淺談煉焦煤選煤工藝的重要性及發(fā)展現(xiàn)狀

(安徽理工大學材料科學與工程學院 安徽 淮南 232001)

一、概述

改革開放以來，我國煤炭工業(yè)的發(fā)展取得了一系列突出的成績，煤炭安全開采與高效利用水平已經(jīng)走在世界同行業(yè)的前列，煤炭產(chǎn)量大幅增長，從1978年到2017年，由原來的6.2億t提高到35.2億t，估計到今年年底，仍會有所增加[1-3]；煤炭能源供應(yīng)能力大幅提升，形成供需總體平衡的局面；煤炭清潔化利用水平提高，1980年，我國原煤入選率只有13.3%，2017達到70.2%，接近世界先進水平[4-7]。煤炭作為我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，有力的支撐了國民經(jīng)濟和社會穩(wěn)定的較快發(fā)展。我國煤炭洗選加工領(lǐng)域也取得長足進展，近年來，洗選加工領(lǐng)域的新技術(shù)、新裝備大量應(yīng)用，但隨著煤炭開采技術(shù)的發(fā)展，煤炭質(zhì)量逐步降低，精煤產(chǎn)率隨之降低，提高精煤回收率，降低精煤灰分，增加企業(yè)效益，成為選煤從業(yè)人員急需思考的問題[8]。國家能源體制不斷健全完善，綠色低碳成為能源發(fā)展方向，煉焦煤作為稀缺煤種，儲量低，且優(yōu)質(zhì)資源少，要認識到煉焦煤選煤工藝的重要性及對現(xiàn)行工藝升級改造的緊迫性。

二、現(xiàn)行工藝介紹

隨著選煤設(shè)備的不斷更新，煉焦煤選煤工藝也不斷發(fā)展，從跳汰選到重介選，包括有壓兩產(chǎn)品重介，有壓三產(chǎn)品重介，無壓兩產(chǎn)品重介，無壓三產(chǎn)品重介及淺槽重介。煤泥處理方面出現(xiàn)螺旋分級機，TBS分選機，煤泥重介旋流器，浮選柱，浮選機等，近年來，智能干選成為選煤熱門話題。多種設(shè)備組合，形成了針對不同煤質(zhì)特性的工藝，總結(jié)如下：

(1)塊煤重介+末煤跳汰+煤泥浮選聯(lián)合工藝

該選煤工藝采用100～13mm塊煤主、再選斜輪，13～0.5mm末煤跳汰選，-0.5mm煤泥浮選。

該工藝適合選塊煤含量多且難選，末煤易選的原煤。

(2)塊末煤全重介+煤泥浮選工藝

300～13mm塊煤用主，再選斜輪分選機，13～0.5mm末煤用重介旋流器，-0.5mm煤泥浮選。

該工藝適合于難選或者極難選的優(yōu)質(zhì)，稀缺煤種，選用時要注意減少重介質(zhì)旋流器的分選負荷，簡化介質(zhì)回收系統(tǒng)。

(3)不脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器+小直徑煤泥重介+煤泥浮選

50～0mm原煤選用無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，采用精煤弧形篩下分流介質(zhì)和煤泥1～0mm經(jīng)粗煤泥重介旋流器分選，-0.3mm煤泥浮選工藝。

該工藝通常選前不脫泥，全部原煤進入重介旋流器分選，優(yōu)點在于流程簡單，粗煤泥能得到一定的分選及降灰，減少脫泥設(shè)備，簡化工藝，布置緊湊，降低選煤廠成本，但缺點在于進入重介質(zhì)的煤泥量增大，增加了介質(zhì)的消耗，對脫介環(huán)節(jié)提出了更高的要求；選煤廠用水量大，對浮選造成一定的影響。

(4)脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器+粗煤泥干擾床+煤泥浮選工藝

該工藝采用50～0mm原煤脫泥后用無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，粗煤泥用煤泥干擾床分選，-0.3mm煤泥浮選。原煤選前脫泥，使得重介旋流器的分選壓力降低，分選精度和效率提高，合格介質(zhì)消耗量減少，對脫介環(huán)節(jié)的要求降低，同時脫泥使得物料潤濕充分，對分選有利。

