煤礦煤炭洗選加工方法分析

＊吳興明 趙小飛

（1.蘭州國信環境能源科技有限責任公司 甘肅 730000 2.高臺中能新能源開發有限公司 甘肅 734300）

1.煤炭洗選加工方法概述

煤炭洗選加工主要包括煤炭洗選、配煤、水煤漿和型煤等，是提升煤炭資源清潔性的有效手段[1]。煤炭資源作為工業領域不可或缺的關鍵能源，是工業領域探尋清潔化發展之路的主要研究對象。對煤炭采取洗選加工，可以在煤礦開采環節，對煤炭進行洗選處理，為煤炭的清潔使用做好準備，同時為后續生產高質量煤炭產品奠定基礎，持續推進煤炭清潔高效利用。

煤炭洗選加工主要指采用物理、化學或機械手段加工、清除煤炭在生成、開采、運輸過程中混入的雜質，如灰分、礦石、木片、鐵器等，改變煤炭的形狀、顆粒度，提高煤炭質量。煤炭洗選加工方法具有節省運費、減少環境污染的優勢。最常用的煤炭洗選加工方法有篩分、洗選、成型、煤水混合或煤油混合。

2.煤礦煤炭洗選加工的影響因素

（1）煤炭質量。影響煤炭質量的因素為水分、灰分、揮發分、發熱量以及含硫分等性質，上述性質是檢驗煤炭質量的檢測指標。明確煤炭質量是煤炭洗選加工前的關鍵工作，是加工人員選擇加工法的主要依據。首先，煤礦企業用破碎機將煤炭樣本破碎至顆粒度6mm以下，用干燥箱制作煤炭樣品。其次，用制樣機把經過干燥的樣品制作成顆粒度為0.2mm的分析樣品，用電子秤對其進行稱重。最后，用數顯電熱鼓風干燥箱、工業分析儀或馬弗爐、測硫儀、量熱儀分別測出樣品的含水量、灰分、揮發分、含硫量、發熱量[2]。在煤炭質量檢測的基礎上，企業根據煤炭的實際質量和性質，選擇相應的洗選加工方法。

（2）煤炭顆粒大小。不同顆粒大小的煤炭產品，在洗選加工環節，應選用不同的加工方法。例如，顆粒度大于50mm的煤炭應選擇人工手選、智能干選加工方法；中等顆粒度的煤炭選擇重介淺槽、跳汰機、重介旋流器進行選煤；煤泥以浮選、螺旋分選機為洗選的主要設備。

（3）煤炭發熱量。煤炭在工業生產中的應用，以燃燒為主要的使用方法。煤炭的發熱量是決定煤炭燃燒率的主要性質。煤炭發熱量不僅是煤炭檢測的指標之一，也是煤炭洗選加工方法的依據之一。

3.煤礦煤炭洗選加工技術與方法

煤礦煤炭洗加工是提高煤炭質量、純凈度的主要方法，是我國清潔、高效用煤輝煌歷程的主要技術支持。了解、掌握不同煤炭洗選加工技術和方法，能輔助煤炭企業和從業者根據煤炭的質量、顆粒度、發熱量等性質選擇相應的技術和方法，從而提高煤炭洗選加工技術的運用效率和水平。

（1）煤炭洗選加工技術。科學技術的進步和應用、高科技設備的研發和使用，均在推動工業領域機械化、高效化、自動化發展方面發揮著重要的作用。煤炭洗選需要輔助技術的支持，同時，在科學技術進步和應用的背景下，也出現了新的洗選技術，能高效、高質完成煤炭洗選加工工作。

①煤炭洗選輔助技術。煤炭洗選過程較為復雜，不僅以洗選加工為主，還要做好前期準備和后期回收處理工作，從而又好又快地完成煤炭洗選加工工作。

A.原煤準備技術。在煤炭洗選加工之前，企業需要對原煤進行質檢，掌握原煤的質量和性質，依據檢測結果選擇相應洗選加工技術和方法。除此之外，在正式開展煤炭洗選加工之前，還要做好原煤準備工作。隨著科學技術和現代設備的應用，現階段，原煤準備、處理最常用的排矸技術為前動篩排矸技術，能有效提高排矸工作效率，解決人工排矸勞動強度大、因矸石含量大而導致的旋流器分選精度低、產品質量不穩定等問題，提高篩矸、排矸工作效率。采用前動篩矸技術，大量矸石無需進入原煤貯運系統，相應地節省了貯藏成本和運輸成本。

