
2 发展复合式干法选煤的意义
2.1 我国煤炭资源丰富，而占全国80%的煤炭资源（主要是动力煤）蕴藏在干旱缺水的西部地区。水资源缺乏已成为西部煤炭开发和加工利用的制约因素。复合式干法选煤技术为我国能源基地战略西移提供了一条煤炭加工利用的新的技术途径。
2.2 复合式干法选煤技术适合我国加快转变经济增长方式的要求，节约水资源，节约能源，煤矸石废弃资源综合利用，避免煤泥水污染，减少燃煤大气污染，对于发展循环经济，保护环境都将起到一定作用。
2.3 复合式干法选煤技术是唐山市神州机械有限公司自主创新的科技成果，具有完全的自主知识产权，在短期内迅速转化为生产力，并向国外出口。提高了我国选煤技术的声望。
2.4 复合式干法选煤作为动力煤排矸、降硫的有效实用技术，解决了困绕动力煤洗选加工的难题，如煤泥水处理、煤泥销售、产品水分高、冬季易冻结问题，以其独有的特点适合我国煤炭企业的需求而得到迅速推广应用，为提高我国动力煤入选比例提供了一种经济实用的选煤方法。
2.5复合式干法选煤厂投资仅为同规模洗选厂投资的 1/5~1/10；加工费用低，仅为洗选的1/3；工艺简单、占地少，易被我国大、中、小各型煤矿企业所接受而得到迅速发展。
2.6 复合式干法选煤技术解决了不适于洗选的易泥化煤（如褐煤等）的分选加工难题，并为解决煤矿固体废弃物煤矸石的综合利用问题进出一条有效的技术途径。
2.7 复合式干法选煤技术突破了国外传统风力选煤（风力跳汰、风力摇床等）模式，采用了多项新的分选原理提高了分选精度，使濒临淘汰的风力选煤技术获得新的发展，推动了科学技术进步。使我国风力选煤达到国际先进水平。
3 结构、原理和创新点
3.1 复合式干选机的结构
复合式干选机采用自生介质（入选原煤中所含细粒煤）与空气组成气固两相混合介质分选；借助机械振动使分选物料做螺旋翻转运动，形成多次分选；充分利用逐渐提高的床层密度所产生的颗粒相互作用的浮力效应而进行分选。按照这个总体思路，对床面形状、振动形式、
物料运动轨迹、床层厚度控制、风力分布、风量控制、床面角度调节以及供风除尘工艺配套等做出了相应的结构设计，创造出一种全新的复合式干法分选机，其结构示意如图1。
图1 复合式干法分选机结构示意图
复合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。
3.2 分选原理
3.2.1 物料在螺旋运动中的翻转剥离分选原理
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。最下层矿粒直接与振动的床面接触，床面振动产生的惯性力使下层矿粒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剥离出，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翻转剥离分选原理
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，另一方面与细粒煤组成气固两相混合介质，提高分选精度。
3.2.2 自生介质的分选作用
传统风力跳汰机的入料粒度比为2.5：1，粒度上限20mm，而复合式干选机入料粒度是80～0mm，大大突破风力跳汰机的入料粒度范围。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。物料通过悬浮体时，密度低的煤上浮，而密度高的矸石下沉。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。
3.2.3 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综合作用而实现的，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，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 矿粒分层作用
3.2.4 高密度物料颗粒相互作用产生的浮力效应强化煤矸分离 复合式干选机在分选过程中会在床层底部自然形成矸石床层。不同粒度的矸石颗粒在振动作用下相互挤压碰撞，产生一种浮力效应。随着矸石层向矸石端移动过程中，密度低的煤粒不断浮出矸石层，从而使矸石产品得到净化。为了强化这一过程，复合式干选机设置了可调矸石门，在原煤含矸量较少的情况下，也可使矸石在排出前形成矸石层防止煤粒混入，提高矸石产品纯度。
3.3 复合式干法选煤系统的结构
复合式干法选煤系统包括给料部分、分选部分、供风除尘部分、电气控制部分以及产品输送部分。
FGX-12型复合式干法选煤系统结构图如下图4。
图4 FGX-12型复合式干选系统结构
1 缓冲仓 2 旋风除尘器 3 引风机 4 袋式除尘器 5 净化气体排出管 6 风管 7 主风机 8 复合式干选机 9 机架 10 振动给料机
FGX-24A 型复合式干法选煤系统在神华集团海渤湾路天煤矿的应用情况，见图5。
图5复合式干法选煤的现场应用
FGX-12型复合式干法选煤系统设备流程图实例（山东兖矿集团北宿矿干选厂工艺流程）见图
6。
图6 兖矿集团公司北宿矿干选厂设备流程图（45万吨/年） 1 原煤分级筛 2 双齿辊破碎机 3 手选皮带 4 原煤仓 5 原煤皮带机
6 缓冲仓 7 给料机 8 复合式干选机 9 旋风除尘器 10 主风机 11 袋式除尘器
12 引风机 13 螺旋输送机 14 矸石皮带机 15 矸石仓 16 中煤皮带机
17 中煤仓 18 精煤皮带机 19 磁力吸铁器 20 核子秤 21 大倾角皮带机 22 精煤仓
3.4 复合式干法选煤的创新和发展
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，主要创新点或创造性贡献如下：
3.4.1 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窄粒级。
3.4.2 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Ep=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。
3.4.3 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，可以出灰分由低到高的多种产品，中煤经破碎解离后再选可保证精煤和矸石的质量。
3.4.4 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，因而除尘系统规模也大大减小。
3.4.5 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，可以提高排出矸石纯度，降低排出矸石的粒度。