(5)脫泥有壓兩產(chǎn)品重介旋流器+粗煤泥干擾床+煤泥浮選工藝

該工藝50～0mm原煤脫泥后用有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選，粗煤泥用螺旋分級機和TBS干擾床分選，-0.3mm煤泥浮選。該工藝適合于原煤含泥量高，矸石含量高，原煤難選的條件。

(6)重介淺槽分選工藝

該工藝+300mm原煤用分級篩分離出矸石和煤矸，-300mm進入淺槽重介分選機，低于介質(zhì)密度的精煤上浮溢出，高于介質(zhì)密度的矸石下降沉淀，由刮板機排出；上浮的精煤再經(jīng)過破碎，脫介后進入精煤倉，尾煤泥進入尾煤壓濾系統(tǒng)。

(7)智能干選工藝

近年來新起的煤炭智能干選，利用X光線對物料原子序數(shù)的差異識別進行原理，煤和矸石以一定厚度的物料層進去識別系統(tǒng)，系統(tǒng)識別出煤和矸石后，利用外部空壓機形成壓縮空氣，將矸石排出，而煤炭進入主洗系統(tǒng)。與傳統(tǒng)塊煤分選工藝相比，智能干選具有設(shè)備少，降低成本，管理方便，煤炭夾矸率明顯下降，且不受煤質(zhì)變化影響，分選穩(wěn)定。

三、主要工藝對比

煉焦煤作為煉焦的原料，而煉焦煤洗選工藝作為把關(guān)程序，對煉焦煤的降灰，提高產(chǎn)率，保證產(chǎn)品穩(wěn)定性等方面起到至關(guān)重要的作用。通過對現(xiàn)行主要煉焦煤工藝的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)每種工藝都能解決一定的問題，但各自依然存在不足。

1.脫泥無壓三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器+粗煤泥干擾床+煤泥浮選工藝

該工藝選前脫泥，進入重介系統(tǒng)的煤泥量少，降低了重介系統(tǒng)的壓力，同時由于煤泥量少，懸浮液中非介質(zhì)物少，介質(zhì)回收率高，降低了介質(zhì)的損耗，同時分選精度和效率增加。但此種工藝布置復(fù)雜，設(shè)計成本高，與企業(yè)投入大。

2.不脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器+小直徑煤泥重介+煤泥浮選

該工藝相較于脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器工藝，減少了脫泥環(huán)節(jié)，降低企業(yè)前期投入成本，基建投資少，工藝相對簡單，處理能力更強，分選下限更低，分選精度也有所提高。但由于不脫泥，增加了重介系統(tǒng)介質(zhì)損耗，磁性物質(zhì)回收率低，系統(tǒng)負荷重，對脫介要求更高，對細煤泥的分選造成不利影響。

四、結(jié)論與展望

通過以上內(nèi)容的總結(jié)，可以看出我國煉焦煤工藝的發(fā)展趨勢為：

1.我國煉焦煤選煤工藝已逐漸成熟，形成以脫泥重介質(zhì)旋流器主洗+粗煤泥分選+細煤泥浮選為主，不脫泥重介質(zhì)旋流器工藝為輔的趨勢，在煉焦煤降耗，產(chǎn)品穩(wěn)定性方面取得了一定的成功，工藝設(shè)計越來越成熟化，合理化，提升企業(yè)效益。

2.自動化，智能化逐漸成為新的趨勢。在國家政策的影響下，煉焦煤選煤工藝應(yīng)朝著精細化，無人化，智能方面發(fā)展，加強選煤自動化，使信息溝通更加通暢，降低煉焦煤資源的浪費；加深對新式分選理論的挖掘，研發(fā)新設(shè)備，減少人員操作，加強對設(shè)備的監(jiān)控，降低企業(yè)的成本，同時也減輕了人的勞動量。