B.選前脫泥技術。若原煤泥化嚴重，將給懸浮液系統的密度和黏度的穩定性造成一定影響，設備的分選效果也將受到影響，從而影響洗選過程和效果。因此，在洗選前需采用脫泥技術，對原煤進行脫泥處理，提高脫介篩的脫節效率，降低介耗，避免因原煤泥化問題而影響設備篩分、洗選效果。從成本的角度而言，脫泥技術的應用還能降低煤泥浮選的運行成本，提升煤泥水系統的穩定性。

C.煤泥重介技術。煤泥重介技術是在技術進步背景下，出現的一種新型輔助選煤技術。該技術可以處理0.5mm重介系統中的煤泥，減少煤泥給機械設備、系統造成的不良影響，減輕磁選機在回收磁性物質過程中的壓力，提高磁選機的工作效率和精煤產率。煤泥重介系統的應用和不斷發展，推動了重介分選工藝的發展。

D.脫水處理技術。脫水處理技術能將原煤中的水分進行處理，減少原煤中的水分，提高原煤的檢測質量。脫水處理技術主要運用助濾劑減少煤炭的水分，該工藝運用0.5mm的煤泥脫水技術，提高脫水設備的脫水效率。煤炭中的水分含量越大，煤炭洗選加工中存在的煤泥無效運輸問題越多，不僅降低洗選加工效率，還會導致部分無效成本支出。助濾劑脫水處理技術能有效減少煤炭內的水分，解決影響煤炭洗選加工效果的關鍵問題。

E.尾煤回收技術。回收技術的應用，是煤炭洗選加工技術應用環節的必要工作，能回收凈化煤泥水，提高精煤產率和尾礦質量。加壓過濾機與浮選機相結合的回收工藝是尾煤回收的主要技術，可以借助小直徑旋流器與高頻篩相配合的尾煤回收工藝，解決受煤泥水濃度影響而導致的煤泥回收效率低下、煤泥水系統紊亂的問題。這一尾煤回收技術耗能低、設備維護方便、可操作性較強，在尾煤回收環節的應用，不僅能取得較好的尾煤回收凈化效果，還能降低能源消耗率。

②煤炭洗選新技術分析。先進技術和現代設備的研發、應用和發展，為工業領域、制造領域等提供了新技術、新設備支持，相應領域內的工藝和技術也得到相應發展，舊技術被淘汰或更新，新技術出現、廣泛應用并取得較好的應用效果。

A.噴射式浮選技術。新設備是新技術應用的載體，噴射式浮選機是噴射式浮選技術應用于煤炭洗選加工環節的主要設備，能以較高的效率、加快的速度，在最短的時間內促使浮選入料與浮選藥劑礦化，提高浮選效率。噴射式浮選技術能滿足2.0Mt/a處理能力紙上的選煤廠的浮選需求。噴射式浮選機的礦漿導入、空氣吸入以及礦漿與空氣的攪拌均依靠泵來提供動力，強制導入液體，并讓液體在一定壓力下通過噴射裝置時吸入空氣，具有較高的噴射浮選效率。

B.微泡浮選柱技術。在煤炭浮選的基礎上，采用微泡浮選柱及計數，能有效提高煤炭洗選的效率。XZWXJ型靜態旋流微泡浮選柱可用于細粒煤的分選、脫硫、超純煤的制備工作，在微細物料的正浮選、反浮選中尤為適用。該技術的應用仍舊依托于機械設備得以實現，采用PLC全自動控制，操作和調試均較為方便。同時，機械設備設置靜態入料均布裝置、精礦回收裝置、均勻分配器裝置等，分布均勻、旋流力場大、逆流的碰撞效果好、浮現效果好。

C.助濾劑脫水技術。脫水技術是煤炭洗選加工關鍵工作，能減少煤炭中的水分，為煤炭洗選加工、產品生產提供一個較好的條件。助濾劑脫水技術用于0.5mm以下的煤泥脫水環節，該技術的應用主要是在尾煤濃縮池添加一定量的絮凝藥劑，減少細顆粒在煤泥水中的沉淀時間，達到提高入料濃度、減少設備脫水時間的目的，能有效提高設備脫水效率。