4 FGX型系列复合式干法选煤成套设备产品开发和技术特征
2001年12月14日原国家经贸委、2002年12月煤炭工业技术委员会、2005年12月河北省科技厅先后对唐山市神州机械有限公司开发生产的“FGX 型系列复合式干法分选机”组织全国知名专家进行新产品技术鉴定。鉴定委员会一致同意通过鉴定，并给予很高的评价。鉴定意见：FGX 型系列复合式干法分选机分选原理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选煤方法。该分选设备设计合理，具有不用水、投资少、工艺简单、生产成本低、耗能低、对环境污染轻、占地面积小、建设周期短等一系列优点，达到了国际先进水平。
4.1 产品开发
唐山市神州机械有限公司组织有关专家和技术人员，不断对小型
设备进行改进与创新，并开发出适应大、中、小型煤矿应用的12种不同规格型号的复合式干选机系列产品，全部产品都在各类型煤矿成功应用。
公司在新产品开发过程中，不断吸取用户反馈的意见和建议，不断改进设备性能，拓宽干选机应用范围。就复合式干选机新产品开发可作如下分类：
4.1.1 按生产能力大小已开发出：FGX-1~FGX-48A型 。生产能力分别为10t/h~480t/h。
4.1.2 按结构形式已开发出：单机型、组合型、下振型、移动型。正在开发多层型、再选型。
4.1.3 按用途已开发出：块煤型、混煤型、末煤型、煤矸型。正在开发垃圾分类干选机、废电器板金属回收干选机等。 4.2 FGX型系列复合式干选机技术特征（见表1）
表1 FGX 型系列复合式干法选煤成套设备技术特征
项目 分选面积 混煤入选粒度 入料外在水分 处理能力 选煤数量效率 系统总功率 外型尺寸 （长×宽×高）
单位 ㎡ ㎜
FGX-12
FGX-48A
24×2
24
80～～0
180～240
350～480
7.5×
9.6× 12.2× 16.4× 16× 20.3× 25× 18× 13×9.5
32× 13×9.5
5 复合式干法选煤的分选效果
复合式干法选煤适用于动力煤排矸，不仅可降低商品煤灰分，提高煤炭发热量，还避免了湿法选煤增加产品水分的缺点；还可用于无机硫为主要含硫成分的高硫煤，脱除>2mm以上的粒状，块状黄铁矿及结核、连生体等，以降低商品煤硫分从而保证商品煤质量稳定。 复合式干法分选机的分选效果见表2，主要分选指标见表3，脱硫效果见表4 。
表2 复合式干选机分选效果
煤 矿
煤 种
入料 粒度mm 80-0 80-0 13-0 50-6 50-13 50-0 50-0 150-0 80-50 80-20
原煤 灰分%48.0034.3730.8631.5638.6233.3934.2570.8542.6835.32
精煤 产率% 灰分%62.00 31.0088.81 23.7485.64 21.4471.87 17.8373.58 26.3673.31 23.3588.57 27.3644.20 58.2965.64 25.7762.61 23.32
中煤
矸石
灰分%73.4869.2276.3175.2471.7978.3087.5480.2575.0069.58
产率% 产率%16.00 22.004.42 6.77 7.36 7.00 5.50 22.63— — — —
— — — —
26.4211.4355.8034.60
15.03 11.66
黑龙江鸡西局滴道矿 气肥煤 沈阳矿务局前屯矿 河南鹤壁矿务局九矿 山西太原东山煤矿 内蒙宁城四龙煤矿 贵州水城局大河边矿 宁夏太西洗煤厂 江苏徐州龙固煤矿 神华海渤湾矿业公司
平沟煤矿
褐煤 瘦煤 贫煤 长焰煤 气煤 煤矸石 气煤 焦煤
山西阳泉矿务局五矿 无烟煤
14.65 22.74
表3 复合式干选机主要分选指标
分选指标 分选密度(δp) 可能偏差(Ep) 不完善度(I) 数量效率(η)
灵新矿煤样 1.98 0.15 0.08 96.65
平沟矿实测 1.98 0.24 0.12 93.87
表4 复合式干选机脱硫效果
原煤
煤 矿
Std%
山西太原东山煤矿 山西霍州局曹村矿
r%
Std% 1.83 2.67 1.10 2.52 3.28
2.79 58.783.65 88.07
精煤
降硫率 ηs % 34.41 26.85 57.69 17.37 37.40
脱硫率 ηds % 61.14 35.58 71.04 41.68 51.80
脱硫完善度
ηws % 33.96 34.61 69.36 20.28 37.00
湖南涟邵局芦茅江矿 2.60 68.44陕西澄合局王村矿
3.05 70.59
山东兖矿集团北宿矿 5.24 77.00
注：降硫率
ηs =
S d . f −S d . c
S d . f
×100 S d . f — 原料煤
干基硫分，%
脱硫率 S — 精煤
d . c 干基硫分，%
ηws =
脱硫完善度
ηws =
γc (S d . f −S d . c )
S d . f (100−A d . f −S d . f )
×100 A d . f — 原料煤干
100S d . f −γc S d . c
100S d . f
% ×100 γc — 精煤产率，
基灰分，%
6 影响复合式干法选煤分选效果的因素
影响复合式干法选煤分选效果的因素有原煤性质、操作因素和用户对煤质要求三项。
6.1 入选原煤性质
6.1.1 原煤的外在水分（或称表面水分）对干选影响较大，而内在水分影响很小。当外在水分过高时，入选物料颗粒间粘度增加，使粒度较小的煤和矸石难以分离，，尤其是原煤中含易泥化的泥质页岩、粘土质矿物较多时影响更明显。在复合式干法选煤工业性试验中，用灵新矿原煤做了不同外在水分对分选效果的影响的试验，其结果如表5，其关系如图7所示。
从试验结果看出：①在入选原煤泥质岩较少的情况下，原煤外在水分增加会使精煤灰分增加，矸石产品灰分降低，说明小粒度矸石和煤对产品的污染加重。②原煤外在水分10%时，分选效果明显变差，因此要求干选外在水分
表5 灵新矿煤样加入不同外水后干选试验结果
入选水分% 外水M f 1.29 6.30 7.89 9.50 11.13 13.47
精煤
灰分A d %7.82 7.95 9.98 11.07 12.04 12.43
尾煤
产率γ%10.73 11.29 9.71 8.49 7.01 5.83
计算原
煤
全水M t 产率γ%11.64 18.14 19.65 21.07 22.58 24.99
89.27 88.71 90.29 91.51 92.99 94.17
灰分A d % 灰分A d % 78.67 73.19 71.81 67.05 66.11 65.47
15.42 15.32 15.98 15.82 15.83 15.53
图7 不同原煤水分对干选产品的影响
6.1.2 原煤粒度
