汾西礦業(yè)洗煤廠煉焦配煤技術(shù)研究與行業(yè)展望

＊秦海沙

（山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司洗煤廠 山西 032000）

引言

配煤的主要目的是將不同煤種、不同指標(biāo)的原料煤，根據(jù)用戶需求，通過物理方法按照計(jì)算比例進(jìn)行均質(zhì)化處理的過程，為后續(xù)洗選或煉焦做好準(zhǔn)備。針對(duì)動(dòng)力煤配煤，已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《動(dòng)力煤配煤規(guī)范》（GB 25960—2010）進(jìn)行指導(dǎo)，對(duì)于煉焦配煤，目前仍缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要整個(gè)行業(yè)不斷研究、探索、進(jìn)步。汾西礦業(yè)洗煤廠作為汾西礦業(yè)第一座大型選煤廠，先后承擔(dān)著配洗、配售任務(wù)，為集團(tuán)公司的原煤洗選及精煤銷售做出了貢獻(xiàn)。

1.汾西礦業(yè)洗煤廠概況

汾西礦業(yè)洗煤廠于1970年投產(chǎn)，負(fù)責(zé)洗選集團(tuán)公司內(nèi)部各礦井原煤。經(jīng)過兩次技術(shù)改造，目前洗選能力為400萬(wàn)噸/年，其中：跳汰+浮選系統(tǒng)和重介+粗煤泥分選+浮選系統(tǒng)分別為200萬(wàn)噸/年。

隨著各礦井選煤廠的不斷建設(shè)投產(chǎn)，汾西礦業(yè)洗煤廠煤源日趨緊張；加之集團(tuán)公司各選煤廠精煤產(chǎn)品的煤種、灰分、硫分、揮發(fā)分等指標(biāo)不盡相同，單獨(dú)銷售可能存在沒有市場(chǎng)、售價(jià)偏低、質(zhì)量過剩等情況。為解決上述困擾，汾西礦業(yè)洗煤廠著手建設(shè)配煤中心，并于2010年投產(chǎn)，配煤能力為500萬(wàn)噸/年。

2.原煤配煤入選

(1)配煤部分

集團(tuán)公司各礦井在選煤廠投產(chǎn)達(dá)產(chǎn)前，均將原煤調(diào)入汾西礦業(yè)洗煤廠進(jìn)行洗選加工，其中包括雙柳、賀西、南關(guān)、曙光、水峪、柳灣和高陽(yáng)等礦井。2018年，雙柳新建300萬(wàn)噸/年選煤廠投產(chǎn)后，標(biāo)志著汾西礦業(yè)各存量礦井選煤廠均與礦井生產(chǎn)能力匹配，可滿足本礦生產(chǎn)。隨之，汾西礦業(yè)洗煤廠洗選環(huán)節(jié)的重心轉(zhuǎn)向洗選內(nèi)部資源整合礦井原煤。

在入選存量礦井原煤期間，因各礦井原煤的煤種、指標(biāo)及可選性不同，尤其硫分差別較大（0.4%～2.5%），為合理利用內(nèi)部煤炭資源、實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司整體效益最大化；汾西礦業(yè)洗煤廠將不同原煤根據(jù)其特征進(jìn)行配煤入選。

首先根據(jù)不同原煤的可選性、煤質(zhì)指標(biāo)等，制定配洗方案，確定配比進(jìn)行配洗。洗選期間根據(jù)煤質(zhì)變化、來(lái)煤情況、過程指標(biāo)，對(duì)操作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。配洗部分共有20個(gè)原煤配煤倉(cāng)，可分為四組，分別存儲(chǔ)不同原煤[1]。通過將計(jì)算好的配比輸入配煤系統(tǒng)，系統(tǒng)通過控制給煤機(jī)臺(tái)數(shù)和給煤量進(jìn)行精準(zhǔn)配煤，控制系統(tǒng)如圖1。

圖1 配煤自動(dòng)化控制系統(tǒng)圖

通過上述方法，原煤配煤后，經(jīng)洗選后得到的產(chǎn)品質(zhì)量合格、穩(wěn)定，主要生產(chǎn)八級(jí)、九級(jí)、十級(jí)優(yōu)質(zhì)煉焦精煤。當(dāng)時(shí)打造出了“晉柳王”品牌，為集團(tuán)公司贏得了市場(chǎng)。

