淺談鄂爾多斯地區(qū)動(dòng)力煤選煤工藝

齊友華

(中煤科工集團(tuán)南京設(shè)計(jì)研究院有限公司,江蘇南京 210031)

淺談鄂爾多斯地區(qū)動(dòng)力煤選煤工藝

齊友華

(中煤科工集團(tuán)南京設(shè)計(jì)研究院有限公司,江蘇南京 210031)

鄂爾多斯地區(qū)煤炭資源豐富,本文簡(jiǎn)要分析了該地區(qū)現(xiàn)有選煤工藝的優(yōu)缺點(diǎn),點(diǎn)出現(xiàn)有選煤工藝存在的問(wèn)題,結(jié)合該地區(qū)煤炭產(chǎn)品市場(chǎng)定位,探討降低塊煤重介淺槽分選下限的可行性,從而達(dá)到解決問(wèn)題的目的。

選煤工藝 煤泥 粉煤 深度篩分

鄂爾多斯煤炭資源豐富，約占全國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的13%，其中又以不黏煤、長(zhǎng)焰煤為主，是良好的動(dòng)力用煤和化工用煤原料，是我國(guó)動(dòng)力煤的重要產(chǎn)地之一。該地區(qū)的選煤廠絕大多數(shù)為動(dòng)力煤選煤廠，選擇適合本地區(qū)煤質(zhì)、目標(biāo)市場(chǎng)、產(chǎn)質(zhì)量等因素的選煤工藝，對(duì)本區(qū)具有重要意義。

1 煤質(zhì)及產(chǎn)品市場(chǎng)分析

鄂爾多斯地區(qū)的動(dòng)力煤資源主要集中在東勝煤田和準(zhǔn)格爾煤田，東勝煤田以低灰分、特地～低硫分、高發(fā)熱量不黏煤為主，準(zhǔn)格爾煤田以中灰～高灰分、低硫份、中發(fā)熱量～中高發(fā)熱量長(zhǎng)焰煤為主。兩個(gè)煤田的煤質(zhì)差異較大，下面分別選取兩個(gè)煤田中具有代表性的篩分浮沉資料進(jìn)行簡(jiǎn)要分析(如表1-表4)。

東勝煤田的煤質(zhì)特點(diǎn)：(1)原煤灰分較低，屬低灰原煤;(2)原煤灰分隨粒度減小而降低，末煤灰分低于塊煤灰分;(3)原煤輕產(chǎn)物和重產(chǎn)物含量高，中間產(chǎn)物少，有利于分選;(4)末煤灰分在12%以下，按照本區(qū)的煤質(zhì)情況，末煤發(fā)熱量高于5000kcal/kg。

準(zhǔn)格爾煤田的煤質(zhì)特點(diǎn)：(1)原煤灰分較高，屬中灰原煤;(2)原煤灰分隨粒度減小而降低，末煤灰分低于塊煤灰分;(3)原煤中間產(chǎn)物和重產(chǎn)物含量高;(4)小于13mm的末原煤灰分小于25%，發(fā)熱量不低于4000kcal/kg。鄂爾多斯地區(qū)煤種為長(zhǎng)焰煤、不粘煤，是良好的動(dòng)力煤和化工用煤原料。末煤主要為動(dòng)力煤，發(fā)熱量高于5000大卡的動(dòng)力煤主要銷(xiāo)往華北、華東等區(qū)外電煤市場(chǎng)，發(fā)熱量小于4500大卡的動(dòng)力煤一般供區(qū)內(nèi)火力發(fā)電廠。塊煤主要用作煤化工、煤制氣等化工用煤。

2 現(xiàn)有選煤工藝分析

目前，本地區(qū)選煤廠入洗方式主要有原煤全入洗和塊煤入洗兩種方式，原煤全入洗的分選粒度為200-0.15(0.25)mm，塊煤入洗的分選粒度為200-13(25)mm。原煤全入洗采用的選煤工藝為：200-13mm塊煤重介淺槽分選，13-1.5mm兩產(chǎn)品重介旋流器分選，1.5-0.15mm粗煤泥螺旋分選機(jī)分選或1.5-0.25mm粗煤泥TBS分選。塊煤入洗采用的選煤工藝為：200-13(25)mm塊煤重介淺槽分選，末煤不洗。這兩種選煤工藝在該區(qū)應(yīng)用極廣，99%以上的選煤廠采用以上選煤工藝。

對(duì)以上兩種選煤工藝的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析：(1)塊煤、末煤采用不同的選煤方法分級(jí)入洗，既使原煤得到充分洗選，又充分發(fā)揮了兩種選煤方法的長(zhǎng)處，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本;(2)塊煤末煤采用不同的選煤方法分級(jí)入洗，塊原煤、末原煤均可實(shí)現(xiàn)全部入洗、部分入洗等功能;(3)主選設(shè)備的單臺(tái)處理能力大，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備大型化，簡(jiǎn)化工藝環(huán)節(jié)，精簡(jiǎn)設(shè)備臺(tái)數(shù)，節(jié)省電能消耗，節(jié)約設(shè)備投資，降低生產(chǎn)成本。

