1、煤炭行业基础知识煤炭行业基础知识一、基础知识煤是古代植物遗体的堆积层埋在地下后，经过长时期的地质作用而形成的。据研究，几乎所有的植物遗体，只要具备了成煤的条件，都可以转化成煤。不过，低等植物遗体所形成的煤，分布X围小，厚度薄，很少被人利用。那些分布广、规模大、利用广泛的煤，都是高等植物的遗体（主要是古代的蕨类、松柏类以与一些被子植物的遗体）形成的。在地球的历史上，最有利于成煤的地质年代主要是晚古生代的石炭纪、二叠纪，中生代的侏罗纪以与新生代的第三纪。这是因为，在这几个时期内，地球上的气候非常温暖潮湿，地球表面到处长满了高大的绿色植物，尤其在湖沼、盆地等低洼地带和有水的环境里，封印木、鳞木等古代
2、蕨类植物生长得特别茂盛。当时，高大的树木倒下以后，就会被水淹没了，这就造成了倒木和氧隔绝的情况。在缺氧的环境里，植物体不会很快地分解、腐烂。随着倒木数量的不断增加，最终形成了植物遗体的堆积层。这些古代植物遗体的堆积层在微生物的作用下，不断地被分解，又不断地化合，渐渐形成了泥炭层，这是煤的形成的第一步。由于地壳的运动，泥炭层下沉了。泥炭层被泥沙、岩石等沉积物覆盖起来。这时，泥炭层一方面受到上面的泥沙、岩石等的沉重压力，另一方面，也是更重要的方面，泥炭层又受到地热的作用。在这样的条件下，泥炭层开始进一步发生变化：先是脱水，被压紧，从而比重加大，而且石炭的含量逐渐增加，氧的含量逐渐减少，腐殖酸的含量
3、逐渐降低。完成这几个过程以后，泥炭就变成了褐煤。褐煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用，就会引起内部分子结构、物理性质和化学性质的进一步变化，褐煤就逐渐变成了烟煤，最终变成无烟煤。依据物理和化学性质的不同，烟煤被划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤，12个种类。从煤炭的变质程度上，烟煤又可以分为低变质烟煤、中变质烟煤、高变质烟煤。所有煤中按变质程度分析，最低级的煤是褐煤，其特征是高水分，高氧含量（约1530），并含有一些腐植酸。主要用于发电和气化。褐煤主要分布在我国的东北和西南，其中XX东部地区占77.55%，XX占11.8
4、8%。长焰煤、不粘煤和弱粘煤属于低变质烟煤，是煤化程度稍高于褐煤，主要作为动力煤，个别长焰煤焦油产率高，可作为液化用煤。低变质烟煤的最大特点是灰分低、硫分低、可选性好，精煤回收率高。从总体上看，不粘煤和弱粘煤的煤质均优于其他煤种。气煤、气肥煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤和贫瘦煤属于中变质烟煤，主要用途为炼焦或炼焦配煤，但也有相当一部分因灰分或硫分高，可选性差，精煤回收率低，只能作一般动力煤使用。贫煤是变质程度最高的烟煤，其化学性质已接近无烟煤，燃点高，燃烧火焰短，发热量高。按变质程度详细分类如下：无烟煤(WY)无烟煤挥发分产率低，固定碳含量高，密度大（密度最高可达1.90g/cm3），硬度大
5、，燃点高，燃烧时不冒烟。对这类煤又分为：01号无烟煤为年老无烟煤；02号无烟煤为典型无烟煤；03号无烟煤为年轻无烟煤。如、XX、XX分别为01、02、03号无烟煤。无烟煤主要是民用和制造合成氨的造气原料，而且还可以制造各种炭素材料，某些优质无烟煤制成的航空用型煤还可以用于飞机发动机和车辆马达的保温。目前我国攻克无烟煤炼焦技术难关，无烟煤也可以用于配煤炼焦。贫煤(PM)贫煤是煤化度最高的一种烟煤，不粘结或微具粘结性。在层状炼焦炉中不结焦。燃烧时火焰短，耐烧，主要适用于发电燃料，也可用作民用和工业锅炉的掺烧煤。XXXX矿区有典型的贫煤。贫瘦煤(PS)贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。结
