煤炭洗選工藝技術的應用及改造分析

楊 飛

(神華準格爾能源有限責任公司 選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

煤炭是當前世界的主要能源。隨著選煤行業(yè)的快速發(fā)展，我國目前已成為世界領先的選煤大國。由于煤炭在使用過程中易對環(huán)境造成污染，許多國家都在致力于新能源開發(fā)和利用的研究工作，但是在短時間內(nèi)，仍無法替代煤炭的作用。因此，提高煤炭的利用率、改進洗選工藝還是目前研究的重點，尤其是提高煤炭的回收率更是選煤行業(yè)的重要研究方向。

1 煤炭洗選工藝技術發(fā)展趨勢

先進的煤炭洗選工藝技術不但對選煤行業(yè)非常重要，同時也是整個煤炭行業(yè)必不可少的環(huán)節(jié)，對我國煤炭資源綜合利用和可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。我國的煤炭洗選工藝技術在不斷的發(fā)展與進步中，也取得了豐碩的成績。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國的選煤廠數(shù)量及處理能力都位于世界前列。改革開放以來，我國生產(chǎn)及經(jīng)過深加工的煤炭，為各行各業(yè)提供了豐富的能源原料，推動了我國煤炭資源的綜合利用和可持續(xù)發(fā)展；優(yōu)質(zhì)的煤炭能源提高了選煤行業(yè)的經(jīng)濟效益，為我國煤炭行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟提供了良好的條件。煤炭洗選工藝技術的進步，為我國經(jīng)濟的發(fā)展做出了非常重要的貢獻。同時為了更好的滿足市場需求，對選煤廠的洗選工藝提出了更高的要求。

2 煤炭洗選工藝技術應用分析

2.1 哈爾烏素煤礦原煤性質(zhì)

煤炭的可選性是依據(jù)其在洗選工藝中原煤的分選密度進行分類的，當原煤的理論分選密度為1.6 g/cm3時，原煤將極易洗選；當原煤的理論分選密度為1.5 g/cm3時，原煤將易洗選；當原煤的理論分選密度為1.4 g/cm3時，原煤將極難洗選。在洗選工藝方式的確定上，煤炭的各種數(shù)據(jù)分析起到?jīng)Q定性的作用。在煤炭洗選工藝中，重介質(zhì)淺槽分選機廣泛應用，該種工藝具有比較簡單、容易實現(xiàn)自動化管理等多項其他工藝無法實現(xiàn)的特點。

以哈爾烏素露天煤礦選煤廠為例，其原煤主要來自哈爾烏素露天礦。哈爾烏素露天煤礦可采原煤儲量17.3億t，煤層平均厚度為21.01 m，全礦平均剝采比為6.626 m3/t，設計服務年限79 a。首采區(qū)原煤儲量6.36億t，平均剝采比為4.099 m3/t，服務年限32 a。該煤礦的原煤煤質(zhì)為中灰、低硫、特低磷、較高揮發(fā)分、中高發(fā)熱量、高灰熔點的長焰煤，是優(yōu)質(zhì)的動力用煤。配套選煤廠的洗選工藝為：采用脫泥篩脫泥，重介質(zhì)淺槽分選機分選13～200 mm原煤，產(chǎn)品經(jīng)脫介篩脫介、破碎機破碎等，煤泥通過壓濾系統(tǒng)處理。原煤中的末原煤通過原煤分級篩分級后作為產(chǎn)品，滿足市場需求。

2.2 哈爾烏素選煤廠洗選工藝流程及設備

哈爾烏素露天煤礦選煤廠屬于特大型動力煤選煤廠，是哈爾烏素露天煤礦的配套項目，于2008年建成投產(chǎn)，最初設計生產(chǎn)原煤20 Mt/a，選用重介淺槽洗選系統(tǒng)。2011年進行擴能改造，新增能力10 Mt/a，已于2012年12月正式投產(chǎn)。全廠設備按功能分為原煤破碎系統(tǒng)3套、篩分系統(tǒng)6套、洗選系統(tǒng)6套、煤泥水處理系統(tǒng)3套、裝車系統(tǒng)2套、配套的采制化系統(tǒng)1套以及相配套的供配電系統(tǒng)，共284臺(套)主要生產(chǎn)設備。