表1 東勝煤田某煤礦原煤篩分組成

表2 東勝煤田某煤礦原煤浮沉組成

表3 準(zhǔn)格爾煤田某煤礦原煤篩分組成

表4 準(zhǔn)各爾煤田某煤礦原煤浮沉組成

雖然兩種選煤工藝適應(yīng)本地區(qū)的煤質(zhì)特征，且應(yīng)用廣泛，但也存在一些不足：(1)當(dāng)原煤灰分較低時(shí)，末煤洗選后灰分降低有限，水分增加，發(fā)熱量提高較幅度較小，一般認(rèn)為，末煤洗選后灰分降低幅度在5%以內(nèi)，其經(jīng)濟(jì)效益不明顯;(2)末煤洗選，產(chǎn)生的煤泥量比塊煤洗選大得多，基本無(wú)法全部摻入洗末煤中，這部分煤泥在該地區(qū)幾乎沒(méi)有市場(chǎng)，因此，全入洗的選煤廠，往往大部分時(shí)間只運(yùn)行塊煤洗選系統(tǒng)，末煤洗選系統(tǒng)僅在原煤灰分波動(dòng)較大的時(shí)候運(yùn)行，造成大量設(shè)備閑置;(3)塊煤淺槽分選、末煤不洗的選煤廠，由于塊煤洗分選下限只能到13mm，13mm以下的末煤量較大，基本無(wú)法調(diào)節(jié)末煤質(zhì)量。

綜上所述，現(xiàn)有選煤工藝適合本地區(qū)原煤的煤質(zhì)特征和市場(chǎng)要求，但主要存在以下兩個(gè)問(wèn)題需要解決：(1)塊煤和末煤全入洗時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煤泥量;(2)塊煤入洗末煤不洗時(shí)末煤質(zhì)量又難于調(diào)節(jié)。

3 其他選煤工藝的探討

國(guó)內(nèi)其他地區(qū)的動(dòng)力煤選煤廠，除了采用上述兩種選煤工藝以外，采用兩段兩產(chǎn)品旋流器分選工藝和三產(chǎn)品重介旋流器分選工藝兩種工藝的選煤廠也比較多。東勝煤田的原煤輕產(chǎn)物和重產(chǎn)物含量高，中間產(chǎn)物含量極低，只需要高密度排矸后即可獲得低灰精煤，一段重介旋流分選即可，無(wú)需二段分選;若采用三產(chǎn)品重介旋流器分選，中煤量少，且灰分較高，在本地區(qū)幾乎沒(méi)有市場(chǎng)，若精煤灰分沒(méi)有特殊要求，最好將中煤摻入精煤產(chǎn)品，體現(xiàn)不出三產(chǎn)品重介旋流器的優(yōu)點(diǎn)。準(zhǔn)格爾煤田的原煤中間產(chǎn)物較多，從浮沉組成來(lái)說(shuō)，適合生產(chǎn)精煤、中煤和矸石三個(gè)產(chǎn)品，但由于中煤灰分高，中煤發(fā)熱量低于4000kcal/kg，在本地區(qū)除了部分劣質(zhì)煤電廠外，沒(méi)有其他用戶。因此，若精煤灰分沒(méi)有特殊要求，本地區(qū)的原煤也不生產(chǎn)中煤。目前本地區(qū)塊煤價(jià)格高于末煤價(jià)格，而兩段兩產(chǎn)品重介旋流器和三產(chǎn)品重介旋流器的入料粒度上限均低于重介淺槽分選機(jī)的入料粒度上限，因此兩段兩產(chǎn)品旋流器分選工藝和三產(chǎn)品重介旋流器分選工藝沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，且無(wú)法解決全入洗產(chǎn)生大量煤泥量的問(wèn)題。

4 解決問(wèn)題

要解決現(xiàn)有選煤工藝存在的兩個(gè)主要問(wèn)題，關(guān)鍵是提高13mm以下末煤入洗比例，盡量減少原生煤泥入洗量。要實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，主要考慮兩種方法：一是末煤部分入洗;二是降低塊煤入洗粒度下限，粉煤不洗。末煤部分入洗可以通過(guò)調(diào)整末煤入洗比例達(dá)到調(diào)節(jié)末煤質(zhì)量的目的，但原生煤泥隨末煤一起入洗，無(wú)法從根本上解決煤泥問(wèn)題。降低塊煤入洗下限，粉煤不洗，可以使原生煤泥不入洗。塊煤重介淺槽的有效分選下限可以到6mm，但傳統(tǒng)分級(jí)篩的有效干法分級(jí)粒度下限一般在13mm，因此塊煤分選下限一般確定為13mm。近年來(lái)，隨著篩分設(shè)備技術(shù)進(jìn)度，細(xì)粒物料深度篩分設(shè)備技術(shù)已趨于成熟，目前復(fù)合正弦篩的分級(jí)粒度可到10mm，弛張篩的分級(jí)粒度可道6mm，因此，可利用重介淺槽分選機(jī)的分選粒級(jí)寬的特點(diǎn)，將塊煤重介淺槽分選下限可以降到6mm。不論是東勝煤田還是準(zhǔn)格爾煤田，6mm以下的末煤灰分均低于原煤，通過(guò)分選，灰分降低的幅度較小，若末煤只是作為發(fā)電用煤，沒(méi)有其他的特殊用途，可以考慮6-0mm粉煤不洗選。因此筆者認(rèn)為，在末煤作為發(fā)電用煤的選煤廠，可以探討采用“原煤6mm或8mm干法分級(jí)，200～6(8)mm塊煤重介淺槽分選，6(8)mm以下粉煤不洗”的選煤工藝的可行性，如此既可使絕大部分原生煤泥分離出來(lái)不入洗，大幅度減少煤泥量，又可根據(jù)市場(chǎng)要求將洗后的13(25)-6mm精煤摻入粉原煤，調(diào)節(jié)末煤質(zhì)量。

[1]戴少康《.選煤工藝設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》.煤炭工業(yè)出版社.

[2]方爽,杜杰,趙宏霞.賓得弛張篩在張集選煤二廠的應(yīng)用[J].煤炭加工與綜合利用,2012(2).

齊友華(1981—),男,重慶巫山人,2004年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)礦物加工工程專業(yè),工程師,現(xiàn)主要從事選煤廠設(shè)計(jì)工作。