6、焦较典型瘦煤差，单独炼焦时，生成的焦粉较多。配煤炼焦时，配入一定比例的贫瘦煤也能起到瘦煤的瘦化作用，对提高焦炭的块度能起到良好的作用。这类煤也是发电、机车、民用与其他工业炉窑的较好材料。XX省的XX矿区就有典型的贫瘦煤。瘦煤(SM)瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。在炼焦时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭，但焦炭的耐磨性较差；作为炼焦配煤使用时效果较好。高灰、高硫的瘦煤一般只作为电厂与锅炉燃料。峰峰四矿产典型的瘦煤。焦煤(JM)焦煤是中等与低挥发分的中等粘结性与强粘结性的一种烟煤。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎
7、强度高的焦炭，其耐磨性也好。但单独炼焦时，产生的膨胀压力大，使推焦困难。作为炼焦配煤使用，效果较好。峰峰五矿、XX石台矿与西山的西曲等矿井拥有典型的焦煤资源。肥煤(FM)肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭，其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。缺点是单独炼出的焦炭，横裂纹较多，焦根部分常有蜂焦。我国开滦、枣庄是产肥煤的主要矿区。1/3焦煤(1/3JM)1/3焦煤是新煤种，它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤，又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。焦炭的抗碎强度接近肥煤生成的焦炭，焦炭的耐磨
8、强度又明显高于气肥煤和气煤生成的焦炭。气肥煤(QF)气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类，有的称为液肥煤。炼焦性能介于肥煤和气煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。气肥煤最适合于高温干馏制造煤气，也可用于炼焦配煤，以增加化学产品产率。XX乐平和XX长广煤田是我国气肥煤典型矿区。气煤(QM)气煤是一种煤化度较浅的炼焦用煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤，能够单独炼焦。但焦炭多呈细长条而易碎，有较多的纵裂纹，因而焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较其他炼焦煤差。在配煤炼焦是加入气煤，可增加煤气和化学产品的回收率。1/2中粘煤(1/2ZN)1/2中粘煤
9、是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭，可作为炼焦配煤的原料。粘结性较差的一部分煤在单独炼焦是，形成的焦炭强度差，粉焦率高。所以它主要用于气化用煤球和动力用煤，在配煤炼焦中也可适量配入。我国目前尚未发现单独生产1/2中粘煤的矿井。弱粘煤(RN)弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时，产生较少的胶质体。单独炼焦时，有的能结成强度很差的小焦块，有的则只有少部分凝结成碎焦屑，粉焦率很高。不粘煤(BN)不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热时，基本上不产生胶质体。煤的水分大，有的还含有一定的次生腐植