配煤入選的關(guān)鍵指標(biāo)為各種原料煤的配比，下表是某一時(shí)期內(nèi)所使用的配比，因原煤指標(biāo)有波動(dòng)，所以配比也會(huì)隨之變化，以生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。

表1 原煤配煤入選配比表

(2)洗選部分

②重介+粗煤泥分選+浮選系統(tǒng)。入選原煤進(jìn)入主廠房后，經(jīng)原煤分級(jí)脫泥篩分成兩部分：50～1mm粒級(jí)、1mm以下粒級(jí)。50～1mm粒級(jí)原煤給入無(wú)壓三產(chǎn)品重介旋流器，以單一低密度懸浮液進(jìn)行分選，分選出精煤、中煤和矸石三種產(chǎn)品，分別經(jīng)弧形篩脫出合格介質(zhì)、再經(jīng)振動(dòng)篩脫介，精煤、中煤再經(jīng)離心脫水分別作為精煤、中煤產(chǎn)品裝倉(cāng)，矸石作為最終矸石產(chǎn)品。

1mm以下粒級(jí)先進(jìn)入深錐濃縮機(jī)，其底流由泵打給TCS干擾床分選機(jī)進(jìn)行分選，TCS分選機(jī)精礦進(jìn)入精煤泥桶，與精煤磁選機(jī)尾礦一起由泵打到分級(jí)旋流器組，其底流經(jīng)高頻疊層篩脫水后進(jìn)入精煤離心機(jī)脫水，溢流進(jìn)入浮選系統(tǒng)。TCS分選機(jī)尾礦隨矸石磁尾經(jīng)弧形篩脫水后進(jìn)入高頻篩脫水，篩上物根據(jù)灰分情況可進(jìn)入中煤或矸石。

浮選精煤用泵打到精煤加壓過濾機(jī)和快開壓濾機(jī)脫水后，作為精煤產(chǎn)品；浮選尾煤進(jìn)入尾煤濃縮機(jī)進(jìn)行處理。

3.精煤配煤銷售

(1)配煤系統(tǒng)介紹

汾西礦業(yè)洗煤廠配煤中心設(shè)計(jì)配煤能力為500萬(wàn)噸/年，主要分為原料煤存儲(chǔ)、配煤和產(chǎn)品裝車三部分。原料煤來(lái)自集團(tuán)公司內(nèi)部選煤廠及本廠自洗產(chǎn)品，外來(lái)煤通過火車和汽車運(yùn)輸至廠內(nèi)。原料煤根據(jù)灰分、硫分等指標(biāo)裝入不同筒倉(cāng)存儲(chǔ)。配煤中心經(jīng)歷過一次技術(shù)改造，技改前存在數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)誤差大、給煤量不穩(wěn)定等問題，技改后采用光纖傳輸，優(yōu)化了配煤控制系統(tǒng)，設(shè)置了空氣炮自動(dòng)控制系統(tǒng)，有效提高了配煤效率，滿足了客戶需求[2]。

配煤中心共設(shè)有6個(gè)6000噸容量的配煤倉(cāng)，每個(gè)倉(cāng)下有4臺(tái)稱重甲帶式給煤機(jī)，給煤機(jī)可變頻調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為180～1500t/h。按照用戶對(duì)精煤產(chǎn)品的灰分、硫分、揮發(fā)分等質(zhì)量要求，由控制系統(tǒng)根據(jù)配煤比例調(diào)整各倉(cāng)下給煤機(jī)的給料量，將所需精煤給入帶式輸送機(jī)運(yùn)至裝車系統(tǒng)。在配煤倉(cāng)下按照配煤比例配好的精煤產(chǎn)品通過帶式輸送機(jī)運(yùn)至火車快速定量裝車站、汽車裝車倉(cāng)和現(xiàn)有鐵路裝車倉(cāng)中[3]。

配煤中心的建成投產(chǎn)，能將汾西礦業(yè)集團(tuán)各選煤廠的精煤產(chǎn)品按照市場(chǎng)和用戶要求合理配煤，避免精煤重復(fù)洗選造成的經(jīng)濟(jì)損失，使煤炭資源得到更合理有效的利用，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司整體利益最大化。

(2)配煤參數(shù)

