淺談中國選煤技術(shù)現(xiàn)狀

康凱+高志鵬+孟如奔

【摘 要】 本文簡要介紹了我國選煤現(xiàn)狀，對(duì)主要選煤技術(shù)：跳汰、重介、浮選技術(shù)特點(diǎn)及設(shè)備進(jìn)行了評(píng)述，并對(duì)常規(guī)煉焦和動(dòng)力選煤工藝進(jìn)行了簡單介紹，最后分析了選煤技術(shù)的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】 選煤技術(shù) 工藝 發(fā)展趨勢

我國煤炭資源豐富，保守資源量10202億噸，根據(jù)煤炭資源預(yù)測與評(píng)價(jià)，中國的煤炭資源為5.6萬億噸，位居世界第一。其中，焦煤和非焦煤儲(chǔ)量分別為2690億噸和7329億噸，占總探明儲(chǔ)量的26.85%和73.15%。煤炭是中國的主要能源，也是中國發(fā)展有機(jī)化工的最豐富、最可靠的資源。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)[1-2]，我國在“十一五”期間，煤炭的生產(chǎn)和消費(fèi)量增加到25億噸，到2020年的時(shí)候可能達(dá)到30億噸。雖然近年來煤炭資源在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例由1996年的74.6%下降到2010年的62%，但是預(yù)計(jì)到2050年這一比例年將保持在50%的水平，也就是說在未來幾十年，煤炭仍是我國的主要能源之一。隨著近年來煤炭潔凈利用的加速發(fā)展，中國的選煤技術(shù)及選煤廠的設(shè)計(jì)和建設(shè)已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

1 我國主要選煤現(xiàn)狀

大部分國家對(duì)煤炭洗選非常重視，尤其是發(fā)達(dá)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%，德國甚至達(dá)到95%以上。隨著煤炭加工利用的重視以及煤炭入洗率的提高，有力的推動(dòng)了選煤技術(shù)的發(fā)展。目前，我國原煤入選比例約50%，在主要產(chǎn)煤國家中是較低的，并且動(dòng)力煤的入選比例只有30%左右?！笆濉币?guī)劃要求原煤入選比例提高到60%，到2020年提高到70%，今后重點(diǎn)是提高動(dòng)力煤入選比例。

2 主要選煤技術(shù)

2.1 跳汰選煤

跳汰選煤是主要的煤炭分選工藝，它的優(yōu)點(diǎn)在于工藝流程簡單、設(shè)備操作維修方便、處理能力大且有足夠的分選精確度；另外，跳汰選煤入料粒度范圍寬，能處理15mm～150mm粒級(jí)原料煤。跳汰選煤的適應(yīng)性較強(qiáng)，主要應(yīng)用于洗選中等難選到易選的煤種。是否采用跳汰方法選煤關(guān)鍵看原煤的可選性，原則上中等可選、易選的和極易選原煤都應(yīng)采用跳汰選煤方法。難選煤是用跳汰選還是用重介選，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定，對(duì)極難選煤，應(yīng)采用重介選煤方法，以求得高質(zhì)量和高效益。

選煤常用的跳汰機(jī)有定篩式跳汰機(jī)和動(dòng)篩跳汰機(jī)，其工作原理與結(jié)構(gòu)各不相同。動(dòng)篩跳汰做為選煤廠的預(yù)排矸和取代人工手選作用獲得了選煤界的廣泛認(rèn)可，近年來得到了迅速的推廣。跳汰技術(shù)的發(fā)展是朝著設(shè)備大型化、降低制造和運(yùn)行成本、更加精確地實(shí)現(xiàn)分選、提高單機(jī)及系統(tǒng)的自動(dòng)化程度等方向進(jìn)行。

2.2 重介選煤

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(yīng)性強(qiáng)、分選粒度范圍寬、處理能力大、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等特點(diǎn)。

重介質(zhì)選煤用的設(shè)備主要有重介質(zhì)分選機(jī)和重介質(zhì)旋流器，上世紀(jì)我國使用的塊煤重介質(zhì)分選機(jī)多為斜輪、立輪分選機(jī)。90年代初，我國首次從美國引進(jìn)了重介質(zhì)刮板分選機(jī)，由于該設(shè)備具有易操作、易維護(hù)、低投資和高效率等特點(diǎn)，在我國很快得到認(rèn)可。目前，我國新建選煤廠塊煤分選工藝多采用重介淺槽和動(dòng)篩跳汰機(jī)。和動(dòng)篩跳汰機(jī)相比，重介淺槽分選機(jī)在價(jià)格和分選精度上有優(yōu)勢，且具有分選精度高，塊煤破碎率低，矸石帶煤量少的優(yōu)勢。

重介質(zhì)旋流器方面，國外由于原煤煤質(zhì)好，只需排矸即可得到合格的低灰精煤產(chǎn)品，因此，有壓給料兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器是國外研究開發(fā)的重點(diǎn)[3]。三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器在前蘇聯(lián)研制成功，但在中國得到發(fā)展。中國三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器的研制和應(yīng)用居世界前列，特別是大直徑無壓給料三產(chǎn)品旋流器。

2.3 浮選選煤

浮選工藝是利用礦物表面的物理化學(xué)性質(zhì)的差別分選礦物顆粒的作業(yè)過程，是一種應(yīng)用非常廣泛的選煤方法。在各類浮選設(shè)備中，機(jī)械攪拌式浮選機(jī)占主導(dǎo)地位，占據(jù)浮選設(shè)備市場份額的75%，其次為浮選柱占15%，其他類型浮選機(jī)占10%。