10、酸，含氧量较多，有的高达10%以上。不粘煤一般用于气化与动力用煤。我国XXXX矿区以产典型的若粘煤为主。长焰煤(CY)长焰煤是变质程度最低的一种烟煤，从无粘结性到弱粘结性的都有。其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。贮存时易风化碎裂。煤化度较高的年老煤，加热时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭，但强度极差，粉焦率很高。长焰煤一般不用于炼焦，多作为电厂、机车、工业炉窑燃料，也可用于气化用煤。XX省的XX矿区是我国最大的长焰煤矿区。褐煤(HM)褐煤分为透光率Pm30的年轻褐煤和Pm3050的年老褐煤两小类。褐煤的特点为：含水分大，密度较小，无粘结性，并含有不同数量的腐植酸，煤中
11、氧含量高。常达1530%左右。化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重。存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。发热量低，煤灰熔点也低，其灰中含有较多的CaO，而有较少的Al2O3。褐煤多作为发电燃料，也可作气化原料和锅炉燃料。有的褐煤可用来制造磺化煤和活性炭，也有的褐煤可作为提取褐煤蜡的主要原料。另外，年轻褐煤也适用于作腐植酸等有机肥料，用于农田和果园，起到增产作用。下图为我国煤炭资源分布情况：由图中可以看出，我国煤炭资源主要分布在XX、XX、XX、新疆、XX、XX、XX、XX、XX、XX。从地质成煤期分布来看：石炭二叠纪是最早的煤炭资源形成期，我国的石炭二叠纪煤基本上分布在黄河流域
12、。石炭二叠纪煤种X围从长焰煤到无烟煤，在已探明的石炭二叠纪煤储量中，气煤占24%，无烟煤占17%，低变质烟煤占14%，贫煤占13%，焦煤占12%，肥煤占11%，瘦煤占9%。晚二叠纪是我国南方主要的成煤时期，晚二叠纪煤广泛分布于江南各省区，其中绝大部份资源集中于XX和川南滇东北。在已探明的晚二叠纪煤储量中，无烟煤占62%，焦煤占16%，贫煤占11%，瘦煤占8%，肥煤占2%，气煤占1%。我国晚三叠纪煤的探明储量只有40亿吨，其中陕北三叠纪煤田就占了20亿吨，煤种为气煤。另外20亿吨零星散布于全国各地，基本可以忽略不计。我国侏罗纪煤主要集中在XX，XX，XX，XX四省区交界地带和XX北部。在各成煤期
13、中，侏罗纪煤的平均含硫量最低，平均含灰量最低，这是侏罗纪煤的最大优势。侏罗纪的煤种X围从褐煤到无烟煤，在已探明的侏罗纪煤储量中，低变质烟煤占96%，气煤占3%，其他占1%。我国白垩纪煤分布于XX东部和东北三省，其中XX东部的白垩纪煤几乎全部是褐煤，且多适合露天开采，东北三省的白垩纪煤从长焰煤到无烟煤，XX七台河煤田是唯一的白垩纪无烟煤产地。在已探明的白垩纪煤储量中，褐煤占了81%。第三纪是最后一个成煤期，由于经历的时间最短，所以煤的碳化程度普遍较低。煤种X围从褐煤到气煤，在已探明的第三纪煤储量中，褐煤占90%，长焰煤和气煤占10%。煤主要用作燃料，也是冶金工业和化学工业的原料，按用途可以分为燃
14、料用煤（动力煤）和化工原料用煤，燃料用煤主要用途包括电力、工业锅炉、日常生活、建筑材料生产以与其他生产燃料用煤，目前火力发电仍然占煤炭消耗总量中最大部分，几乎超过一半的煤炭用于火力发电。除了被用来燃烧之外煤还是用于化学工业的重要原料。以煤为原料，经化学加工，包括焦化、电石化学、煤气化等方式，可以使煤转化为气体、液体和固体燃料以与化学品。主要包括煤的气化、液化、干馏，以与焦油加工和电石乙炔化工等。在煤化工可利用的生产技术中，炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是化学工业的重要组成部分，炼焦煤的主要用途是炼焦炭，提取煤焦油、与炼焦煤气等产品。焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成，一般1.3吨左右的焦煤才能