3 煤炭洗選工藝技術改造分析

3.1 煤炭洗選工藝方法的選擇

哈爾烏素露天煤礦的原煤含泥量及高嶺土較多，重介旋流器分選工藝和跳汰分選工藝都不適合該煤質(zhì)，為此，選煤廠采用重介淺槽的洗選工藝方式。選煤廠根據(jù)原煤的優(yōu)劣通過6套系統(tǒng)分別洗選，4套系統(tǒng)洗選劣煤，2套系統(tǒng)洗選優(yōu)煤。

3.2 煤炭洗選工藝的改造

3.2.1 洗選工藝技術改造

由于哈爾烏素露天煤礦的原煤含煤泥和高嶺土相對較多，在正常洗選中，原煤中所含的煤泥和高嶺土進入脫泥篩中，脫泥篩不能完全處理。在進入重介淺槽和脫介篩后，對脫介篩的脫介能力影響較大，導致商品煤中含介量較高，再加上系統(tǒng)大量分流，分流的合格介質(zhì)中煤泥含量也高，造成磁選機工作負荷加大，不能完全處理，導致介質(zhì)損耗加大。

為解決上述問題，進行了如下工藝改造：在脫泥篩的后段增加兩道噴水，對原煤充分脫泥，從而使進入重介淺槽的煤泥量減少。工藝改造后，采用預先加大脫泥的方法，減小進入重介淺槽和脫介篩中的煤泥量，降低了商品煤中的含介量。當合格的介質(zhì)懸浮液進入重介淺槽后，煤炭經(jīng)過分選得到精煤和矸石，經(jīng)固定篩和脫介篩處理后的精煤進入破碎機、離心機，生產(chǎn)出合格的商品煤。脫介篩合格段的篩下水全部進入合格介質(zhì)桶回收使用；合介桶分流出的介質(zhì)和脫介篩稀介段的篩下水進入稀介桶，通過稀介泵進入相對應的磁選機中，進行回收使用；磁選機的精礦進入合格介質(zhì)桶，尾礦進入煤泥水系統(tǒng)。煤泥水進入旋流器進行分級，底流段進入粗煤泥回收用弧形篩處理后，經(jīng)過煤泥離心機脫水產(chǎn)出商品煤，旋流器溢流細煤泥則通過加壓過濾機處理，最終成為商品煤。

洗選工藝技術改造后，有效地提高了介質(zhì)的回收率，降低了選煤廠噸煤洗選成本。

3.2.2 煤炭洗選工藝設備改造

在設備的選型中，考慮選用當前最先進設備，同時也關注設備的關鍵部件是否為最先進、最節(jié)能。主要趨向于選煤廠生產(chǎn)規(guī)模和工藝系統(tǒng)相匹配的大型數(shù)字化設備，在對大型數(shù)字化設備充分了解后，在原有設備的基礎上進行系統(tǒng)的簡化，使更新后的設備能充分發(fā)揮優(yōu)勢，并且要求設備的管理和檢修方便。對于同一類型的設備和零部件，著重考慮設備的生產(chǎn)廠家和設備零部件的通用性和互換性，減少備用設備和零部件的數(shù)量和種類，同時要方便管理與檢修。因為選煤廠的生產(chǎn)工藝具有連續(xù)作業(yè)的特點，所以在設備選型過程中，要從選煤廠的生產(chǎn)工藝總體考慮，進行設備和零部件的選型，使選煤廠安全可靠的運行。在煤炭行業(yè)的飛速發(fā)展中，煤炭燃燒所產(chǎn)生的環(huán)境污染越來越嚴重，所以在設備的選型過程中要注意是否達到國家環(huán)保規(guī)定，滿足國家要求的各項指標，以推動我國煤炭資源的綜合利用和可持續(xù)發(fā)展。

3.3 煤炭洗選工藝自動化升級改造

在當前自動化、數(shù)字化的飛速發(fā)展的背景下，先進設備、儀器和技術的使用可使選煤廠易于實現(xiàn)自動化、數(shù)字化，并在有效保障生產(chǎn)安全、高效的前提下，達到減員增效的目的。在煤炭洗選工藝自動化升級改造設計中，在設備可靠運行的基礎上，配合先進的控制技術，加強控制軟件的可操作性。

4 結(jié) 語

重介淺槽分選是目前煤炭洗選工藝技術中最有效的方法。國家在保證環(huán)保和煤炭企業(yè)效益的前提下，不斷進行煤炭開采工藝、選煤生產(chǎn)工藝等方面的改進與創(chuàng)新，對于不斷加強煤炭資源的綜合利用和可持續(xù)發(fā)展，具有重要的推動意義。