煤炭洗選工藝技術(shù)的應(yīng)用及改造分析

楊 飛

(神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司 選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

煤炭是當(dāng)前世界的主要能源。隨著選煤行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)目前已成為世界領(lǐng)先的選煤大國(guó)。由于煤炭在使用過(guò)程中易對(duì)環(huán)境造成污染，許多國(guó)家都在致力于新能源開(kāi)發(fā)和利用的研究工作，但是在短時(shí)間內(nèi)，仍無(wú)法替代煤炭的作用。因此，提高煤炭的利用率、改進(jìn)洗選工藝還是目前研究的重點(diǎn)，尤其是提高煤炭的回收率更是選煤行業(yè)的重要研究方向。

1 煤炭洗選工藝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

先進(jìn)的煤炭洗選工藝技術(shù)不但對(duì)選煤行業(yè)非常重要，同時(shí)也是整個(gè)煤炭行業(yè)必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)我國(guó)煤炭資源綜合利用和可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。我國(guó)的煤炭洗選工藝技術(shù)在不斷的發(fā)展與進(jìn)步中，也取得了豐碩的成績(jī)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的選煤廠數(shù)量及處理能力都位于世界前列。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)生產(chǎn)及經(jīng)過(guò)深加工的煤炭，為各行各業(yè)提供了豐富的能源原料，推動(dòng)了我國(guó)煤炭資源的綜合利用和可持續(xù)發(fā)展；優(yōu)質(zhì)的煤炭能源提高了選煤行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，為我國(guó)煤炭行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供了良好的條件。煤炭洗選工藝技術(shù)的進(jìn)步，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了非常重要的貢獻(xiàn)。同時(shí)為了更好的滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，對(duì)選煤廠的洗選工藝提出了更高的要求。

2 煤炭洗選工藝技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 哈爾烏素煤礦原煤性質(zhì)

煤炭的可選性是依據(jù)其在洗選工藝中原煤的分選密度進(jìn)行分類(lèi)的，當(dāng)原煤的理論分選密度為1.6 g/cm3時(shí)，原煤將極易洗選；當(dāng)原煤的理論分選密度為1.5 g/cm3時(shí)，原煤將易洗選；當(dāng)原煤的理論分選密度為1.4 g/cm3時(shí)，原煤將極難洗選。在洗選工藝方式的確定上，煤炭的各種數(shù)據(jù)分析起到?jīng)Q定性的作用。在煤炭洗選工藝中，重介質(zhì)淺槽分選機(jī)廣泛應(yīng)用，該種工藝具有比較簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理等多項(xiàng)其他工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。

以哈爾烏素露天煤礦選煤廠為例，其原煤主要來(lái)自哈爾烏素露天礦。哈爾烏素露天煤礦可采原煤儲(chǔ)量17.3億t，煤層平均厚度為21.01 m，全礦平均剝采比為6.626 m3/t，設(shè)計(jì)服務(wù)年限79 a。首采區(qū)原煤儲(chǔ)量6.36億t，平均剝采比為4.099 m3/t，服務(wù)年限32 a。該煤礦的原煤煤質(zhì)為中灰、低硫、特低磷、較高揮發(fā)分、中高發(fā)熱量、高灰熔點(diǎn)的長(zhǎng)焰煤，是優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力用煤。配套選煤廠的洗選工藝為：采用脫泥篩脫泥，重介質(zhì)淺槽分選機(jī)分選13～200 mm原煤，產(chǎn)品經(jīng)脫介篩脫介、破碎機(jī)破碎等，煤泥通過(guò)壓濾系統(tǒng)處理。原煤中的末原煤通過(guò)原煤分級(jí)篩分級(jí)后作為產(chǎn)品，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

2.2 哈爾烏素選煤廠洗選工藝流程及設(shè)備

哈爾烏素露天煤礦選煤廠屬于特大型動(dòng)力煤選煤廠，是哈爾烏素露天煤礦的配套項(xiàng)目，于2008年建成投產(chǎn)，最初設(shè)計(jì)生產(chǎn)原煤20 Mt/a，選用重介淺槽洗選系統(tǒng)。2011年進(jìn)行擴(kuò)能改造，新增能力10 Mt/a，已于2012年12月正式投產(chǎn)。全廠設(shè)備按功能分為原煤破碎系統(tǒng)3套、篩分系統(tǒng)6套、洗選系統(tǒng)6套、煤泥水處理系統(tǒng)3套、裝車(chē)系統(tǒng)2套、配套的采制化系統(tǒng)1套以及相配套的供配電系統(tǒng)，共284臺(tái)(套)主要生產(chǎn)設(shè)備。

3 煤炭洗選工藝技術(shù)改造分析

3.1 煤炭洗選工藝方法的選擇

哈爾烏素露天煤礦的原煤含泥量及高嶺土較多，重介旋流器分選工藝和跳汰分選工藝都不適合該煤質(zhì)，為此，選煤廠采用重介淺槽的洗選工藝方式。選煤廠根據(jù)原煤的優(yōu)劣通過(guò)6套系統(tǒng)分別洗選，4套系統(tǒng)洗選劣煤，2套系統(tǒng)洗選優(yōu)煤。

