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，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)測控系統(tǒng)的信號人工或自動添加進系統(tǒng)，以保持數(shù)量平衡。

　　深入了解該分選過程的實質(zhì)和特點，對于進行工藝研究、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，煤粒在其中運動時，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，實驗證明，與在真溶液中相似，對于粒度粗并且與重介質(zhì)密度差別大的顆粒，在懸浮液中運動(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，在懸浮液中運動速度小，其運動阻力主要是粘性阻力。但是實驗同時還表明。當(dāng)煤粒粒度與加重劑粒度接近時，懸浮液中的加重劑顆粒對分選煤粒的機械作用變得很明顯，這對細顆粒的運動(分選作用)有著重要的影響。

　　為說明重介質(zhì)選煤過程的實質(zhì)，目前普遍被接受的、也比較符合實際的理論認為，當(dāng)煤粒的粒度為加重質(zhì)粒度的數(shù)十倍以上時，懸浮液可以看成是密度為兩相平均密度的均相的液體，對在其中運動的煤粒的阻力和真溶液一樣；但當(dāng)兩者的粒度接近時，則煤粒的運動應(yīng)被看做是在干擾沉降條件下的運動。因此，在離心力場中，能被分選的煤粒直徑將會受到干擾沉降等沉比的限制。一般認為，能被有效分選的粒度下限只能達到大約為加重質(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。如果超過這個極限，即便是對較粗的塊煤，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)。例如我們有時會發(fā)現(xiàn)在高密度(如1800kg／ m3)分選的重力分選機中，在重介質(zhì)表面會有較粗的矸石漂浮不下沉的現(xiàn)象。因為在使用磁性物含量不夠高的磁鐵礦粉配制高濃度的重介質(zhì)時，固體的體積濃度可能會超過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，靜止時會發(fā)生沉降分層。為保持重介質(zhì)懸浮液濃度(密度)的相對穩(wěn)定，使分選能夠正常進行，分選機內(nèi)需要有一定的擾動，或是機械的(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)。都可達到此目的。但是所有這些擾動對各種密度和粒度的顆粒都會產(chǎn)生不同的影響，尤其是對細粒的密度接近重介質(zhì)懸浮液的顆粒。采用磨得較細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，會有助于重介質(zhì)懸浮液的相對穩(wěn)定，并能減輕擾動的影響。