15、炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢，是目前钢铁等行业的主要生产原料，被喻为钢铁工业的“基本食粮”；煤的气化在煤化工中也占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护，煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料；煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品，在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。从近几年的国内煤炭营销数据上分析，耗煤的主要行业是电力、钢铁、建材和化工，而电力行业的煤炭消耗量占全国煤炭消耗量的一半以上，15%的煤炭用于钢铁制造行业，12%的煤炭用于建材加工业，5%的煤炭用于化工产业。随着经济发展，电力和化工用煤比重有增加的趋势
16、。二、煤炭开采煤炭开采主要有露天开采和地下开采两种方式。露天采煤适用于埋藏比较浅的煤炭开采；对埋藏较深的煤炭，主要采用地下采煤方式。其工作方式主要包括掘进、采煤、运输等环节。掘进掘进主要指地下各种巷道的开掘活动。掘进的目的是通过开掘地下的各种巷道，构成采煤工作面后，利用采煤机采出煤炭。巷道掘进工作按开挖手段的不同分为机掘法和钻爆法机掘法是采用掘进机开挖岩石或煤，形成掘进巷道。钻爆法是采用凿眼机凿出炮眼，利用炸药、雷管爆破岩石或煤，而获得需要的作业空间。目前我国大部分巷道的掘进工作主要采用钻爆法施工。巷道掘进工序主要有：1、利用掘进机或钻爆法开挖岩石或煤；2、进入工作面利用扒装机装运破碎的岩石或
17、煤；3、对巷道采用锚杆、金属网或钢带、喷浆、U型钢可缩性支架进行支护；4、在绝好的巷道内接长施工用的管线与轨道等。采煤我国目前广泛应用的采煤工艺主要有：普通机械化采煤和综合机械化采煤。普通机械化采煤是在长臂采煤工作面上利用采煤机采煤、输送机运煤、支柱支护，从而完成采煤过程的工艺。采煤工序主要有：1、利用双滚筒采煤机割煤，同时利用刮板输送机和平巷带式输送机将运至采区煤仓；2、割煤后（循环进度一般为0.8m）推移刮板输送机，挂顶梁、支柱；3、采至最大控顶距后，回撤末排支柱；采空区的处理方法采用全部冒落法，即随着工作面向前推进，有计划地回撤切顶排以外的支架，使直接顶岩层自行垮落，以缩短直接顶悬梁长度
18、和质量，减少直接顶对采场和煤壁的压力，这种顶板管理方法为全部冒落法（全部垮落法）。普通机械化采煤工艺目前均采用高档普采法，其特点是大功率的双滚筒采煤机能够实现双向割煤，同时实现了采煤、装煤和运煤一体化；利用承载能力较强的单体液压支柱支撑顶板，较好的实现了安全采煤。综合机械化采煤是指采煤的全部生产过程，包括落煤、运煤、支护、顶板管理以与顺槽运输全部实现机械化。综合机械化工作面是指用滚筒式采煤机或刨煤机，自移式液压支架、可弯曲刮板输送机以与其他附属设备等进行配套生产的工作面。运输运输是把煤炭与矸石从采掘工作面运输到地面，把材料与设备运送到井下个工作点，把工作人员输送到井上或井下的工作。矿井运输系统
19、一般由输送机、矿车和提升设备构成。煤炭采出以后，运送带式输送机或大容量矿车通过运输大巷将煤炭运至主井煤仓，再通过主井提升系统以带式输送机或箕斗输送至地面煤仓，然后经地面运输系统进入配套选煤厂。三、煤炭加工煤炭加工，即为提高煤质或煤炭利用价值以获得适合不同需要的商品煤或煤制品,应用各种机械、物理、化学等方法对原煤进行的处理工作。主要包括：筛分、选煤、型煤、水煤浆、配煤、煤炭气化、煤炭液化等。（一）筛分筛分是用筛子把煤炭按照粒度大小进行分离的作业过程。煤炭企业通常使用筛分分析的方法来检查筛分和破碎过程所需要的物料粒度组成。煤炭筛分试验方法按国家标准煤炭筛分试验方法进行。煤样可按下列尺寸筛分成不同粒
