風選工藝在高山煤礦應用的可行性研究

姚曉蘭

（貴州能發高山礦業有限公司，貴州 黔西 551500）

1 企業概況

高山煤礦屬于貴州省“西電東送”重點項目，永貴能源開發有限責任公司控股60%，貴州能發電力燃料開發有限公司持股40%，2013年7月正式投產，礦井設計年生產能力60萬t，設計可采煤層為4、9號煤層，均為無煙煤。由于煤質差，為提高效益，該礦采用復合式風選工藝進行提質，如圖1所示。

復合式干法選煤作為動力煤排矸的有效風選技術，突破了傳統風力選煤的模式。一方面，既符合國家保護環境政策要求，又適合煤炭行業現狀；另一方面，不僅解決了易泥化煤的分選問題，而且分選物料粒度范圍寬，可以分選出灰分由低到高的多種產品。

2 復合干法選煤的工作原理

干法選煤技術是我國獨創的一種新型選煤方法，入選物料由給料機送到分選床的給料口，在床面上形成具有一定厚度的床層，最下層的物料直接與振動的床面接觸。

2.1 翻轉剝離分選原理

利用床面振動和風力作用使不同密度的煤、矸石、硫鐵礦在床面上松散分層，通過物料在床面作螺旋翻轉運動，層層剝離表層低密度物料。

圖1 復合式風選工藝設備流程圖

2.2 自生介質的分選原理

利用原煤中含有的細粒煤形成懸浮介質層提高分選精度，即密度小的煤懸浮于介質層中，由排料邊排出，密度大的矸石則下沉到床面被運往矸石端。

2.3 離析作用和風力作用的綜合作用

在振動力和風力綜合作用下，物料按密度分層，即煤在上層，矸石在下層。

2.4 高密度礦粒浮力效應

床層底部高密度礦粒（矸石）相互擠壓碰撞產生浮力將低密度煤不斷擠出矸石層，從而使矸石產品得到凈化。

2.5 床面上格條分選

床面上平行格條形成多個平行槽體，使礦粒受到多次分選，其分選原理類似濕法搖床選煤。

五種分選原理都可選煤，單獨使用哪一種都選不好，綜合為一體則達到風力選煤技術領先的水平。

3 產品市場需求定位

高山煤礦目前主要供應轄區煤化工用煤。煤化工氣化原料煤質量指標要求發熱量Qnet,ar≥5600cal/g、全水分Mt≤9.0%、St≤2.5%；燃料煤要求發熱量Qnet,ar≥4500cal/g、全水分Mt≤9.0%，St≤3.0%。該礦4#煤正常回采期間，末煤發熱量3700～4500cal/g，末煤硫分5.0%以上。9#煤工作面末煤在不過地質構造情況下可滿足化工原料使用要求。因此，預計通過選煤加工后9#煤全部作為煤化工原料煤銷售，4#煤作為化工動力煤銷售，提高產品綜合收益。

4 末煤風選試驗情況

以該礦主采煤層4#、9#煤末煤分別進行的風選試驗為例，煤樣為該礦篩分后的0～13mm末原煤約4.0t，試驗結果如表1、表2所示。

4.1 4#末煤試驗結果

表1 13～0mm 原煤直接干選結果

表2 13～0mm入選干選產品平衡表

（1）13～0mm煤樣干選后，可得到62.71%的總精煤產品，相對原煤總精煤熱值提高681kcal/kg，可直接作為化工動力煤使用。

（2）對總精煤進行6mm分級脫粉，可得到更高質量的＞6mm末精煤但產率低，可作為化工原料煤配煤使用。

（3）中煤量偏大，發熱量不足4000cal/g，可與精煤參配后作為化工動力煤使用。

4.2 9#末煤試驗結果

（1）13～0mm煤樣干選后，可得到50.38%的總精煤產品，相對原煤總精煤熱值提高736kcal/kg，脫硫率達到70.44%，精煤提質效果顯著。

（2）將中煤和精煤混合后產率88.11%，發熱量5453cal/g，基本滿足化工要求。考慮實際生產過程中，過構造期間末煤發熱量平均5200cal/g，屆時中煤和精煤產品混合后可滿足化工要求。

表3 13～0mm 原煤直接干選結果

5 選煤效益測算

通過選煤加工后，預計4#煤綜合售價提高58.5元/t，9#煤綜合售價提高122.9元/t，按照2019年37萬t原煤產量（其中28%的原煤需經洗選后方可滿足化工原料煤要求）、4#煤及掘進煤3萬t的產量計劃，扣除洗選成本后可創效1359.9萬元，預計5個月可回收投入成本。

6 結語

結合實際試驗結論、產品定位需求、選煤效益測算，可以確定高山煤礦適合建設風選項目。該礦末原煤經風選后會形成三個產品：風選精煤、風選中煤、矸石。風選精煤可直接作為動力煤或化工原料煤銷售，風選中煤可進行返選或直接作為動力煤銷售，根據精煤質量情況可與精煤參配作為化工原料煤銷售。選用該選煤工藝技術，能夠較好地滿足用戶需求，有利于提高礦井噸煤售價，創收可觀經濟效益，達到預期目的。