①配煤比例。汾西礦業(yè)洗煤廠配煤環(huán)節(jié)原料煤來(lái)源為：高硫煤以高陽(yáng)和水峪精煤為主，低硫煤以賀西、雙柳、曙光和宜興精煤為主。以下以高陽(yáng)、雙柳和賀西精煤配售為例。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)ER陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞在對(duì)他莫昔芬產(chǎn)生耐藥性后，增殖相關(guān)蛋白的表達(dá)水平升高，同時(shí)PGRN的mRNA和蛋白水平也升高；而干擾PGRN表達(dá)后，增殖和抗凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)水平下降，耐藥細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的敏感性增強(qiáng)。后續(xù)本課題組將深入探討PGRN影響他莫昔芬耐藥產(chǎn)生的具體分子機(jī)制，尋找其上游調(diào)控分子以及下游效應(yīng)分子，以期為臨床上治療對(duì)他莫昔芬抵抗的乳腺癌患者帶來(lái)新的機(jī)遇和希望。

根據(jù)煤質(zhì)指標(biāo)分析，高陽(yáng)精煤為高硫瘦煤、雙柳精煤為低硫肥煤、賀西精煤為低硫焦煤，其中高陽(yáng)精煤從硫分、膠質(zhì)層最大厚度、揮發(fā)分等角度分析均不適合直接用于煉焦，需與雙柳、賀西精煤進(jìn)行配煤，以此解決低品質(zhì)煤的銷售問題，節(jié)約稀缺煉焦煤資源[3]。原料煤煤質(zhì)指標(biāo)如表2所示。

表2 原料煤指標(biāo)表

表3 產(chǎn)品指標(biāo)表

根據(jù)客戶需求，以及高陽(yáng)、雙柳和賀西精煤煤質(zhì)指標(biāo)，確定配煤比例為4:3:3，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了試驗(yàn)分析，結(jié)果滿足客戶要求。

通過上述措施，汾西礦業(yè)洗煤廠充分利用了鐵路資源、洗選資源和倉(cāng)儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)，將集團(tuán)公司內(nèi)部資源進(jìn)行了合理配煤，創(chuàng)立了“汾礦洗煤廠焦精煤”商標(biāo)，為集團(tuán)公司開拓市場(chǎng)奠定了基石。

②鏡質(zhì)組平均最大反射率。用鏡質(zhì)組反射率指標(biāo)指導(dǎo)配煤生產(chǎn)，可以客觀地判別煤種及確定混煤中不同煤種的配合情況，鏡質(zhì)組平均最大反射率目前是鑒別混煤的有效手段。

一般的鏡質(zhì)組平均最大反射率區(qū)間為：長(zhǎng)焰煤0.4%～0.6%；不黏煤0.5%～0.7%；弱黏煤0.7%～0.9%；氣煤和氣肥煤0.7%～0.8%；1/2中黏煤0.9%～1.1%；1/3焦煤0.9%～1.0%；肥煤1.0%～1.1%，但仍有較多1/3焦煤；焦煤1.2%～1.6%；瘦煤1.6%～1.8%；貧瘦煤1.7%～1.9%[4]。

（3）國(guó)內(nèi)其他配煤技術(shù)分析。區(qū)別于常規(guī)煉焦配煤均在-50mm范圍內(nèi)操作，還有預(yù)先粉碎的配煤方法，此種方法能夠較好的實(shí)現(xiàn)均質(zhì)化，能夠改善物料的粒度分布。一般是將各原料煤分別粉碎后按比例給入進(jìn)行配煤，或按比例分別給入膠帶輸送機(jī)后進(jìn)行粉碎，然后再進(jìn)行配煤。還有一種是選擇性粉碎，是先將粉碎到一定程度的煤過篩，篩上物進(jìn)行再粉碎，這樣可避免過粉碎。

此種配煤方法可利用小部分非煉焦煤進(jìn)行配煤，替代優(yōu)質(zhì)焦煤，可以有效降低配煤成本；可有效增加產(chǎn)品的均質(zhì)化程度；因加入粉碎環(huán)節(jié)，造成工藝流程增加，加工費(fèi)成本增加；但可能會(huì)將粗顆粒配煤情況下的某些低品質(zhì)原料煤加入的不可能變?yōu)榭赡堋Ｈ绻麑?shí)施，需綜合考慮成本、工藝系統(tǒng)、用戶對(duì)粒度的要求等。

