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2017年煤炭在我国的能源消费占比达到60%,依旧处于主导地位。生产利用过程中,原煤的伴生矿物质可能会引起高能耗和环境污染等问题,因此亟需对其进行分选加工,剔除矿物质并提高煤质。然而我国煤炭可采储量2/3处于干旱缺水地区,较难开展湿法选煤应用推广。空气重介质流化床是一种高效的干法选煤技术,可满足煤炭降灰提质的要求,实现对煤炭高效分选。空气重介质流化床是一个十分复杂的气固两相多尺度物料分离系统,不仅要形成密度稳定的流态化床层以分选入料,还需及时排出分选后产品。迄今为止刮板行为对流化床稳定性及分选影响的研究几乎空白,因此系统研究刮板行为对空气重介质流化床稳定性及分选的作用机理十分重要。本文研究不同密度颗粒在流化床内分离的力学基础,阐明刮板行为对床层压降、起始流化气速、床层密度空间分布和膨胀率的影响,明确运动刮板抑制气泡生成的机理;同时,利用实验室连续式空气重介质流化床分选系统开展示踪颗粒的分选研究,阐明刮板速度和气流速度对分选效果的影响。基于探索性实验研究,设计并制造实验室规模的连续式空气重介质流化床分选系统。机械强度计算显示,链条所受张力1700N,刮板强度校核表明其所受最大弯矩远小于许用抗弯强度,满足动态实验研究的需要。对比颗粒在不同刮板状态时垂直方向的受力情况,建立了不同密度煤粒在流化床内运动的加速度方程。为确保入选煤炭在床层中运动时实现分离,提出了刮板高度与颗粒在垂直方向受力及运动速度的关联式。采用Syamlal-O’Brien模型作为曳力方程,归还系数0.9,选用0.2mm粒级磁铁矿粉作为主导粒级,使用欧拉多相流模型进行连续式空气重介质流化床不同气流速度和刮板速度条件下的模拟研究。结果表明刮板间距增加会促进大气泡生成,影响流化床床层稳定性。刮板静态时床层压降较动态刮板条件下高200 Pa,床层密度在2000 kg/m3左右。床层流化稳定后压降的模拟值与实验值误差在3%11%以内。颗粒动力学研究则表明刮板静态时,加重质颗粒在床层纵向呈中心区域上升,两侧下降的运动趋势;增加刮板间距促使颗粒速度波动变大。在流化床两侧,颗粒的横向速度多为0.1m/s以下,以纵向运动为主导。在床层表层,颗粒在横向速度最大高达0.35m/s,且位于0.15m床高以下的颗粒运动方向与0.15m床高以上的颗粒运动方向相反。实验室连续式空气重介质流化床系统的布风效果良好,各测试点的压降曲线重叠。运动刮板推动加重质移动时产生的滑动摩擦力致使不同床高加重质存在垂直方向的速度梯度,床层压降比刮板静止时低。床层的起始流化气速随刮板间距的增加而增加,但刮板速度对其影响较小;床层膨胀率与刮板间距和速度的关系与起始流化气速相反。高速动态分析显示,在较高气流速度和刮板速度条件下,床层内出现较明显的团涌行为,促使在床层竖直方向形成合理的密度梯度。运动刮板抑制气泡生成的机理分析表明,刮板最佳速度与其间距成正比,50 mm刮板间距时的最佳速度为0.354m/s。床层密度稳定性随着刮板速度的增加呈先提高后降低的趋势,在刮板速度超过0.354 m/s有恶化的趋势。利用实验室空气重介质流化床开展全因素（刮板速度和气流速度）的示踪颗粒分选实验,分别建立了分选可能偏差E值以及处理量同刮板速度的关系模型;分选可能偏差E值均随刮板速度和气流速度的增加呈先降低后升高的趋势,在气流速度14 cm/s、刮板间距50 mm和速度0.3 m/s时流化床对示踪煤炭分选效果最佳,E值为0.055g/cm-3,与运动刮板抑制气泡生成机理及空气重介质流化床流化特性研究中确定的最佳刮板速度相吻合。