3.2 煤炭洗選工藝的改造

3.2.1 洗選工藝技術(shù)改造

由于哈爾烏素露天煤礦的原煤含煤泥和高嶺土相對(duì)較多，在正常洗選中，原煤中所含的煤泥和高嶺土進(jìn)入脫泥篩中，脫泥篩不能完全處理。在進(jìn)入重介淺槽和脫介篩后，對(duì)脫介篩的脫介能力影響較大，導(dǎo)致商品煤中含介量較高，再加上系統(tǒng)大量分流，分流的合格介質(zhì)中煤泥含量也高，造成磁選機(jī)工作負(fù)荷加大，不能完全處理，導(dǎo)致介質(zhì)損耗加大。

為解決上述問(wèn)題，進(jìn)行了如下工藝改造：在脫泥篩的后段增加兩道噴水，對(duì)原煤充分脫泥，從而使進(jìn)入重介淺槽的煤泥量減少。工藝改造后，采用預(yù)先加大脫泥的方法，減小進(jìn)入重介淺槽和脫介篩中的煤泥量，降低了商品煤中的含介量。當(dāng)合格的介質(zhì)懸浮液進(jìn)入重介淺槽后，煤炭經(jīng)過(guò)分選得到精煤和矸石，經(jīng)固定篩和脫介篩處理后的精煤進(jìn)入破碎機(jī)、離心機(jī)，生產(chǎn)出合格的商品煤。脫介篩合格段的篩下水全部進(jìn)入合格介質(zhì)桶回收使用；合介桶分流出的介質(zhì)和脫介篩稀介段的篩下水進(jìn)入稀介桶，通過(guò)稀介泵進(jìn)入相對(duì)應(yīng)的磁選機(jī)中，進(jìn)行回收使用；磁選機(jī)的精礦進(jìn)入合格介質(zhì)桶，尾礦進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)。煤泥水進(jìn)入旋流器進(jìn)行分級(jí)，底流段進(jìn)入粗煤泥回收用弧形篩處理后，經(jīng)過(guò)煤泥離心機(jī)脫水產(chǎn)出商品煤，旋流器溢流細(xì)煤泥則通過(guò)加壓過(guò)濾機(jī)處理，最終成為商品煤。

洗選工藝技術(shù)改造后，有效地提高了介質(zhì)的回收率，降低了選煤廠噸煤洗選成本。

3.2.2 煤炭洗選工藝設(shè)備改造

在設(shè)備的選型中，考慮選用當(dāng)前最先進(jìn)設(shè)備，同時(shí)也關(guān)注設(shè)備的關(guān)鍵部件是否為最先進(jìn)、最節(jié)能。主要趨向于選煤廠生產(chǎn)規(guī)模和工藝系統(tǒng)相匹配的大型數(shù)字化設(shè)備，在對(duì)大型數(shù)字化設(shè)備充分了解后，在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)的簡(jiǎn)化，使更新后的設(shè)備能充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，并且要求設(shè)備的管理和檢修方便。對(duì)于同一類(lèi)型的設(shè)備和零部件，著重考慮設(shè)備的生產(chǎn)廠家和設(shè)備零部件的通用性和互換性，減少備用設(shè)備和零部件的數(shù)量和種類(lèi)，同時(shí)要方便管理與檢修。因?yàn)檫x煤廠的生產(chǎn)工藝具有連續(xù)作業(yè)的特點(diǎn)，所以在設(shè)備選型過(guò)程中，要從選煤廠的生產(chǎn)工藝總體考慮，進(jìn)行設(shè)備和零部件的選型，使選煤廠安全可靠的運(yùn)行。在煤炭行業(yè)的飛速發(fā)展中，煤炭燃燒所產(chǎn)生的環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，所以在設(shè)備的選型過(guò)程中要注意是否達(dá)到國(guó)家環(huán)保規(guī)定，滿(mǎn)足國(guó)家要求的各項(xiàng)指標(biāo)，以推動(dòng)我國(guó)煤炭資源的綜合利用和可持續(xù)發(fā)展。

3.3 煤炭洗選工藝自動(dòng)化升級(jí)改造

在當(dāng)前自動(dòng)化、數(shù)字化的飛速發(fā)展的背景下，先進(jìn)設(shè)備、儀器和技術(shù)的使用可使選煤廠易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化，并在有效保障生產(chǎn)安全、高效的前提下，達(dá)到減員增效的目的。在煤炭洗選工藝自動(dòng)化升級(jí)改造設(shè)計(jì)中，在設(shè)備可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上，配合先進(jìn)的控制技術(shù)，加強(qiáng)控制軟件的可操作性。

4 結(jié) 語(yǔ)

重介淺槽分選是目前煤炭洗選工藝技術(shù)中最有效的方法。國(guó)家在保證環(huán)保和煤炭企業(yè)效益的前提下，不斷進(jìn)行煤炭開(kāi)采工藝、選煤生產(chǎn)工藝等方面的改進(jìn)與創(chuàng)新，對(duì)于不斷加強(qiáng)煤炭資源的綜合利用和可持續(xù)發(fā)展，具有重要的推動(dòng)意義。