4.智能化配煤展望

智能化配煤的基礎(chǔ)是在線煤質(zhì)檢測(cè)設(shè)備和給煤設(shè)備的高精確度及實(shí)時(shí)性。對(duì)于原料煤來(lái)源相對(duì)固定的配煤環(huán)境，需至少對(duì)灰分、硫分進(jìn)行在線檢測(cè)。給定用戶需求后，根據(jù)對(duì)原料煤和產(chǎn)品指標(biāo)的實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)果，在線自動(dòng)調(diào)節(jié)給煤機(jī)開啟臺(tái)數(shù)及給定量，可根據(jù)煤質(zhì)變化進(jìn)行自動(dòng)微調(diào)，形成閉環(huán)控制，保證精準(zhǔn)配煤，不需要人工參與。若對(duì)混煤種類有要求的，配合使用在線鏡質(zhì)組反射率檢測(cè)設(shè)備。

目前煤質(zhì)在線檢測(cè)設(shè)備按照檢測(cè)硬件主要分為有源和無(wú)源型，從企業(yè)管理角度考慮，最好選用無(wú)放射源型[5]。但是無(wú)源型檢測(cè)精度及檢測(cè)指標(biāo)范圍相對(duì)較低。目前急需在線檢測(cè)設(shè)備的技術(shù)不斷發(fā)展，能夠達(dá)到實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確輸出的目標(biāo)。

另煉焦配煤與動(dòng)力配煤的一個(gè)重要區(qū)別是煤的倉(cāng)儲(chǔ)，因煉焦煤黏度相對(duì)較大，易造成下料不暢、蓬倉(cāng)等情況，需研究可靠的在線清倉(cāng)或防堵設(shè)備，保證煤倉(cāng)給煤機(jī)下料通暢。

5.煉焦配煤行業(yè)發(fā)展建議

（1）配煤企業(yè)需加強(qiáng)與鋼焦企業(yè)、大學(xué)院校、科研院所的交流合作，進(jìn)一步提高配煤技術(shù)水平，培養(yǎng)專業(yè)人才，業(yè)內(nèi)人士共同努力，研究推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，為更好地節(jié)約稀缺煉焦煤資源做出貢獻(xiàn)。（2）優(yōu)化配煤結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高非煉焦用煤的配煤比例，促進(jìn)焦炭質(zhì)量穩(wěn)定，降低成本，重視小焦?fàn)t試驗(yàn)。（3）根據(jù)客戶需求進(jìn)行定制化生產(chǎn)，盡可能在源頭利用配煤技術(shù)，生產(chǎn)直接可供鋼焦企業(yè)進(jìn)行煉焦的產(chǎn)品，不需其進(jìn)行二次配煤。努力將煤這種非標(biāo)準(zhǔn)品，通過配煤技術(shù)提升、科學(xué)管理等方法，盡可能接近標(biāo)準(zhǔn)品。（4）新建選煤廠時(shí)考慮其原煤配煤入選和精煤配煤銷售的可能性及需求，可配套建設(shè)相關(guān)系統(tǒng)或預(yù)留位置。（5）積極研究、發(fā)展在線檢測(cè)、煤量控制以及清倉(cāng)、防堵技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)給定用戶需求后自動(dòng)調(diào)節(jié)、閉環(huán)控制、無(wú)人操作，真正實(shí)現(xiàn)智能化配煤。

6.結(jié)語(yǔ)

汾西礦業(yè)洗煤廠從最初的配原煤洗選，到目前的配精煤銷售，均為適應(yīng)汾西礦業(yè)發(fā)展及市場(chǎng)形勢(shì)的有力措施，先后打造了“晉柳王”品牌和“汾礦洗煤廠焦精煤”商標(biāo)，為集團(tuán)公司的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。從行業(yè)角度分析，煉焦配煤技術(shù)的發(fā)展，可充分利用各種煤的結(jié)焦特性取長(zhǎng)補(bǔ)短，改善冶金焦炭質(zhì)量。合理利用煤炭資源、節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤、擴(kuò)大煉焦煤資源。但對(duì)于煤質(zhì)在線檢測(cè)、精準(zhǔn)給煤及智能化配煤等方面仍需繼續(xù)研究、探索。對(duì)煉焦配煤技術(shù)的研究不僅可提高經(jīng)濟(jì)效益，還可取得社會(huì)效益。