（2）煤炭洗選加工方法。煤礦煤炭洗選加工以原煤為原料，隨著社會對煤炭產品需求量的日益增加，煤炭加工行業要滿足社會對煤炭產品的實際需求，就要不斷改進技術，提高生產效率和產品質量。機械設備在煤炭洗選加工中開始得到廣泛應用，并取得一定的應用效果。

①常用的篩分、選煤方法。在長期的發展過程中，煤炭行業逐漸形成了多種煤炭篩分、洗選方法，即物理選煤、化學選煤、物理化學結合選煤以及微生物選煤法。不同選煤法的適用情況不同，需要企業根據煤炭的質量、發熱量、顆粒度等選擇相應的選煤方法。

A.物理選煤方法。物理選煤法是以煤炭中的雜質為主要依據，而選用的選煤方法，以煤炭自身性質與含有雜質的性質為依據。可以根據煤炭自身以及其含有雜質的性質不同，而選擇相應的物理選煤方法。如雜質含有一定的磁性，可以采用磁性物理選煤方法，盡可能去除煤炭中所含有的磁性雜質。物理選煤常常參照顆粒度、密度、硬度、磁性、電性等物理性質，將煤炭與雜質分開，剔除煤炭中的雜質。最常用的物理選煤法有重力選煤法、跳汰選煤法、電磁選煤法。以電磁選煤法為例，該選煤法利用煤炭和雜質的電磁性，根據二者的電磁差異性，進行選煤作業。

B.化學選煤方法。化學選煤法是根據煤炭以及雜質的化學性質存在的不同性，采用化學試劑等方法，將二者區分開來的一種煤炭篩選方法。這一方法基于煤炭與雜質的化學特性，企業制定化學反應、化學篩分方案，需要在明確煤炭與雜質化學性質的基礎上進行，將煤炭與雜質分開，尤其剔除影響煤炭性質和質量的雜質。

化學選煤方法的原理：化學反應可使煤炭中的有用成分富集在一起，清理煤炭中的雜質、有害成分。化學選煤方法是一套系統的選煤工藝，能對煤炭進行提純處理，提升煤炭的精度和純度。化學選煤不僅在煤炭篩分、選擇環節發揮著重要的作用，還是煤炭脫硫的一種有效手段，能通過化學反應降低煤炭的含硫量，減少煤炭產品中的硫元素，在煤炭用于生產燃燒環節，可減少二氧化硫的釋放量，體現其清潔利用的特點。化學選煤最常用的化學處理方法為堿處理、氧化法、溶劑萃取法。

C.物理化學選煤方法。將物理與化學選煤方法結合起來，形成一個系統化、綜合化的選煤流程，根據煤炭與雜質的物理性質、化學性質，有序篩除煤炭中的顆粒物、無效化學成分和有害成分，是更優于物理選煤與化學選煤方法的一種集合式選煤法。浮選選煤法是集合式選煤最常用的方法，需要在相應機械設備的支持下進行，例如，機械攪拌式浮選機、噴射式浮選機等。企業若要發揮物理化學選煤方法的作用，就要及時更新和養護機械設備，認識到機械設備對選煤技術應用的重要性，滿足選煤技術對機械設備的實際需求。

D.微生物選煤方法。硫元素和硫物質是微生物選煤方法的作用對象，企業一般采用自養性、異養性的微生物，直接或間接地利用其代謝產物，完成煤炭脫硫作業，達到較好的脫硫效果。企業所采用的重介、浮選等選煤方法，可為微生物選煤法的應用創造一個良好的條件。

②大型機械設備廣泛應用。對于煤炭企業而言，尤其對于大型煤礦而言，其年生產量大，大型機械設備的應用是必不可少的。在煤炭洗選行業內應用大型機械設備是企業的重要舉措，也是該行業的未來發展趨勢。與大型機械設備相配套的洗選方法為重力選煤法，該方法可提高企業的洗選煤炭效率，且能保證公司經費的正常運轉。如跳汰選煤、重介選煤、斜槽選煤等。

4.結語

煤炭在社會生活中無處不在，是社會生產、生活的重要組成部分。在建設資源節約型、環境友好型社會的背景下，煤炭的洗選加工、生產使用均要以清潔、高效為未來發展方向。根據煤炭和雜質的性質，選擇最佳的選煤方法；采用機械設備現代技術，開展煤礦煤炭洗選工作，是煤炭延續清潔高效輝煌歷程的重要舉措，能提高煤炭洗選效率、煤炭產品質量、降低煤炭損耗率，為工業長期發展和社會生活提供穩定的能源支持。