复合式干选机适于分选的原煤粒度是80～0mm混煤，包括50，25，13mm以下的混煤，分选粒度下限为3mm。如果采用选前分级，将6～0mm 粉煤单独分选，适当调整床面风孔直径，减少风量，也可取得较好的分选效果，其分选粒度下限可降低到
在生产应用中，不少应用单位将复合式干选用于块煤分选以代替手选或块煤跳汰排矸。由于大块之间缝隙大，造成气流短路，使床层得不到松散，按密度分层不好且流动性差，使分选效果变差，处理量下降。在生产实践中，找出了干选块煤的几条措施，保证了块煤分选质量，使块煤干选得到广泛应用。
6.1.3 原煤的可选性及含矸量
复合式干法选煤适于动力煤排矸。根据原煤浮沉试验结果，煤与矸石一般按1.8kg/L密度级分界，因此当分选密度为1.8时，按分选密度δ±0.1%含量法评定原煤可选性难易，我国大部分原煤δ1.8±0.1%含量≤10%属于易选煤。复合式干法选煤作为动力煤排矸，分选密度在1.8～2.1kg/L，因此都能取得较好的分选效果，排出矸石的纯度较高。
原煤中含矸量越高，煤的内在灰分越低，干选效果越显著。现在复合式干法选煤已大量用于煤矸石、洗矸的分选、回收煤矸石中的低热值煤用于矸石发电。 6.2 操作因素对分选效果的影响
复合式干选机可调因素有：
① 调节床面横向、纵向角度，使床面上产品分带清楚； ② 调节风量大小及风力分布，使床面上物料松散好，流动性好； ③ 调节排料挡板高度，控制床层厚度，避免个别矸石混入精煤中；
④ 给料量的调节需要对不同粒度、水分、含矸量的原煤进行控制，以保证分选效果；
⑤ 接料槽翻板及矸石门的调节，主要用于控制产品质量； ⑥ 床面振幅的调节即激振力大小的调节，主要针对分选块煤、大矸石量煤时需要大振幅，一般选末煤、混煤不需要经常调节。
各种操作因素是互相关联、相辅相成的。 6.3 用户对产品质量的要求
干法选煤的目的就是提高商品煤质量，满足用户的要求。用户要求有以下几种：
① 排除原煤中的矸石，降低商品煤的灰分，提高商品煤的发热量。
② 部分排除中、高硫煤的硫铁矿硫，降低商品煤硫分； ③ 回收劣质煤、煤矸石中的煤炭，提高企业的经济效益，减少煤矸石山自燃带来的环境污染；
④ 与炼焦煤选煤厂配套，预先排出矸石和部分粉尘不进入选煤厂，以减少选煤成本，减轻煤泥水处理负担。
根据不同用户对产品质量的要求，需要调整干选机操作因素及结构参数，满足用户要求。 7 复合式干法选煤的特点
7.1 不用水。对于干旱缺水地区及冬季严寒地区，干法选煤有特殊意义。
7.2 投资少。选煤工艺简单，不需要建厂房。全套FGX-6型复合式干法选煤系统，生产能力60吨/时，投资仅50多万元，而同规模30万吨/年选煤厂投资500多万元。干选投资是水选投资的1/5~1/10。 7.3 生产成本低。吨原煤平均加工费2元，而跳汰选煤加工费6~8元
/吨。干选是水选的1/3~1/4。
7.4 劳动生产率高。用人少，干选系统操作人员2~3人，劳动生产率高达80~250吨/工。越是大型干选设备，劳动生产率越高。 7.5 商品煤回收率高。不产生煤泥，排除矸石后商品煤全部回收，包括除尘系统收集的煤尘也全部回收。
7.6 选后商品煤水分低。干选不增加水分，风力对煤炭表面水分还有一定脱水作用。可减少商品煤中水分对发热量的影响。
7.7 可出多种灰分不同的产品。有利于干法选煤经营者满足商品煤用户不同的质量要求，取得最大的经济效益。 7.8 适应性强
对褐煤、烟煤、无烟煤各种煤作为动力煤分选加工排除矸石，均有较好的分选效果。入料粒度范围宽，目前已投入生产应用的复合式干选系统入料粒度多种多样。干选系统可以灵活地布置在地点狭窄的场地，适于煤炭企业技术改造。
7.9 除尘效果好。采用一段并列除尘工艺和负压操作，保证大气环境和工作环境不受粉尘污染，排出的部分气体含尘量
7.10 占地面积小。一套FGX-12型干选系统（相当于60万吨/年选煤厂）占地不到300㎡。
7.11 建设周期短、投产快。复合式干选系统为钢结构、装配式选煤厂。用户只需按基础布置图铺设一块水泥地面，即可安装设备投入生
产。建设周期一般半个月到1个月。
7.12 设备运转平稳、维修量少、操作简单，可直接观察到分选效果。干选机没有复杂易损的传动部件。 8 复合式干法选煤的应用 8.1快速推广应用
复合式干法选煤技术既能符合保护水资源、节能、环境保护、资源综综合利用、发展循环经济等各项国家经济技术政策，又具有不用水、投资少、加工成本低、工效高、投产快、设备可靠性强等一系列特点，深受煤炭工业企业欢迎。
由于复合式干法选煤机是一种全新的选煤设备，煤炭企业对这种新的选煤设备和技术还有一个认识过程。唐山市神州机械有限公司从1997年艰苦创业，仅推广2台FGX-3型小设备，以后逐年快迅推广应用，至2005年年销售量已达120台套，而且大型设备所占比例越来越大。目前已在全国25个省、市、自治区推广应用500多套，生产能力达1.5亿吨/年。成为一种重要的动力煤选煤方法。（见图8）
年度 台数（台）9 生产能力（万t/a）20
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图8 唐山市神州机械有限公司生产的复合式干选系统应用情况
应用范围不断扩大
复合式干法选煤在迅速推广应用过程中不断扩大应用范围，目前已有以下几个重要用途： 8.2.1动力煤分选
动力煤分选是复合式干法选煤应用最广泛的类型。用简单、经济、有效的复合式干选机排除原煤中的矸石、硫铁矿等杂质，降低商品煤的灰分、硫分，提高商品煤的发热量，使煤炭企业获得较好的经济效益。
为适应煤炭企业的不同要求，开发了分选混煤，末煤、块煤的机型。并开发了适用为海拔3600m 青海高原的复合式干法选煤成套设备。
河南义马煤业集团常村矿、新疆乌鲁木齐矿业集团铁厂沟矿等
300多家煤炭企业应用复合式干法选煤分选动力煤均获得良好的经济
效益。
8.2.2作为炼焦选煤厂预排矸工艺的主选设备
用复合式干法选煤机对炼焦煤选煤厂入选原煤进行预排矸处理，
其优点：①以很少的加工费排除大量矸石，不进入选煤系统，降低了
选煤成本。②预先排除部分-0.5mm煤尘，不进入选煤厂煤泥水系统，
降低了煤泥水浓度，减轻了煤泥水处理负担，提高了分选效果。③相
对增加了选煤厂生产能力。神华集团海渤湾矿业公司平沟矿、贵州盘
江煤电集团老屋基矿、山脚树矿、宁夏煤业集团乌兰矿等20多家企
业采用复合式干法选煤预排矸均取得满意的效果。
8.2.3煤矸石分选，综合利用废弃资源
复合式干选机用于分选煤矸石，回收低热值煤用以煤矸石发电，
选出纯净矸石以制造水泥，制砖，减少煤矸石占地及自燃造成的环境
污染，有特殊意义。宁煤集团太西选煤厂、四川攀枝花精煤公司，内
蒙乌达矿务局五虎山矿等十几家企业，用复合式干选机分选煤矸石都
取得了良好的经济效益和社会效益。
8.2.4解决了褐煤等易泥化煤的分选加工难题
平庄矿务局红庙矿选煤厂是分选褐煤的动力煤选煤厂。由于褐煤
泥化严重，导致煤泥水处理困难，恶化分选效果，还造成煤泥水对三
