淺析選煤技術及其發(fā)展

畢玉龍

[摘要]煤炭一直是我國能源體系的主要占有者，其質(zhì)量的高低直接關系到利用率，環(huán)境污染，資源浪費等重大問題，與此同時，選煤技術，潔凈煤技術的發(fā)展就顯得尤為重要，大力發(fā)展選煤，潔凈煤技術是在必行。

[關鍵字]能源 發(fā)展 選煤

引言：我國煤炭資源豐富.在未來幾十年內(nèi)，煤炭仍將是我國的主要能源之一，但是在煤炭為國民經(jīng)濟發(fā)展作出巨大貢獻的同時，由于大部分原煤未經(jīng)加工，不僅轉(zhuǎn)化利用效率低、資源浪費大，而且給環(huán)境帶來嚴重的污染。如何做好煤炭的分選加工、潔凈利用、保護生態(tài)環(huán)境，充分利用優(yōu)質(zhì)煤炭資源，提高經(jīng)濟效益，是實施國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容之一。選煤是潔凈煤技術的源頭和基礎。也是適合我國當前經(jīng)濟狀況的一項最有效的潔凈煤技術。

一、國內(nèi)外選煤技術的發(fā)展

目前，大部分同家對煤炭洗選非常重視，尤其是發(fā)達國家?，F(xiàn)在世界原煤平均入選比例在50%左右，一些國家甚至超過80%。這些國家的精煤產(chǎn)品質(zhì)量高，除有的國家原煤易選外，主要原因是工藝系統(tǒng)合理，設備性能可靠；再一個原因是，在一些國家，重介選工藝逐漸升到主導地位。美國在20世紀80年代。重介選占31%；跳汰選占49%，到1996年，重介選升到45%，跳汰選下降到35%。澳大利亞跳汰選使用量很少，甚至不用。但德國由于煤易選，且巴達克跳汰機技術成熟，跳汰選一直是主要選煤方法。另外應引起注意的是，目前以重介選為主的國家里，由于大直徑旋流器（直徑l.4m左右）及微細介質(zhì)旋流器的出現(xiàn)，有以重介旋流器為主的趨勢。這種大直徑旋流器的入料粒度上限可達到100mm，下限為3mm，只要對原煤適當破碎，可完全取代重介分選機和跳汰機。這種情況在美國和澳大利亞十分明顯。

我國選煤工業(yè)起步較晚，20世紀50年代才開始建立起自己的選煤工業(yè)。2004年我國的原煤產(chǎn)量為19.6億t，正常運行的選煤廠有2000余座，其中中型以上選煤廠390余座；選煤設計能力7.5億t/a，實際生產(chǎn)能力6.0億t/a。實際原煤入洗率為32%。2005年的原煤產(chǎn)量為19.6億t，原煤人選量為7.03億t.人選率為33%。盡管如此，我國原煤入選比例還是主要產(chǎn)煤國家中最低的。在我國，采用的選煤方法主要構成為：重介質(zhì)選煤36%.跳汰選煤39%，浮選12%，其他選煤13%。自20世紀90年代以來重介選煤方法發(fā)展很快，由“八五”初期的23%上升到“十一五”末的40%左右，并且逐年呈上升趨勢。

二、我國主要選煤技術發(fā)展趨勢

選煤是應用物理、物理化學、化學或微生物等方法將原煤脫灰、降硫并加工成質(zhì)量均勻、用途不同的各品種煤的煤炭加工技術，是提高煤炭利用效率、減少污染物排放的最經(jīng)濟、有效的途徑。

我國地域廣闊，煤炭資源豐富，煤種齊全，煤質(zhì)變化大，隨著國際能源消費結構向煤炭消費方向的調(diào)整和環(huán)境保護意識的日益增強，我國越來越重視煤炭的洗選加工，從而有力地推動了選煤技術的發(fā)展。

為了進一步改善和提高選煤效果，各主要產(chǎn)煤省份都把注意力放在改進工藝、研制和采用新型、高效的洗選設備以及提高自動化水平方面。我國選煤技術的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，煤炭洗選加工量將繼續(xù)增加，并呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢；第二，選煤廠向大型化，多元化發(fā)展，以適應不同煤質(zhì)的需要；第三，工藝流程不斷簡化，自動化程度不斷提高；第四，重介旋流器與浮選機的聯(lián)合洗選工藝趨向代替跳汰與浮選聯(lián)合洗選工藝；第五，干法選煤，復合式干法選煤應用比例在加大；第六，各種選煤技術將被不斷開發(fā)發(fā)與應用，并將出現(xiàn)工業(yè)化的超潔凈煤分選技術的廣泛應用。

