質(zhì)選煤是在密度介于凈煤和矸石(或中煤)的重介質(zhì)懸浮液中按照阿基米得原理進(jìn)行分選的方法。其基本的分選原理似乎比其他重力選方法簡(jiǎn)單明了。然而這需要在一種人工制備的具有一定特性的介質(zhì)中分選，因此，除了分選設(shè)備的設(shè)計(jì)以外，介質(zhì)的制備和回收復(fù)用以及介質(zhì)性質(zhì)的穩(wěn)定性是生產(chǎn)過程的關(guān)鍵。圖1-1是重介質(zhì)選煤系統(tǒng)的示意圖。首先要配制好具有要求密度的重介質(zhì)，然后將準(zhǔn)備好的入料以一定的速率與重介質(zhì)一起或分別給入分選機(jī)，按(接近介質(zhì)的)密度分選出輕產(chǎn)物和重產(chǎn)物，用在篩上噴水洗滌的方法從產(chǎn)品中脫除和回收帶出的介質(zhì)，常用磁選機(jī)回收并送回介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)復(fù)用。在介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中配備有重介質(zhì)特性測(cè)控系統(tǒng)。它能夠以不同的方式保持循環(huán)重介質(zhì)特性的相對(duì)穩(wěn)定。隨著少量的介質(zhì)被產(chǎn)品和磁選尾礦帶走，制備好的新介質(zhì)根據(jù)介質(zhì)測(cè)控系統(tǒng)的信號(hào)人工或自動(dòng)添加進(jìn)系統(tǒng)，以保持?jǐn)?shù)量平衡。

　　深入了解該分選過程的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)，對(duì)于進(jìn)行工藝研究、生產(chǎn)操作和管理都是重要的。

　　選煤所用的重介質(zhì)通常是由微細(xì)的高密度固體與水混合而成的非均相的重懸浮液。與真溶液不同，重懸浮液是由固液兩相共同組成的復(fù)雜系統(tǒng)。因此，在分選過程中，煤粒在其中運(yùn)動(dòng)時(shí)，既受到分散介質(zhì)(如水)的阻力，還受到分散相(如磁鐵礦粉)顆粒的阻力。然而，實(shí)驗(yàn)證明，與在真溶液中相似，對(duì)于粒度粗并且與重介質(zhì)密度差別大的顆粒，在懸浮液中運(yùn)動(dòng)(上浮或下沉)的阻力主要是慣性阻力；而粒度小以及密度與重介質(zhì)密度差別小的顆粒，在懸浮液中運(yùn)動(dòng)速度小，其運(yùn)動(dòng)阻力主要是粘性阻力。但是實(shí)驗(yàn)同時(shí)還表明。當(dāng)煤粒粒度與加重劑粒度接近時(shí)，懸浮液中的加重劑顆粒對(duì)分選煤粒的機(jī)械作用變得很明顯，這對(duì)細(xì)顆粒的運(yùn)動(dòng)(分選作用)有著重要的影響。

　　為說明重介質(zhì)選煤過程的實(shí)質(zhì)，目前普遍被接受的、也比較符合實(shí)際的理論認(rèn)為，當(dāng)煤粒的粒度為加重質(zhì)粒度的數(shù)十倍以上時(shí)，懸浮液可以看成是密度為兩相平均密度的均相的液體，對(duì)在其中運(yùn)動(dòng)的煤粒的阻力和真溶液一樣；但當(dāng)兩者的粒度接近時(shí)，則煤粒的運(yùn)動(dòng)應(yīng)被看做是在干擾沉降條件下的運(yùn)動(dòng)。因此，在離心力場(chǎng)中，能被分選的煤粒直徑將會(huì)受到干擾沉降等沉比的限制。一般認(rèn)為，能被有效分選的粒度下限只能達(dá)到大約為加重質(zhì)最大粒度的5倍以上。

　　以上的理論在一般的情況下只適用于固液兩相懸浮液中分散固相的體積濃度不超過30％的條件。如果超過這個(gè)極限，即便是對(duì)較粗的塊煤，懸浮液也不能看做是均勻的液體(關(guān)于重介質(zhì)懸浮液的性質(zhì)參閱第三章)。例如我們有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)在高密度(如1800kg／ m3)分選的重力分選機(jī)中，在重介質(zhì)表面會(huì)有較粗的矸石漂浮不下沉的現(xiàn)象。因?yàn)樵谑褂么判晕锖坎粔蚋叩拇盆F礦粉配制高濃度的重介質(zhì)時(shí)，固體的體積濃度可能會(huì)超過30％，加上系統(tǒng)中積存較多的煤泥，懸浮液的性質(zhì)就有別于均勻液體了。

　　此外，一般選煤用的重介質(zhì)屬于不穩(wěn)定的固液兩相粗分散體系，靜止時(shí)會(huì)發(fā)生沉降分層。為保持重介質(zhì)懸浮液濃度(密度)的相對(duì)穩(wěn)定，使分選能夠正常進(jìn)行，分選機(jī)內(nèi)需要有一定的擾動(dòng)，或是機(jī)械的(如輕產(chǎn)物或重產(chǎn)物的排放裝置)，或循環(huán)介質(zhì)流(上升流或水平流)。都可達(dá)到此目的。但是所有這些擾動(dòng)對(duì)各種密度和粒度的顆粒都會(huì)產(chǎn)生不同的影響，尤其是對(duì)細(xì)粒的密度接近重介質(zhì)懸浮液的顆粒。采用磨得較細(xì)的磁鐵礦粉或允許在重介質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)存在適量的煤泥，會(huì)有助于重介質(zhì)懸浮液的相對(duì)穩(wěn)定，并能減輕擾動(dòng)的影響。