北防护林的污染。使用复合式干法选煤系统代替原来的选煤厂，解决
了多年来选煤难题。沈阳煤业集团蒲河矿、前屯矿、吉林珲春、舒兰
等地褐煤用复合式干法选煤均取得较好的效果。
8.2.5高硫煤脱硫。
复合式干选机可将2mm 以上的单体解离的黄铁矿晶体、结核、连
生体等颗粒排除。对于以硫铁矿为主要成分的高、中硫煤，如果解离
较好，脱硫率可达60%以上。
8.2.6解放了煤矿生产力。
贵州水城矿业集团大河边矿，新疆乌鲁木齐矿业集团铁厂沟矿等
使用复合式干选系统后，过去不采的高灰、高硫煤层开始开采，不仅
延长了矿井的服务年限，还使采面布置合理，提高了矿井的生产效率。
8.3 开始走向世界
复合式干法选煤技术是我国独创的，适合我国国情的新型选煤方
法。经过唐山市神州机械有限公司的研究开发，已发展到十二种规格，
生产能力由10t/h～480t/h，适于大、中、小各种规模煤炭企业煤炭
加工的需要。近几年来国外煤炭企业开始了解中国的新型干法选煤技
术，到唐山市神州机械有限公司考察的国家有十几个，已向美国、俄
罗斯、印尼、菲律宾、朝鲜、蒙古出口设备，已为印度、伊朗、澳大
利亚、越南等国做了干选半工业试验，接待了乌克兰、土耳其等国考
察团访问。中国和的复合式干法选煤技术将为世界动力煤分选加工做
出贡献。
9 复合式干法选煤的经济效益和社会效益
9.1 复合式干法选煤主要经济技术指标比较
到2002年末，全国原煤入洗能力预计达到6亿吨，居世界第一。
形成了大、中、小型并举，炼焦煤与动力煤，跳汰工艺与重介质工艺
及干法选煤工艺相结合的多种类型格局。形成一套适合于中国煤炭特
性和产品要求的选煤方法及工艺流程。
目前，我国洗选厂的设计工艺，建筑用材和管理水平，比国际先
进水平落后，经济技术指标差。但用于动力煤排矸的复合式干法选煤
却有独到之处，以下列出各项指标对比表见表6。
表6 国内外选煤经济技术指标与复合式干法选煤对比表 序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 经济技术指标 入选能力 单位 平 国内选煤平均水平 复合式干法选煤年 建筑结构 装配式 钢筋混凝土 不建厂房 建设工期 月2～4 数量效率97 90 90 全员工效 吨/工电耗 元/吨清水消耗 米/吨0.1~0.2 0 加工费 元/吨主厂房 m 40×30×15=1800080×50×30=120000 占地25×21㎡ 吨煤投资9.2 复合式干法选煤应用企业实际投资及经济效益
根据部分应用单位反馈信息及应用证明，将部分规模相同的新建复合
式干法选煤厂（车间）的投资情况及经济效益列于表7，由于建厂条
件、工艺流程、用户要求不同，投资情况差异较大，但投资回收期都
不超过1年。
表7 部分单位应用复合式干法选煤的投资及效益
应用单位 干选机型号数量 总投资吨煤投年经济投资回收
期（月）（台）（万元）资（元/t 效益（万
河南鹤壁煤业集团公司九矿－6A
山西太原东山煤矿有限公司－6A
山西阳泉煤业集团公司五矿－6A
辽宁沈阳煤业集团公司蒲河矿－6A
山东龙口矿务局梁家矿
陕西澄合矿务局王村矿1111211
1
1
[***********][1**********].34.03.01.82.82.04.06.03.33.5FGX －12A FGX －6山西大同煤矿集团公司煤气厂－6黑龙江鸡西矿务局东海矿－12A 内蒙古宁城四龙矿－6A 平均 FGX-6A
9.3 复合式干法选煤的社会效益
9.3.1 排矸效益
复合式干法选煤可将原煤中90%的矸石杂质排除。按目前已运行的500余（台）套干选系统年加工原煤能力150Mt 。若按原煤平均含矸15%，平均运距650km 计算，可节省运力14625Mt.km 。矸石就地在坑口排放可减少城市废渣排放压力。
9.3.2 脱硫效益
复合式干法选煤可将2㎜以上的硫铁矿排除，对于以硫铁矿为主的中、高硫煤，脱硫率可达60%。仅按已投产的高硫原煤复合式干选厂统计，年处理原煤10Mt ，硫分平均降低0.8%，可减少燃煤中SO 2排放量达160kt 。
9.3.3 节水效益
一般水洗选煤方法吨煤耗水0.2m 3, 按目前年干选量150Mt 计，年可节省水资源30Mm 3。在湿法洗选中，如果煤泥水处理不完善，流出厂外会造成严重的环境污染。
9.3.4 节能效益
复合式干法选煤吨煤耗电2.4kw ·h，一般选煤厂吨煤耗电
3.3~7.6kw·h , 若按平均吨煤耗电5kw·h 计算，干选吨煤节电2.6KW ·h ，则年可节约电力3.9×108kw·h（按目前干选年加工原煤能力150Mt 计）。
9.3.5电厂效益
干选后商品煤可以提高燃煤锅炉的热效率。在同等负荷下，发电煤耗可下降5~10g/kw·h；选后煤还能使锅炉稳定燃烧；排出煤中的矸石、硫铁矿后，煤的可磨性提高，可减少磨煤机电耗及设备磨损；排除硫铁矿后，降低了原煤硫分，可减少硫酸蒸气对锅炉低温受热面的严重腐蚀；燃用干选加工煤还可避免水洗动力煤水分高造成发热量降低的问题。
由此可见，广泛推广应用复合干法选煤具有很大的社会效益。 10 结论
10.1 FGX型系列复合式干法选煤系统在分选方面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选煤方法。用于处理80~0mm粒度级原煤，不完善度I ＝0.11，数量效率＞90%。
10.2 FGX型系列复合式干法选煤系统具有不用水、投资少、工艺简
单、生产成本低、耗能低、对环境污染少、占地面积小、建设周期短、设备运转可靠等一系列优点。全面符合国家节水、节能、资源综合利用、洁净煤等方针政策。
10.3 FGX型系列复合式干法选煤系统已在国内外成功应用500余（台）套，生产能力达到1.5亿吨/年，取得了重大的经济效益和社会效益。 10.4 复合式干法选煤系统在大批量推广应用过程中仍需不断改进，不断完善，并向深度和广度发展。继续向大型化、自动化、多用途化方向发展，以满足国内外用户的不同需求。
本文摘自《中国煤炭》2003年8月
第29卷增刊
复合式干法选煤技术的研究开发及应用
李功民 杨云松
（唐山市神州机械有限公司）
摘 要： 本文全面系统地阐述了复合式干选机的分选机理，干法选煤成套设备的开发和应用，阐明了复合式干法选煤技术的适用范围及特点，分析了应用复合式干法选煤技术所取得的经济效益和社会效益。
关键词：复合式干法选煤技术 研究 应用
1 前言
复合式干法选煤技术是我国独创的，适合我国国情的新型选煤方法。这种选煤方法既能全面符合保护水资源、节能、环境保护、资源综合利用及发展洁净煤技术等各项国家经济技术政策，又能适应我国各种大小不同类型动力煤煤炭企业的需求。为解决我国褐煤等易泥化煤洗选加工的难题, 为解决我国煤矸石综合利用问题，为提高我国原煤入选率等诸多方面做出了重要贡献。
