煤炭资源是当今世界的主体能源,是全球经济发展和社会进步的重要推动力。煤炭分选加工是实现煤炭资源高效利用和可持续发展的基础保障,而流态化干法分选技术则是煤炭分选加工领域的重要组成部分,为干旱缺水、严寒冰冻地区的煤炭加工利用提供了有效途径。目前,流态化干法分选的基础理论研究尚有不足之处,尤其是气固分选流化床的流化特性与煤炭分选行为之间作用机理尚不清晰,以及缺乏高效可靠的流态化干法分选调控机制,不利于流态化干法选煤工业化大型化生产的推广应用。针对上述问题,本文开展了气固分选流化床流化特性和干法选煤应用的基础研究。通过分析气固分选流化床的临界流化行为,结合床层压力的影响作用,提出了适用于流态化干法分选的临界流化状态方程,建立了相应的临界流化气速计算关联式。同时,探索了Geldart B类颗粒的气固流化特性,提出了Geldart B类颗粒两相理论修正参数的关联式,揭示了气固分选流化床的气流分配规律,修正了流态化两相理论,为流态化干法分选的理论计算提供了依据。根据气固鼓泡流化特性,结合修正流态化两相理论,构建了气固分选流态化的床层密度分布模型,揭示了床层均匀稳定性的扰动因子作用机制,阐释了分选流化床底部区域的床层密度相对偏低现象,并提出采用二元颗粒改善床层密度分布,强化床层密度的均匀稳定性,以实现煤炭的流态化高效干法分选。基于气固分选流化床内入选物料的受力分析,结合床层密度关联式,建立了流化床分选密度计算模型,阐述了流态化分选过程的影响因子和扰动机制,揭示了床层流化特性与煤炭分选行为之间的作用机理,确立了流态化干法分选粒度下限的边界条件及界定方法,为高效可靠的流态化干法分选调控提供了有效途径。采用半工业流态化干法分选系统对山西潞安矿、内蒙李家壕矿、陕西禾草沟矿和江苏夹河矿原煤进行分选试验。基于上述流态化干法分选调控机制,针对不同性质原煤优化分选环境,分选结果表明:-50+25 mm、-25+13 mm和-13+6mm粒级原煤的分选精度分别约为0.03 g/cm~3、0.07 g/cm~3和0.10 g/cm~3,其分选密度随煤炭粒度减小而有所升高,实际分选密度与预测分选密度相接近,其Pearson’s相关系数为0.95。此外,汇总相关文献中流态化干法分选结果校验本文所提出的分选密度计算模型,结果显示模型预测和试验测定结果较为吻合,其Pearson’s相关系数为0.98。综合而言,本文所提出的流态化干法分选密度计算模型具有较高的准确性和可靠性以及广泛适用性。