20、级：100mm、50mm、25mm、13mm、6mm、3mm粒度名称粒度符号粒度尺寸（mm）特大快T100大块D50-100中块Z25-50小块X13-25粒煤L6-13粉煤F6和0.5mm根据煤炭加工利用的需要，可增加（或减少）某一或某些级别，或以生产中实际的筛分级代替其中相近的筛分级。上述煤炭粒度的筛分可在实验室振动筛和手筛上进行。粒度组成是指把物料用一组不同筛孔的筛子筛分，使物料按粒度大小进行分级。筛分所得产物称为粒级，例如经过筛分后所得50-25mm的产品，称为50-25mm粒级。各粒级产物占物料总量的百分比称为粒度组成。每一种粒级均以该产物的最大粒度和最小粒度来表示。当物料沿筛面连续
21、向前运动的过程中，粒度小于筛孔的部分物料，将透过筛孔成为筛下物，而粒度大于筛孔的物料，则留在筛上，最终从筛分机的末端排出而成为筛上物。在筛分机入料中所含粒度大于筛孔的则称为筛上粒级，小于筛孔的粒级称为筛下粒级。煤炭按粒度分级的粒级尺寸如下表所示。（二）选煤选煤是根据煤中各种组分的密度、表面物理化学性质以与其他性质的差异而分选成不同灰分产品的加工过程。选煤的主要任务是清除煤中的无机矿物质，降低煤的灰分和硫分，改善煤质，生产多种产品，使产品各尽其用，提高煤炭的使用价值和经济效益。选煤方法包括重力选煤法、浮选法、电选法等。重力选煤法仍然是最主要的选煤方法。重力选煤法是根据煤的密度和浓度上的差异，在重
22、力选煤设备中具有不同的运动状况，而进行分选的方法。各种煤粒因其性质上的差别，使它们在分选过程中表现出不同的运动速度和运动方向。如密度和粒度的差别大的煤粒，则煤粒的运动速度和运动方向的差别也大，煤粒彼此间分选就越容易、越迅速。虽然煤的形状和硬度也影响分选过程，但对多数重力选煤过程来说，并不是主要的因素，而且目前对它只能作定性的描述。因此，在重力选煤过程中，影响煤可选性难易程度的主要因素是粒度组成和密度组成。煤的密度组成是指煤中不同密度级的物料占物料总量的百分比，它是评定煤的可选性主要依据。密度组成是通过浮沉试验测定的。浮沉试验在一般情况下采用筛分试验所得的窄级别煤样。浮沉试验就是把煤放在不同密度
23、溶液中顺序地进行浮沉，将煤分成不同密度级别，经过几个密度液浮沉分离，就可以得出n+1个密度级物料，并对每一个密度级物料进行化验，这样就可以得出不同密度级数量和质量的关系。一般浮沉试验所用密度液的密度为：1.3、1.4、1.5、1.6和1.8五种，这样，可以把煤分为1.3、1.31.4、1.41.5、1.51.6、1.61.8和1.8六个级别的产物。必要时可增加或减少密度级的数目。1、跳汰选煤跳汰选煤一般以水作为介质，将煤在垂直升降的变速水流中按密度分选的过程。实现跳汰选煤的设备叫做跳汰机。跳汰选煤是目前应用得最广的一种选煤方法。它具有设备简单、出产能力大等优点。被分选的物料在跳汰机的筛板上形成
24、物料层。跳汰机运行时，物料受到两个方向水流的作用，一个是沿筛板垂直方向的交变水流，主要作用是使物料分层，另一个是水平方向的水流，主要作用是推动物料移动和前进。跳汰选煤的基本原理如下（1）在上升水流作用下的分层入选原煤和水（冲水）一齐给入跳汰机，均匀地分布在跳汰室的筛板上，形成一定厚度的床层。当压缩空气进入跳汰机下部，在跳汰室产生上升水流，在上升水流的作用下，物料床层逐渐松散，并随之上升。这时床层中的煤和矸石按照本身的密度和粒度特性彼此作相对运动而进行分离，煤的密度小，上升得快，冲得较高；而矸石的密度大，上升得慢，冲得较低。使得原来压在矸石下面的煤块，就可能越过矸石而上升到上层。（2）在下降水流
25、作用下的分层当压缩空气被排出时，水流下降，在下降水流期间，产生向下吸的力量，各种颗粒亦随之下降，床层逐渐紧密，并继续进行分层。密度较大的矸石最先下沉，最早沉到筛板上；煤的密度小，下降得慢，落到矸石层的上面。下降水流结束后，分层即告终止，完成了第一个跳汰循环。每一个跳汰循环，煤和矸石混合物都受到一次分选作用，经过多次反复后，分层逐渐清晰。最后，低密度的精煤在最上层，而密度大的矸石则在最低层。（3）在水平流作用下的分离在跳汰机中除了由压缩空气驱动的垂直方向动作的上下水流外，在水平方向上也有水流作用，水平水流的作用使密度低的煤冲得远，而矸石则冲得近，这样煤和矸石救彼此分离开来，实现选煤分离作业。2、