经过唐山市神州机械有限公司的大胆创新、开拓市场，在短短的7年的时间里，已在全国25个省、市、自治区新建了复合式干法选煤厂（车间），推广应用各种型号复合式干选设备500余（台）套，原煤入选能力达到1.5亿t/a，使复合式干法选煤在我国选煤方法中所占的比例由零迅速增加到12%，而且今后增长势头更快，已成为一种
生命力较强的动力煤选煤技术，受到煤炭行业领导的高度重视。该设备已出口到美国、俄罗斯、朝鲜、印尼、蒙古、菲律宾等国。已为印度、澳大利亚、伊朗等国做了干选半工业性试验。
唐山市神州机械有限公司是复合式干法选煤成套设备的专业制造公司，拥有自主知识产权。先后获得8项国家专利，1项国际发明专利。获1998年煤炭工业科技进步奖；经国家环境保护总局批准，列为“2004年国家重点环境保护实用技术（A ）类”，原国家经贸委将其认定为“2002年度国家重点新产品”；煤炭工业技术委员会评定为“2002年煤炭工业十大科技成果”；经多次省部级技术鉴定，技术水平达到国际先进。
2 发展复合式干法选煤的意义
2.1 我国煤炭资源丰富，而占全国80%的煤炭资源（主要是动力煤）蕴藏在干旱缺水的西部地区。水资源缺乏已成为西部煤炭开发和加工利用的制约因素。复合式干法选煤技术为我国能源基地战略西移提供了一条煤炭加工利用的新的技术途径。
2.2 复合式干法选煤技术适合我国加快转变经济增长方式的要求，节约水资源，节约能源，煤矸石废弃资源综合利用，避免煤泥水污染，减少燃煤大气污染，对于发展循环经济，保护环境都将起到一定作用。
2.3 复合式干法选煤技术是唐山市神州机械有限公司自主创新的科技成果，具有完全的自主知识产权，在短期内迅速转化为生产力，并向国外出口。提高了我国选煤技术的声望。
2.4 复合式干法选煤作为动力煤排矸、降硫的有效实用技术，解决了困绕动力煤洗选加工的难题，如煤泥水处理、煤泥销售、产品水分高、冬季易冻结问题，以其独有的特点适合我国煤炭企业的需求而得到迅速推广应用，为提高我国动力煤入选比例提供了一种经济实用的选煤方法。
2.5复合式干法选煤厂投资仅为同规模洗选厂投资的 1/5~1/10；加工费用低，仅为洗选的1/3；工艺简单、占地少，易被我国大、中、小各型煤矿企业所接受而得到迅速发展。
2.6 复合式干法选煤技术解决了不适于洗选的易泥化煤（如褐煤等）的分选加工难题，并为解决煤矿固体废弃物煤矸石的综合利用问题进出一条有效的技术途径。
2.7 复合式干法选煤技术突破了国外传统风力选煤（风力跳汰、风力摇床等）模式，采用了多项新的分选原理提高了分选精度，使濒临淘汰的风力选煤技术获得新的发展，推动了科学技术进步。使我国风力选煤达到国际先进水平。
3 结构、原理和创新点
3.1 复合式干选机的结构
复合式干选机采用自生介质（入选原煤中所含细粒煤）与空气组成气固两相混合介质分选；借助机械振动使分选物料做螺旋翻转运动，形成多次分选；充分利用逐渐提高的床层密度所产生的颗粒相互作用的浮力效应而进行分选。按照这个总体思路，对床面形状、振动形式、
物料运动轨迹、床层厚度控制、风力分布、风量控制、床面角度调节以及供风除尘工艺配套等做出了相应的结构设计，创造出一种全新的复合式干法分选机，其结构示意如图1。
图1 复合式干法分选机结构示意图
复合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。
3.2 分选原理
3.2.1 物料在螺旋运动中的翻转剥离分选原理
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。最下层矿粒直接与振动的床面接触，床面振动产生的惯性力使下层矿粒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剥离出，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翻转剥离分选原理
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，另一方面与细粒煤组成气固两相混合介质，提高分选精度。
3.2.2 自生介质的分选作用
传统风力跳汰机的入料粒度比为2.5：1，粒度上限20mm，而复合式干选机入料粒度是80～0mm，大大突破风力跳汰机的入料粒度范围。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。物料通过悬浮体时，密度低的煤上浮，而密度高的矸石下沉。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。
3.2.3 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综合作用而实现的，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，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 矿粒分层作用
3.2.4 高密度物料颗粒相互作用产生的浮力效应强化煤矸分离 复合式干选机在分选过程中会在床层底部自然形成矸石床层。不同粒度的矸石颗粒在振动作用下相互挤压碰撞，产生一种浮力效应。随着矸石层向矸石端移动过程中，密度低的煤粒不断浮出矸石层，从而使矸石产品得到净化。为了强化这一过程，复合式干选机设置了可调矸石门，在原煤含矸量较少的情况下，也可使矸石在排出前形成矸石层防止煤粒混入，提高矸石产品纯度。
3.3 复合式干法选煤系统的结构
复合式干法选煤系统包括给料部分、分选部分、供风除尘部分、电气控制部分以及产品输送部分。
FGX-12型复合式干法选煤系统结构图如下图4。
图4 FGX-12型复合式干选系统结构
1 缓冲仓 2 旋风除尘器 3 引风机 4 袋式除尘器 5 净化气体排出管 6 风管 7 主风机 8 复合式干选机 9 机架 10 振动给料机
FGX-24A 型复合式干法选煤系统在神华集团海渤湾路天煤矿的应用情况，见图5。
图5复合式干法选煤的现场应用
FGX-12型复合式干法选煤系统设备流程图实例（山东兖矿集团北宿矿干选厂工艺流程）见图
6。
图6 兖矿集团公司北宿矿干选厂设备流程图（45万吨/年） 1 原煤分级筛 2 双齿辊破碎机 3 手选皮带 4 原煤仓 5 原煤皮带机
6 缓冲仓 7 给料机 8 复合式干选机 9 旋风除尘器 10 主风机 11 袋式除尘器
12 引风机 13 螺旋输送机 14 矸石皮带机 15 矸石仓 16 中煤皮带机
17 中煤仓 18 精煤皮带机 19 磁力吸铁器 20 核子秤 21 大倾角皮带机 22 精煤仓
3.4 复合式干法选煤的创新和发展
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，主要创新点或创造性贡献如下：
3.4.1 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窄粒级。