對于三大選煤方法，其發(fā)展趨勢表現(xiàn)出各自的特點。

（一）重介選煤技術

重介選煤是一種高效率的重力選煤方法，具有可高效率地分選難選煤和極難選煤、分選密度調(diào)節(jié)范圍寬、適應性強、分選粒度范圍寬、處理能力大、實現(xiàn)自動控制等特點。目前，我國重介選煤的旋流器及其工藝明顯地向兩極方向發(fā)展：一是提高入料上限，二是明顯降低分選下限，利用小直徑旋流器，在高離心力場下可分選0.5mm以下的煤泥。在工藝流程方面，重點發(fā)展原煤不脫泥入選和小直徑重介旋流器處理細粒煤，以及將兩種工藝加以綜合的復選工藝，重介分選技術的今后發(fā)展重點和趨勢主要表現(xiàn)在對介質(zhì)的改進，以及開發(fā)新型、高效的旋流器。

（二）跳汰選煤技術

跳汰選煤是主要的煤炭分選工藝，它的優(yōu)點在于工藝流程簡單、設備操作維修方便、處理能力大。另外，跳汰選煤入料粒度范圍寬，能處理5mm～300mm粒級原料煤。跳汰選煤的適應性較強，主要應用于洗選中等難選到易選的煤種。在我國使用較多的國產(chǎn)跳汰機有SKT系列、X系列篩下空氣室跳汰機。以目前來看，跳汰技術的發(fā)展是朝著設備大型化、降低生產(chǎn)成本、更加精確地實現(xiàn)分選、提高設備自動化程度等方向進行。

（三）浮選選煤技術

浮游選煤是利用物料表面潤濕性的差異分選礦物顆粒的過程，是一種應用非常廣泛的選煤方法。生產(chǎn)實踐證明，不同粒級的煤泥在浮選中的速度和可浮性存的較大的差異。因此，浮選工藝的一個發(fā)展方向是，采用分級入浮方式處理，即將煤泥可分為3個級別：粗粒級（+0.25mm）、中等粒級（0.25mm-0.045mm）、細粒級（-0.045mm）。另外，對新型浮選劑的研發(fā)也尤為重要，浮選劑的主要作用是提高煤粒表面疏水性和煤粒在氣泡上黏著的牢固度，在礦漿中促使形成大量氣泡，防止氣泡兼并改善泡沫的穩(wěn)定性，使煤粒有選擇性地黏著氣泡而上浮，調(diào)節(jié)煤與礦物雜質(zhì)的表面性質(zhì)，提高煤泥的浮選速度和選擇性。近年來對煤泥浮選藥劑的研究主要致力于兩個方面：一是煤泥浮選促進劑.二是復合浮選藥劑。在這兩個方面，我國專家學者通過不懈努力已經(jīng)取得了豐碩成果。

三、我國選煤工業(yè)存在的問題

盡管我國煤炭洗選加工業(yè)得到了長足發(fā)展，選煤技術有了較大進步，但與發(fā)達國家相比還存在很大差距，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

（1）原煤入選比例低且發(fā)展不平衡。部分原煤入選比例低，且選廠規(guī)模??；煉焦精煤灰分偏高，不能滿足國內(nèi)市場需求；動力煤入選比例低，動力煤配煤技術滯后。

（2）設備規(guī)格少，處理能力低。我國選煤設備大都低于國際先進水平，而且設備可靠性差，返修率高，處理能力小，產(chǎn)品質(zhì)量不高，品種單一，洗選效率低。

（3）自動化水平低。我國選煤廠70%實現(xiàn)了集中控制，少數(shù)廠微機直接參與控制生產(chǎn)。重介自動化基本解決。跳汰機單機自動化和浮選自動化還需進一步改進，特別是在線自動檢測技術僅在部分國有選煤廠使用，遠落后于世界水平。

（4）環(huán)保意識差，副產(chǎn)品利用率低。煤炭洗選總量和副產(chǎn)品產(chǎn)量與環(huán)境容量不平衡，節(jié)約能源和資源有效回收利用意識不夠。

四、結語

隨著煤炭生產(chǎn)和消費量進一步增長，為了改善環(huán)境，提高煤炭利用率和減少對環(huán)境的污染排放成為重中之重。因此，許多發(fā)達國家高度重視選煤技術與設備的發(fā)展，不斷提高煤炭的入選率。我國也出臺了相應的規(guī)劃和政策，實施潔凈煤技術戰(zhàn)略，推進潔凈煤技術的產(chǎn)業(yè)化，大力發(fā)展煤炭分選加工。這正是提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益，保證國家能源安全和可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

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[4]吳壽培，劉炯天.采煤選煤概論（M）.北京：煤炭工業(yè)出版社，1992.

（作者單位：蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術學院甘肅蘭州）