26、重介质选煤重介质选煤是将原煤放在密度高于水的重介质中分选的一种重力选矿方法。重介质选矿所用的介质有两类：重液和重悬浮液。重液是各种可溶性的高密度盐类的水溶液，如氯化锌的水溶液或某些高密度的有机液体(如三氯甲烷、四氯化碳等)。重悬浮液是由高密度的矿物细粉(如磁铁矿、黄土等)在水中形成悬浮状态的混合液。重介质选煤是当前最先进的一种重力选煤方法。其主要优点是：(1)可以严格地按密度分选，分选效率高；(2)能有效地分选难选煤和极难选煤；(3)对原煤的适应性强，生产中受给煤量和原煤质量波动的影响较小；(4)入选粒度X围宽，入料上限大，其上限可达5001000mm，因此可代替人工手选，使选煤过程全部机械化
27、；(5)重介质分选设备构造简单，生产操作和工艺过程的调整比较方便等。3、浮选浮选是根据物料表面物理化学性质的差异，使煤和矸石分离的一种选矿方法，它广泛地用于精选煤泥和各种有用矿物。工业生产中较常用的是泡沫浮选，它的特点是有用煤炭选择性地附着在矿浆中的空气泡上，并随之上浮到矿浆表面，达到有用煤炭与矸石的分离。煤泥是指粒度0.5mm煤粉在水洗时形成的泥状物。选煤厂的煤泥来源于两方面，一是来自入选原煤即在开采、运输过程中产生的原生煤泥；二是在选煤过程中，由于各种破碎作用新产生的一些次生煤泥。这两部分煤泥合计约占入料的1530左右。由于各种重力选煤方法的有效分选下限，只能达到0.5mm左右或略小一点，
28、而浮选是目前精选细粒级煤泥的最有效的分选方法。为了扩大煤和矸石表面性质的差异，提高浮选效果，必须向矿浆中添加一定量的浮选药剂，以增强煤粒表面的疏水性，另外，在单纯的煤浆中充气，产生的气泡是极易破裂的，因此，还必须添加一定量的药剂来增加气泡的稳定性和分散度。所以，添加浮选药剂是保证实现浮选过程的重要措施。浮选药剂主要有起泡剂、捕收剂。起泡剂：主要作用发生在气液相界面上，能促进空气在矿浆中有效地分散，获得一定尺寸的稳定气泡，如各种醇类和松节油。捕收剂：主要作用发生在固液相界面上，增强煤粒表面疏水性以促进煤粒向气泡粘附，提高煤粒在气泡上固着强度。如煤油、轻柴油等。4、电选电选的基本原理：电选是根据矿
29、物之间电性的差异利用电选机分离矿物的选矿方法。矿物电性可用介电常数、电阻、比导电度和整流性来描述。一般地讲，凡介电常数较小、电阻较大、比导电度高的矿物都是不易导电的，在电选中常作为非导体矿物产出；与此相反，凡介电常数较大、电阻较小、比导电度低的矿物往往容易导电，在电选中常作为导体矿物产出。矿物电性差异是电选的内因，而要分离它们，还必须创造合适的外部条件。电选机提供适当的电场，加上重力场和离心力场。这样，在电选过程中，电场作用力、重力、离心力以与磨擦力等共同作用在矿粒上，这些力的合力决定矿粒的去向。要实现电选分离必须满足以下条件：非导体矿粒所受的电场作用力矿粒所受重力、离心力等力的合力导体矿粒所
30、受的电场作用力。矿粒所受电场力的大小跟矿粒携带的电量有关。导体矿粒由于其导电性好，在于电极接触过程中易放电，即使其起始获得再多的电荷，最终也只能剩下少量电荷，它所受的电场力是很小的，上面不等式的右边条件是容易满足的。为满足不等式左边的条件，就必须提高非导体矿粒所受的电场作用力。静电场和电晕电场的复合电场可使非导体矿粒带更多的电量。同时，为提高电场强度，采用高电压，这样非导体矿粒受到很大的电场作用力，能够克服重力、离心力等竟争力，实现电选分离。常用的电选设备为鼓筒式电选机。其电选过程和原理为，当高压直流负电通至电晕极和静电极后，由于电晕极直径很小，其附近形成很高的电场强度，于是电晕极向鼓筒方向放出大量高速运动的电子，这些电子撞击空气分子使之电离，正离子飞向负极，负离子飞向鼓筒产生电晕放电。这样，靠近鼓筒一边的空间都带负电荷，静电极则只产生高压静电场而不放电。矿粒由给矿斗经振动槽均匀地给到鼓筒表面上并随之进入电场，开始时导体和非导体矿粒都吸附负电荷，导体矿粒很快把负电荷通过鼓筒传走，同时又受
