淺談中國選煤技術現狀

康凱+高志鵬+孟如奔

【摘 要】 本文簡要介紹了我國選煤現狀，對主要選煤技術：跳汰、重介、浮選技術特點及設備進行了評述，并對常規煉焦和動力選煤工藝進行了簡單介紹，最后分析了選煤技術的發展趨勢。

【關鍵詞】 選煤技術 工藝 發展趨勢

我國煤炭資源豐富，保守資源量10202億噸，根據煤炭資源預測與評價，中國的煤炭資源為5.6萬億噸，位居世界第一。其中，焦煤和非焦煤儲量分別為2690億噸和7329億噸，占總探明儲量的26.85%和73.15%。煤炭是中國的主要能源，也是中國發展有機化工的最豐富、最可靠的資源。據有關資料統計[1-2]，我國在“十一五”期間，煤炭的生產和消費量增加到25億噸，到2020年的時候可能達到30億噸。雖然近年來煤炭資源在能源消費結構中的比例由1996年的74.6%下降到2010年的62%，但是預計到2050年這一比例年將保持在50%的水平，也就是說在未來幾十年，煤炭仍是我國的主要能源之一。隨著近年來煤炭潔凈利用的加速發展，中國的選煤技術及選煤廠的設計和建設已經達到了國際先進水平。

1 我國主要選煤現狀

大部分國家對煤炭洗選非常重視，尤其是發達國家。現在世界原煤平均入選比例在50%左右，一些國家甚至超過80%，德國甚至達到95%以上。隨著煤炭加工利用的重視以及煤炭入洗率的提高，有力的推動了選煤技術的發展。目前，我國原煤入選比例約50%，在主要產煤國家中是較低的，并且動力煤的入選比例只有30%左右。“十二五”規劃要求原煤入選比例提高到60%，到2020年提高到70%，今后重點是提高動力煤入選比例。

2 主要選煤技術

2.1 跳汰選煤

跳汰選煤是主要的煤炭分選工藝，它的優點在于工藝流程簡單、設備操作維修方便、處理能力大且有足夠的分選精確度；另外，跳汰選煤入料粒度范圍寬，能處理15mm～150mm粒級原料煤。跳汰選煤的適應性較強，主要應用于洗選中等難選到易選的煤種。是否采用跳汰方法選煤關鍵看原煤的可選性，原則上中等可選、易選的和極易選原煤都應采用跳汰選煤方法。難選煤是用跳汰選還是用重介選，應通過技術經濟比較來確定，對極難選煤，應采用重介選煤方法，以求得高質量和高效益。

選煤常用的跳汰機有定篩式跳汰機和動篩跳汰機，其工作原理與結構各不相同。動篩跳汰做為選煤廠的預排矸和取代人工手選作用獲得了選煤界的廣泛認可，近年來得到了迅速的推廣。跳汰技術的發展是朝著設備大型化、降低制造和運行成本、更加精確地實現分選、提高單機及系統的自動化程度等方向進行。

2.2 重介選煤

重介選煤是一種高效率的重力選煤方法，具有可高效率地分選難選煤和極難選煤、分選密度調節范圍寬、適應性強、分選粒度范圍寬、處理能力大、實現自動控制等特點。

重介質選煤用的設備主要有重介質分選機和重介質旋流器，上世紀我國使用的塊煤重介質分選機多為斜輪、立輪分選機。90年代初，我國首次從美國引進了重介質刮板分選機，由于該設備具有易操作、易維護、低投資和高效率等特點，在我國很快得到認可。目前，我國新建選煤廠塊煤分選工藝多采用重介淺槽和動篩跳汰機。和動篩跳汰機相比，重介淺槽分選機在價格和分選精度上有優勢，且具有分選精度高，塊煤破碎率低，矸石帶煤量少的優勢。

重介質旋流器方面，國外由于原煤煤質好，只需排矸即可得到合格的低灰精煤產品，因此，有壓給料兩產品重介質旋流器是國外研究開發的重點[3]。三產品重介質旋流器在前蘇聯研制成功，但在中國得到發展。中國三產品重介質旋流器的研制和應用居世界前列，特別是大直徑無壓給料三產品旋流器。

2.3 浮選選煤

浮選工藝是利用礦物表面的物理化學性質的差別分選礦物顆粒的作業過程，是一種應用非常廣泛的選煤方法。在各類浮選設備中，機械攪拌式浮選機占主導地位，占據浮選設備市場份額的75%，其次為浮選柱占15%，其他類型浮選機占10%。

