選煤工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)淺析

齊振琨 朱江 何忠偉(貴州盤江精煤股份有限公司山腳樹礦洗煤廠， 貴州 六盤水 553533)

選煤工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)淺析

齊振琨 朱江 何忠偉(貴州盤江精煤股份有限公司山腳樹礦洗煤廠， 貴州 六盤水 553533)

煤礦生產(chǎn)中采出的原煤需經(jīng)過一系列的處理才能用于工業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常生活。當(dāng)前我國(guó)選煤工藝快速發(fā)展，選煤設(shè)備不斷優(yōu)化，提升了煤炭生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。文章對(duì)我國(guó)選煤發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，其次闡述了我國(guó)選煤工藝發(fā)展現(xiàn)狀，然后對(duì)未來(lái)的工藝發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行總結(jié)，供相關(guān)人士參考。

發(fā)展背景；工藝現(xiàn)狀；選煤設(shè)備

0 引言

選煤是指應(yīng)用一系列的物理及化學(xué)工藝從原煤中篩選出符合工業(yè)生產(chǎn)以及人民生活使用標(biāo)準(zhǔn)的精煤，本質(zhì)上來(lái)說就是剔除原煤中的有害物質(zhì)，如硫分、磷分、灰分以及水分等，同時(shí)對(duì)伴生礦物進(jìn)行回收，充分發(fā)揮煤炭資源的利用價(jià)值。在原煤選擇過程中，需對(duì)可選性的影響因素進(jìn)行綜合考量，如煤的巖相組成、煤礦組分類型、組分所占比例、組分性質(zhì)和煤炭分布等。由此可知，選煤工藝的實(shí)施可保證煤炭的產(chǎn)品質(zhì)量，通過煤炭物質(zhì)分析與篩選實(shí)現(xiàn)了煤炭資源的綜合利用，有利于煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

1 我國(guó)選煤發(fā)展現(xiàn)狀

2005年至2016年，我國(guó)原煤的入選量從7.0億噸增長(zhǎng)至25.1億噸，詳細(xì)數(shù)據(jù)如表1所示，實(shí)現(xiàn)了煤炭工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃至2016年全國(guó)原煤入選率達(dá)65%的發(fā)展目標(biāo)。此外，選煤廠發(fā)展規(guī)?？焖贁U(kuò)大，工藝操作更具靈活性。諸多大型選煤廠建設(shè)投資較少，生產(chǎn)流程更為精簡(jiǎn)，運(yùn)行維護(hù)難度較低[1]。據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，截至2016年，我國(guó)規(guī)模以上選煤廠已有2000座，很多新建超大型選煤廠設(shè)計(jì)選煤能力達(dá)1000萬(wàn)噸的選煤廠共57處，設(shè)計(jì)入選能力已超過6.5億噸，占據(jù)全國(guó)原煤入選總能力25%以上。再次，我國(guó)大量引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的選煤設(shè)備，促進(jìn)了選煤技術(shù)以及設(shè)備的進(jìn)步，在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)線外，基于我國(guó)國(guó)情形成了可以適用于不同煤炭類型、生產(chǎn)規(guī)模以及選煤工藝的選煤廠標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)流程以及個(gè)性化設(shè)計(jì)方案，在縮短了設(shè)計(jì)周期的同時(shí)，設(shè)計(jì)質(zhì)量、建設(shè)以及管理水平也有所提升。

2 選煤工藝現(xiàn)狀

2.1 跳汰法

跳汰機(jī)主要分為定篩式和動(dòng)篩式兩種。其中定篩式跳汰機(jī)已經(jīng)發(fā)展成熟，包括全自動(dòng)排料系統(tǒng)以及智能電控系統(tǒng)，自動(dòng)化程度較高。盡管重介質(zhì)選煤工藝的出現(xiàn)與應(yīng)用對(duì)于跳汰選煤工藝造成了一定的沖擊，但不會(huì)對(duì)跳汰選煤工藝的信息化、智能化及大型化發(fā)展造成影響。從微觀角度來(lái)說，該工藝中單機(jī)的處理能力有所提升，分選更加準(zhǔn)確和高效。另外，在實(shí)際使用時(shí)，可以依據(jù)煤質(zhì)以及產(chǎn)品的處理要求采用兩段或三段式配置模式，設(shè)備的單臺(tái)面積為6～36m2，而36m2的跳汰機(jī)已經(jīng)運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)，處理能力可達(dá)500～650t/h，不完善度I≤0.16，符合當(dāng)前的煤礦生產(chǎn)需求。