3.4.2 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Ep=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。
3.4.3 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，可以出灰分由低到高的多种产品，中煤经破碎解离后再选可保证精煤和矸石的质量。
3.4.4 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，因而除尘系统规模也大大减小。
3.4.5 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，可以提高排出矸石纯度，降低排出矸石的粒度。
4 FGX型系列复合式干法选煤成套设备产品开发和技术特征
2001年12月14日原国家经贸委、2002年12月煤炭工业技术委员会、2005年12月河北省科技厅先后对唐山市神州机械有限公司开发生产的“FGX 型系列复合式干法分选机”组织全国知名专家进行新产品技术鉴定。鉴定委员会一致同意通过鉴定，并给予很高的评价。鉴定意见：FGX 型系列复合式干法分选机分选原理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选煤方法。该分选设备设计合理，具有不用水、投资少、工艺简单、生产成本低、耗能低、对环境污染轻、占地面积小、建设周期短等一系列优点，达到了国际先进水平。
4.1 产品开发
唐山市神州机械有限公司组织有关专家和技术人员，不断对小型
设备进行改进与创新，并开发出适应大、中、小型煤矿应用的12种不同规格型号的复合式干选机系列产品，全部产品都在各类型煤矿成功应用。
公司在新产品开发过程中，不断吸取用户反馈的意见和建议，不断改进设备性能，拓宽干选机应用范围。就复合式干选机新产品开发可作如下分类：
4.1.1 按生产能力大小已开发出：FGX-1~FGX-48A型 。生产能力分别为10t/h~480t/h。
4.1.2 按结构形式已开发出：单机型、组合型、下振型、移动型。正在开发多层型、再选型。
4.1.3 按用途已开发出：块煤型、混煤型、末煤型、煤矸型。正在开发垃圾分类干选机、废电器板金属回收干选机等。 4.2 FGX型系列复合式干选机技术特征（见表1）
表1 FGX 型系列复合式干法选煤成套设备技术特征
项目 分选面积 混煤入选粒度 入料外在水分 处理能力 选煤数量效率 系统总功率 外型尺寸 （长×宽×高）
单位 ㎡ ㎜
FGX-12
FGX-48A
24×2
24
80～～0
180～240
350～480
7.5×
9.6× 12.2× 16.4× 16× 20.3× 25× 18× 13×9.5
32× 13×9.5
5 复合式干法选煤的分选效果
复合式干法选煤适用于动力煤排矸，不仅可降低商品煤灰分，提高煤炭发热量，还避免了湿法选煤增加产品水分的缺点；还可用于无机硫为主要含硫成分的高硫煤，脱除>2mm以上的粒状，块状黄铁矿及结核、连生体等，以降低商品煤硫分从而保证商品煤质量稳定。 复合式干法分选机的分选效果见表2，主要分选指标见表3，脱硫效果见表4 。
表2 复合式干选机分选效果
煤 矿
煤 种
入料 粒度mm 80-0 80-0 13-0 50-6 50-13 50-0 50-0 150-0 80-50 80-20
原煤 灰分%48.0034.3730.8631.5638.6233.3934.2570.8542.6835.32
精煤 产率% 灰分%62.00 31.0088.81 23.7485.64 21.4471.87 17.8373.58 26.3673.31 23.3588.57 27.3644.20 58.2965.64 25.7762.61 23.32
中煤
矸石
灰分%73.4869.2276.3175.2471.7978.3087.5480.2575.0069.58
产率% 产率%16.00 22.004.42 6.77 7.36 7.00 5.50 22.63— — — —
— — — —
26.4211.4355.8034.60
15.03 11.66
黑龙江鸡西局滴道矿 气肥煤 沈阳矿务局前屯矿 河南鹤壁矿务局九矿 山西太原东山煤矿 内蒙宁城四龙煤矿 贵州水城局大河边矿 宁夏太西洗煤厂 江苏徐州龙固煤矿 神华海渤湾矿业公司
平沟煤矿
褐煤 瘦煤 贫煤 长焰煤 气煤 煤矸石 气煤 焦煤
山西阳泉矿务局五矿 无烟煤
14.65 22.74
表3 复合式干选机主要分选指标
分选指标 分选密度(δp) 可能偏差(Ep) 不完善度(I) 数量效率(η)
灵新矿煤样 1.98 0.15 0.08 96.65
平沟矿实测 1.98 0.24 0.12 93.87
表4 复合式干选机脱硫效果
原煤
煤 矿
Std%
山西太原东山煤矿 山西霍州局曹村矿
r%
Std% 1.83 2.67 1.10 2.52 3.28
2.79 58.783.65 88.07
精煤
降硫率 ηs % 34.41 26.85 57.69 17.37 37.40
脱硫率 ηds % 61.14 35.58 71.04 41.68 51.80
脱硫完善度
ηws % 33.96 34.61 69.36 20.28 37.00
湖南涟邵局芦茅江矿 2.60 68.44陕西澄合局王村矿
3.05 70.59
山东兖矿集团北宿矿 5.24 77.00
注：降硫率
ηs =
S d . f −S d . c
S d . f
×100 S d . f — 原料煤
干基硫分，%
脱硫率 S — 精煤
d . c 干基硫分，%
ηws =
脱硫完善度
ηws =
γc (S d . f −S d . c )
S d . f (100−A d . f −S d . f )
×100 A d . f — 原料煤干
100S d . f −γc S d . c
100S d . f
% ×100 γc — 精煤产率，
基灰分，%
6 影响复合式干法选煤分选效果的因素
影响复合式干法选煤分选效果的因素有原煤性质、操作因素和用户对煤质要求三项。
6.1 入选原煤性质
6.1.1 原煤的外在水分（或称表面水分）对干选影响较大，而内在水分影响很小。当外在水分过高时，入选物料颗粒间粘度增加，使粒度较小的煤和矸石难以分离，，尤其是原煤中含易泥化的泥质页岩、粘土质矿物较多时影响更明显。在复合式干法选煤工业性试验中，用灵新矿原煤做了不同外在水分对分选效果的影响的试验，其结果如表5，其关系如图7所示。
从试验结果看出：①在入选原煤泥质岩较少的情况下，原煤外在水分增加会使精煤灰分增加，矸石产品灰分降低，说明小粒度矸石和煤对产品的污染加重。②原煤外在水分10%时，分选效果明显变差，因此要求干选外在水分