在金屬礦浮選領域，浮選機最大容積達到200m3，目前已發展到300m3，主要廠家有芬蘭Outkump、美國Wemco浮選機等。在選煤領域，國外煉焦煤選煤廠分選≤0.5mm煤泥的主要方法是浮選，主導機型為機械攪拌式，單槽容積最大達100m3。由于國外入浮煤泥的可浮性好，因此，多采用淺槽型，單位處理能力大、功耗低。目前國內用于選煤的浮選機最大容積只有45m3，最常用的是24m3。

3 我國常規選煤工藝

3.1 常規煉焦選煤廠選煤工藝

煉焦煤選煤廠的主要加工方法，目前仍以跳汰選、重介選為主。分選工藝系統主要有兩種：一種是分級入選，即原煤經分級和脫泥，≥13mm粒級塊煤重介質分選機分選；13～0.5mm粒級末煤重介質旋流器分選；≤0.5mm粒級煤泥浮選機分選。另一種是原煤經破碎到-50mm以下，并脫除0.5mm級細粒級煤泥；50～0.5mm粒級重介質旋流器分選；≤0.5mm粒級煤泥浮選機分選。前者多用于大型選煤廠，后者多用于中小型選煤廠。

3.2 常規動力選煤廠選煤工藝

動力煤入洗流程一般都是分級入洗，≥13mm的塊煤用重介淺槽分選機分選，13～3mm的末煤用重介質旋流器分選，3～0.5mm粗煤泥用TBS或螺旋分選機分選，-0.25mm細煤泥直接用壓濾機回收。還有一種流程是將≥25mm的塊煤進行動篩排矸，25～3mm的末煤用重介質旋流器分選，粗煤泥與細煤泥選別方法與前面相同。根據用戶要求，有的洗煤廠-13mm的末煤不洗就直接作為末原煤。

4 我國選煤技術發展的趨勢

4.1 原煤入洗比例將會進一步提高

我國煤炭工業“十二五”發展規劃中指出，要大力發展潔凈煤技術，促進資源高效清潔利用。目前，我國原煤入選比例約50%，在主要產煤國家中是較低的，并且動力煤的入選比例只有30%左右。“十二五”規劃要求原煤入選比例提高到60%，到2020年提高到70%，因此煤炭洗選加工量將繼續增加，今后重點是提高動力煤入選比例。

4.2 重選比例逐漸增大

選煤方法的大致走向是：重介選將占主要地位，跳汰選仍是易選煤的首選[4]，浮選粒度上限將會降低至0.2mm左右，其余的選煤技術可以在特定的時候使用。自動化生產技術的提高讓現代選煤操作更加簡單易操作，同時還能減少煤炭的消耗，節省資源。重介選煤方法已經變得更加容易操作，不再像以前那樣難以控制。

4.3 對國產選煤設備的完善提出更高要求

隨著選煤廠規模的大型化，選煤設備的大型化也是一個主要發展趨勢，大型設備的使用有利于選煤生產的系統簡單化，以及降低人員投入，加大生產效率。另一方面，雖然近幾年我國國產設備在選煤廠建設中也占有一定市場，然而，例如重介淺槽分選機、香蕉篩等很多關鍵設備市場仍然由國外進口設備占領，國產設備工作的穩定性、使用壽命等方面和國外設備仍然有很大差距，同時關鍵設備的核心技術大多數都停留在引進和仿制階段，缺乏自主創新和自主知識產權。因此選煤技術的發展也必將對選煤設備高效性、穩定性、大型化等方面提出更高的要求。

5 結語

根據我國能源資源條件，技術和經濟發展水平以及世界能源形勢，在未來的數十年內，以煤為主的能源結構不會改變，而且煤炭在未來能源中的地位將更加重要。能否高效、潔凈的開發和利用煤炭資源，已成為解決能源持續的戰略課題。通過提高煤炭的入洗量，提高產品煤質量，減少燃煤造成的大氣污染，走以環保、節能為一體的可持續發展道路，已成為國家的一項基本政策。

參考文獻：

[1]謝廣元，張明旭，邊炳鑫，樊民強.等.選礦學[M].中國礦業大學出版社，2005.

[2]武樂鵬，楊立忠，解國輝.選煤技術的發展[J].科技情報開發與經濟，2009（14）：121-122.

[3]劉文欣.中國選煤工業現狀和未來的發展趨勢[J].煤炭工程，2010（11）：16-18.endprint