在金屬礦浮選領(lǐng)域，浮選機(jī)最大容積達(dá)到200m3，目前已發(fā)展到300m3，主要廠家有芬蘭Outkump、美國Wemco浮選機(jī)等。在選煤領(lǐng)域，國外煉焦煤選煤廠分選≤0.5mm煤泥的主要方法是浮選，主導(dǎo)機(jī)型為機(jī)械攪拌式，單槽容積最大達(dá)100m3。由于國外入浮煤泥的可浮性好，因此，多采用淺槽型，單位處理能力大、功耗低。目前國內(nèi)用于選煤的浮選機(jī)最大容積只有45m3，最常用的是24m3。

3 我國常規(guī)選煤工藝

3.1 常規(guī)煉焦選煤廠選煤工藝

煉焦煤選煤廠的主要加工方法，目前仍以跳汰選、重介選為主。分選工藝系統(tǒng)主要有兩種：一種是分級(jí)入選，即原煤經(jīng)分級(jí)和脫泥，≥13mm粒級(jí)塊煤重介質(zhì)分選機(jī)分選；13～0.5mm粒級(jí)末煤重介質(zhì)旋流器分選；≤0.5mm粒級(jí)煤泥浮選機(jī)分選。另一種是原煤經(jīng)破碎到-50mm以下，并脫除0.5mm級(jí)細(xì)粒級(jí)煤泥；50～0.5mm粒級(jí)重介質(zhì)旋流器分選；≤0.5mm粒級(jí)煤泥浮選機(jī)分選。前者多用于大型選煤廠，后者多用于中小型選煤廠。

3.2 常規(guī)動(dòng)力選煤廠選煤工藝

動(dòng)力煤入洗流程一般都是分級(jí)入洗，≥13mm的塊煤用重介淺槽分選機(jī)分選，13～3mm的末煤用重介質(zhì)旋流器分選，3～0.5mm粗煤泥用TBS或螺旋分選機(jī)分選，-0.25mm細(xì)煤泥直接用壓濾機(jī)回收。還有一種流程是將≥25mm的塊煤進(jìn)行動(dòng)篩排矸，25～3mm的末煤用重介質(zhì)旋流器分選，粗煤泥與細(xì)煤泥選別方法與前面相同。根據(jù)用戶要求，有的洗煤廠-13mm的末煤不洗就直接作為末原煤。

4 我國選煤技術(shù)發(fā)展的趨勢

4.1 原煤入洗比例將會(huì)進(jìn)一步提高

我國煤炭工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中指出，要大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，促進(jìn)資源高效清潔利用。目前，我國原煤入選比例約50%，在主要產(chǎn)煤國家中是較低的，并且動(dòng)力煤的入選比例只有30%左右?！笆濉币?guī)劃要求原煤入選比例提高到60%，到2020年提高到70%，因此煤炭洗選加工量將繼續(xù)增加，今后重點(diǎn)是提高動(dòng)力煤入選比例。

4.2 重選比例逐漸增大

選煤方法的大致走向是：重介選將占主要地位，跳汰選仍是易選煤的首選[4]，浮選粒度上限將會(huì)降低至0.2mm左右，其余的選煤技術(shù)可以在特定的時(shí)候使用。自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的提高讓現(xiàn)代選煤操作更加簡單易操作，同時(shí)還能減少煤炭的消耗，節(jié)省資源。重介選煤方法已經(jīng)變得更加容易操作，不再像以前那樣難以控制。

4.3 對(duì)國產(chǎn)選煤設(shè)備的完善提出更高要求

隨著選煤廠規(guī)模的大型化，選煤設(shè)備的大型化也是一個(gè)主要發(fā)展趨勢，大型設(shè)備的使用有利于選煤生產(chǎn)的系統(tǒng)簡單化，以及降低人員投入，加大生產(chǎn)效率。另一方面，雖然近幾年我國國產(chǎn)設(shè)備在選煤廠建設(shè)中也占有一定市場，然而，例如重介淺槽分選機(jī)、香蕉篩等很多關(guān)鍵設(shè)備市場仍然由國外進(jìn)口設(shè)備占領(lǐng)，國產(chǎn)設(shè)備工作的穩(wěn)定性、使用壽命等方面和國外設(shè)備仍然有很大差距，同時(shí)關(guān)鍵設(shè)備的核心技術(shù)大多數(shù)都停留在引進(jìn)和仿制階段，缺乏自主創(chuàng)新和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。因此選煤技術(shù)的發(fā)展也必將對(duì)選煤設(shè)備高效性、穩(wěn)定性、大型化等方面提出更高的要求。

5 結(jié)語

根據(jù)我國能源資源條件，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及世界能源形勢，在未來的數(shù)十年內(nèi)，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)不會(huì)改變，而且煤炭在未來能源中的地位將更加重要。能否高效、潔凈的開發(fā)和利用煤炭資源，已成為解決能源持續(xù)的戰(zhàn)略課題。通過提高煤炭的入洗量，提高產(chǎn)品煤質(zhì)量，減少燃煤造成的大氣污染，走以環(huán)保、節(jié)能為一體的可持續(xù)發(fā)展道路，已成為國家的一項(xiàng)基本政策。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝廣元，張明旭，邊炳鑫，樊民強(qiáng).等.選礦學(xué)[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005.

[2]武樂鵬，楊立忠，解國輝.選煤技術(shù)的發(fā)展[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009（14）：121-122.

[3]劉文欣.中國選煤工業(yè)現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢[J].煤炭工程，2010（11）：16-18.endprint