表5 灵新矿煤样加入不同外水后干选试验结果
入选水分% 外水M f 1.29 6.30 7.89 9.50 11.13 13.47
精煤
灰分A d %7.82 7.95 9.98 11.07 12.04 12.43
尾煤
产率γ%10.73 11.29 9.71 8.49 7.01 5.83
计算原
煤
全水M t 产率γ%11.64 18.14 19.65 21.07 22.58 24.99
89.27 88.71 90.29 91.51 92.99 94.17
灰分A d % 灰分A d % 78.67 73.19 71.81 67.05 66.11 65.47
15.42 15.32 15.98 15.82 15.83 15.53
图7 不同原煤水分对干选产品的影响
6.1.2 原煤粒度
复合式干选机适于分选的原煤粒度是80～0mm混煤，包括50，25，13mm以下的混煤，分选粒度下限为3mm。如果采用选前分级，将6～0mm 粉煤单独分选，适当调整床面风孔直径，减少风量，也可取得较好的分选效果，其分选粒度下限可降低到
在生产应用中，不少应用单位将复合式干选用于块煤分选以代替手选或块煤跳汰排矸。由于大块之间缝隙大，造成气流短路，使床层得不到松散，按密度分层不好且流动性差，使分选效果变差，处理量下降。在生产实践中，找出了干选块煤的几条措施，保证了块煤分选质量，使块煤干选得到广泛应用。
6.1.3 原煤的可选性及含矸量
复合式干法选煤适于动力煤排矸。根据原煤浮沉试验结果，煤与矸石一般按1.8kg/L密度级分界，因此当分选密度为1.8时，按分选密度δ±0.1%含量法评定原煤可选性难易，我国大部分原煤δ1.8±0.1%含量≤10%属于易选煤。复合式干法选煤作为动力煤排矸，分选密度在1.8～2.1kg/L，因此都能取得较好的分选效果，排出矸石的纯度较高。
原煤中含矸量越高，煤的内在灰分越低，干选效果越显著。现在复合式干法选煤已大量用于煤矸石、洗矸的分选、回收煤矸石中的低热值煤用于矸石发电。 6.2 操作因素对分选效果的影响
复合式干选机可调因素有：
① 调节床面横向、纵向角度，使床面上产品分带清楚； ② 调节风量大小及风力分布，使床面上物料松散好，流动性好； ③ 调节排料挡板高度，控制床层厚度，避免个别矸石混入精煤中；
④ 给料量的调节需要对不同粒度、水分、含矸量的原煤进行控制，以保证分选效果；
⑤ 接料槽翻板及矸石门的调节，主要用于控制产品质量； ⑥ 床面振幅的调节即激振力大小的调节，主要针对分选块煤、大矸石量煤时需要大振幅，一般选末煤、混煤不需要经常调节。
各种操作因素是互相关联、相辅相成的。 6.3 用户对产品质量的要求
干法选煤的目的就是提高商品煤质量，满足用户的要求。用户要求有以下几种：
① 排除原煤中的矸石，降低商品煤的灰分，提高商品煤的发热量。
② 部分排除中、高硫煤的硫铁矿硫，降低商品煤硫分； ③ 回收劣质煤、煤矸石中的煤炭，提高企业的经济效益，减少煤矸石山自燃带来的环境污染；
④ 与炼焦煤选煤厂配套，预先排出矸石和部分粉尘不进入选煤厂，以减少选煤成本，减轻煤泥水处理负担。
根据不同用户对产品质量的要求，需要调整干选机操作因素及结构参数，满足用户要求。 7 复合式干法选煤的特点
7.1 不用水。对于干旱缺水地区及冬季严寒地区，干法选煤有特殊意义。
7.2 投资少。选煤工艺简单，不需要建厂房。全套FGX-6型复合式干法选煤系统，生产能力60吨/时，投资仅50多万元，而同规模30万吨/年选煤厂投资500多万元。干选投资是水选投资的1/5~1/10。 7.3 生产成本低。吨原煤平均加工费2元，而跳汰选煤加工费6~8元
/吨。干选是水选的1/3~1/4。
7.4 劳动生产率高。用人少，干选系统操作人员2~3人，劳动生产率高达80~250吨/工。越是大型干选设备，劳动生产率越高。 7.5 商品煤回收率高。不产生煤泥，排除矸石后商品煤全部回收，包括除尘系统收集的煤尘也全部回收。
7.6 选后商品煤水分低。干选不增加水分，风力对煤炭表面水分还有一定脱水作用。可减少商品煤中水分对发热量的影响。
7.7 可出多种灰分不同的产品。有利于干法选煤经营者满足商品煤用户不同的质量要求，取得最大的经济效益。 7.8 适应性强
对褐煤、烟煤、无烟煤各种煤作为动力煤分选加工排除矸石，均有较好的分选效果。入料粒度范围宽，目前已投入生产应用的复合式干选系统入料粒度多种多样。干选系统可以灵活地布置在地点狭窄的场地，适于煤炭企业技术改造。
7.9 除尘效果好。采用一段并列除尘工艺和负压操作，保证大气环境和工作环境不受粉尘污染，排出的部分气体含尘量
7.10 占地面积小。一套FGX-12型干选系统（相当于60万吨/年选煤厂）占地不到300㎡。
7.11 建设周期短、投产快。复合式干选系统为钢结构、装配式选煤厂。用户只需按基础布置图铺设一块水泥地面，即可安装设备投入生
产。建设周期一般半个月到1个月。
7.12 设备运转平稳、维修量少、操作简单，可直接观察到分选效果。干选机没有复杂易损的传动部件。 8 复合式干法选煤的应用 8.1快速推广应用
复合式干法选煤技术既能符合保护水资源、节能、环境保护、资源综综合利用、发展循环经济等各项国家经济技术政策，又具有不用水、投资少、加工成本低、工效高、投产快、设备可靠性强等一系列特点，深受煤炭工业企业欢迎。
由于复合式干法选煤机是一种全新的选煤设备，煤炭企业对这种新的选煤设备和技术还有一个认识过程。唐山市神州机械有限公司从1997年艰苦创业，仅推广2台FGX-3型小设备，以后逐年快迅推广应用，至2005年年销售量已达120台套，而且大型设备所占比例越来越大。目前已在全国25个省、市、自治区推广应用500多套，生产能力达1.5亿吨/年。成为一种重要的动力煤选煤方法。（见图8）
年度 台数（台）9 生产能力（万t/a）20
105 525
图8 唐山市神州机械有限公司生产的复合式干选系统应用情况
应用范围不断扩大
复合式干法选煤在迅速推广应用过程中不断扩大应用范围，目前已有以下几个重要用途： 8.2.1动力煤分选
动力煤分选是复合式干法选煤应用最广泛的类型。用简单、经济、有效的复合式干选机排除原煤中的矸石、硫铁矿等杂质，降低商品煤的灰分、硫分，提高商品煤的发热量，使煤炭企业获得较好的经济效益。
为适应煤炭企业的不同要求，开发了分选混煤，末煤、块煤的机型。并开发了适用为海拔3600m 青海高原的复合式干法选煤成套设备。
河南义马煤业集团常村矿、新疆乌鲁木齐矿业集团铁厂沟矿等
300多家煤炭企业应用复合式干法选煤分选动力煤均获得良好的经济
效益。
8.2.2作为炼焦选煤厂预排矸工艺的主选设备
用复合式干法选煤机对炼焦煤选煤厂入选原煤进行预排矸处理，
其优点：①以很少的加工费排除大量矸石，不进入选煤系统，降低了
选煤成本。②预先排除部分-0.5mm煤尘，不进入选煤厂煤泥水系统，
降低了煤泥水浓度，减轻了煤泥水处理负担，提高了分选效果。③相
对增加了选煤厂生产能力。神华集团海渤湾矿业公司平沟矿、贵州盘
江煤电集团老屋基矿、山脚树矿、宁夏煤业集团乌兰矿等20多家企
业采用复合式干法选煤预排矸均取得满意的效果。
8.2.3煤矸石分选，综合利用废弃资源
复合式干选机用于分选煤矸石，回收低热值煤用以煤矸石发电，
选出纯净矸石以制造水泥，制砖，减少煤矸石占地及自燃造成的环境
污染，有特殊意义。宁煤集团太西选煤厂、四川攀枝花精煤公司，内
蒙乌达矿务局五虎山矿等十几家企业，用复合式干选机分选煤矸石都
取得了良好的经济效益和社会效益。
8.2.4解决了褐煤等易泥化煤的分选加工难题
平庄矿务局红庙矿选煤厂是分选褐煤的动力煤选煤厂。由于褐煤
泥化严重，导致煤泥水处理困难，恶化分选效果，还造成煤泥水对三
北防护林的污染。使用复合式干法选煤系统代替原来的选煤厂，解决
了多年来选煤难题。沈阳煤业集团蒲河矿、前屯矿、吉林珲春、舒兰
等地褐煤用复合式干法选煤均取得较好的效果。
8.2.5高硫煤脱硫。
复合式干选机可将2mm 以上的单体解离的黄铁矿晶体、结核、连
生体等颗粒排除。对于以硫铁矿为主要成分的高、中硫煤，如果解离
较好，脱硫率可达60%以上。
8.2.6解放了煤矿生产力。
贵州水城矿业集团大河边矿，新疆乌鲁木齐矿业集团铁厂沟矿等
使用复合式干选系统后，过去不采的高灰、高硫煤层开始开采，不仅
延长了矿井的服务年限，还使采面布置合理，提高了矿井的生产效率。
8.3 开始走向世界
复合式干法选煤技术是我国独创的，适合我国国情的新型选煤方
法。经过唐山市神州机械有限公司的研究开发，已发展到十二种规格，
生产能力由10t/h～480t/h，适于大、中、小各种规模煤炭企业煤炭
加工的需要。近几年来国外煤炭企业开始了解中国的新型干法选煤技
术，到唐山市神州机械有限公司考察的国家有十几个，已向美国、俄
罗斯、印尼、菲律宾、朝鲜、蒙古出口设备，已为印度、伊朗、澳大
利亚、越南等国做了干选半工业试验，接待了乌克兰、土耳其等国考
察团访问。中国和的复合式干法选煤技术将为世界动力煤分选加工做
出贡献。
9 复合式干法选煤的经济效益和社会效益
9.1 复合式干法选煤主要经济技术指标比较
到2002年末，全国原煤入洗能力预计达到6亿吨，居世界第一。
形成了大、中、小型并举，炼焦煤与动力煤，跳汰工艺与重介质工艺
及干法选煤工艺相结合的多种类型格局。形成一套适合于中国煤炭特
性和产品要求的选煤方法及工艺流程。
目前，我国洗选厂的设计工艺，建筑用材和管理水平，比国际先
进水平落后，经济技术指标差。但用于动力煤排矸的复合式干法选煤
却有独到之处，以下列出各项指标对比表见表6。
表6 国内外选煤经济技术指标与复合式干法选煤对比表 序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 经济技术指标 入选能力 单位 平 国内选煤平均水平 复合式干法选煤年 建筑结构 装配式 钢筋混凝土 不建厂房 建设工期 月2～4 数量效率97 90 90 全员工效 吨/工电耗 元/吨清水消耗 米/吨0.1~0.2 0 加工费 元/吨主厂房 m 40×30×15=1800080×50×30=120000 占地25×21㎡ 吨煤投资9.2 复合式干法选煤应用企业实际投资及经济效益
根据部分应用单位反馈信息及应用证明，将部分规模相同的新建复合
式干法选煤厂（车间）的投资情况及经济效益列于表7，由于建厂条
件、工艺流程、用户要求不同，投资情况差异较大，但投资回收期都
不超过1年。
表7 部分单位应用复合式干法选煤的投资及效益
应用单位 干选机型号数量 总投资吨煤投年经济投资回收
期（月）（台）（万元）资（元/t 效益（万
河南鹤壁煤业集团公司九矿－6A
山西太原东山煤矿有限公司－6A
山西阳泉煤业集团公司五矿－6A
辽宁沈阳煤业集团公司蒲河矿－6A
山东龙口矿务局梁家矿
陕西澄合矿务局王村矿1111211
1
1
[***********][1**********].34.03.01.82.82.04.06.03.33.5FGX －12A FGX －6山西大同煤矿集团公司煤气厂－6黑龙江鸡西矿务局东海矿－12A 内蒙古宁城四龙矿－6A 平均 FGX-6A
9.3 复合式干法选煤的社会效益
9.3.1 排矸效益
复合式干法选煤可将原煤中90%的矸石杂质排除。按目前已运行的500余（台）套干选系统年加工原煤能力150Mt 。若按原煤平均含矸15%，平均运距650km 计算，可节省运力14625Mt.km 。矸石就地在坑口排放可减少城市废渣排放压力。
9.3.2 脱硫效益
复合式干法选煤可将2㎜以上的硫铁矿排除，对于以硫铁矿为主的中、高硫煤，脱硫率可达60%。仅按已投产的高硫原煤复合式干选厂统计，年处理原煤10Mt ，硫分平均降低0.8%，可减少燃煤中SO 2排放量达160kt 。
9.3.3 节水效益
一般水洗选煤方法吨煤耗水0.2m 3, 按目前年干选量150Mt 计，年可节省水资源30Mm 3。在湿法洗选中，如果煤泥水处理不完善，流出厂外会造成严重的环境污染。
9.3.4 节能效益
复合式干法选煤吨煤耗电2.4kw ·h，一般选煤厂吨煤耗电
3.3~7.6kw·h , 若按平均吨煤耗电5kw·h 计算，干选吨煤节电2.6KW ·h ，则年可节约电力3.9×108kw·h（按目前干选年加工原煤能力150Mt 计）。
9.3.5电厂效益
干选后商品煤可以提高燃煤锅炉的热效率。在同等负荷下，发电煤耗可下降5~10g/kw·h；选后煤还能使锅炉稳定燃烧；排出煤中的矸石、硫铁矿后，煤的可磨性提高，可减少磨煤机电耗及设备磨损；排除硫铁矿后，降低了原煤硫分，可减少硫酸蒸气对锅炉低温受热面的严重腐蚀；燃用干选加工煤还可避免水洗动力煤水分高造成发热量降低的问题。
由此可见，广泛推广应用复合干法选煤具有很大的社会效益。 10 结论
10.1 FGX型系列复合式干法选煤系统在分选方面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选煤方法。用于处理80~0mm粒度级原煤，不完善度I ＝0.11，数量效率＞90%。
10.2 FGX型系列复合式干法选煤系统具有不用水、投资少、工艺简
单、生产成本低、耗能低、对环境污染少、占地面积小、建设周期短、设备运转可靠等一系列优点。全面符合国家节水、节能、资源综合利用、洁净煤等方针政策。
10.3 FGX型系列复合式干法选煤系统已在国内外成功应用500余（台）套，生产能力达到1.5亿吨/年，取得了重大的经济效益和社会效益。 10.4 复合式干法选煤系统在大批量推广应用过程中仍需不断改进，不断完善，并向深度和广度发展。继续向大型化、自动化、多用途化方向发展，以满足国内外用户的不同需求。
本文摘自《中国煤炭》2003年8月
第29卷增刊