表1 我國(guó)原煤入選量及入選比例

2.2 重介法

所謂重介法就是應(yīng)用密度在精煤與煤矸石之間的重介質(zhì)懸浮劑，基于阿基米德原理進(jìn)行分選。該工藝中使用的重介質(zhì)是人工制造的特殊材料，屬于消耗性資源，從綠色環(huán)保角度來(lái)說，介質(zhì)的制備、回收利用以及介質(zhì)性質(zhì)的穩(wěn)定性是該工藝的關(guān)鍵所在。重介質(zhì)工藝實(shí)施之初需先選擇一種重質(zhì)介質(zhì)，將其和煤料按一定的投放速度置于分選設(shè)備中，依據(jù)密度的差異可將煤分為重產(chǎn)物和輕產(chǎn)物。當(dāng)前，較為常見的重介法如下：(1)塊煤重介質(zhì)選機(jī)——末煤重介質(zhì)旋流器分選工藝，該工藝可滿足大型煤場(chǎng)的生產(chǎn)要求，使用重介質(zhì)對(duì)塊煤以及末煤進(jìn)行分離。但是該工藝操作復(fù)雜，管理難度高，成本相對(duì)其他工藝來(lái)說也更高。(2)跳汰粗選——重介質(zhì)旋流精選工藝。與上述工藝相比，在流程中增加了一個(gè)跳汰粗選步驟，采用跳汰排矸環(huán)節(jié)，而排矸的密度可達(dá)1180kg/L，可以弱化煤矸石含量變化對(duì)于重介質(zhì)旋流器的不利影響，也可以有效減少重介質(zhì)的使用量以及設(shè)備損耗。重介淺槽排矸工藝操作中最為關(guān)鍵的設(shè)備就是重介淺槽分選機(jī)。重介淺槽工藝的主要特點(diǎn)是分選效率高，可達(dá)98%，適用范圍廣，對(duì)6～300mm的粒徑煤均可使用，也可與其他工藝聯(lián)合應(yīng)用；重介質(zhì)旋流器二次分選工藝充分利用旋流器，提升了精煤的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率。

2.3 浮選法

浮選機(jī)主要是對(duì)煤泥進(jìn)行分選。當(dāng)前市場(chǎng)上較為流行的是機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，該設(shè)備為自吸空氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī)，可以依據(jù)煤種入浮煤泥的粒度、可浮性、入料濃度變化對(duì)工藝進(jìn)行調(diào)整，設(shè)備的適用性較強(qiáng)。機(jī)械攪拌式浮選機(jī)選用“假底下吸、周邊串流”的入料方式，采用雙層傘形葉輪以及槽內(nèi)穩(wěn)流板，建立了槽內(nèi)礦漿“W”型立體循環(huán)體系，可以滿足大量物料浮選要求[2]。

2.4 干擾床分選機(jī)

干擾床分選機(jī)的主要功能是對(duì)粒群進(jìn)行分選。其工作原理與密度、速度有關(guān)。當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)上升速度位于高密度顆粒和低密度顆粒沉降速度中間值的流體，受其影響，密度較高和較低的顆粒會(huì)分別在上升流體中出現(xiàn)沉降及上浮的現(xiàn)象，由此干擾床分選機(jī)對(duì)粒群進(jìn)行分選。目前干擾床分選機(jī)在選煤工藝中具體體現(xiàn)出的長(zhǎng)處包括能夠適應(yīng)入料煤質(zhì)的變化、分選效率得以保證等。

3 選煤工藝發(fā)展趨勢(shì)分析

(1)原煤入選比例會(huì)不斷提升。近些年我國(guó)煤炭生產(chǎn)企業(yè)大力建設(shè)新型、大規(guī)?；x煤廠，煤炭產(chǎn)業(yè)鏈日益完善，且不斷拓展，產(chǎn)品煤類型日益多樣，應(yīng)用更為廣泛。

(2)選煤廠大型化特征日益凸顯。因?yàn)榇笮?、超大型選煤廠的生產(chǎn)能力更強(qiáng)，且可以實(shí)施集中式管理，建立綜合園區(qū)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，加強(qiáng)各企業(yè)之間的合作。

(3)我國(guó)為了保證煤炭生產(chǎn)的合法，需關(guān)閉部分地方小型煤礦，以及生產(chǎn)規(guī)模小、工藝落后、生產(chǎn)設(shè)施不齊全的選煤廠。對(duì)產(chǎn)業(yè)內(nèi)部進(jìn)行綜合整治，對(duì)資源進(jìn)行整合，廣泛建設(shè)配套設(shè)施。

(4)國(guó)產(chǎn)設(shè)備的大型化。我國(guó)現(xiàn)代化選煤廠中應(yīng)用的大型設(shè)備主要有破碎機(jī)、重介淺槽、離心機(jī)、磁選機(jī)、濃縮機(jī)等，但是多為進(jìn)口采購(gòu)，采購(gòu)成本較高。因此，需加強(qiáng)我國(guó)技術(shù)研發(fā)力度，同時(shí)對(duì)原有純進(jìn)口的選煤設(shè)備關(guān)鍵部件進(jìn)行本土化生產(chǎn)與組裝，這樣可以減少設(shè)備造價(jià)，也可提供全壽命周期售后服務(wù)。國(guó)產(chǎn)選煤設(shè)備如定篩跳汰機(jī)、加壓過濾機(jī)、隔膜壓濾機(jī)等生產(chǎn)均已成熟，往后需對(duì)大型破碎機(jī)、振動(dòng)篩、離心機(jī)、磁選機(jī)、重介淺槽、沉降離心機(jī)、疊層分級(jí)篩等設(shè)備的本土化生產(chǎn)予以關(guān)注。

(5)選煤廠生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提升。自動(dòng)化建設(shè)對(duì)選煤廠生產(chǎn)效率的提升、生產(chǎn)安全保障以及管理維護(hù)工作的實(shí)施具有重要意義。為此，我國(guó)選煤廠建設(shè)需對(duì)管理層面、控制層面的計(jì)算機(jī)邏輯控制進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)電氣元件、機(jī)械部件、液壓元件以及氣動(dòng)元件運(yùn)行的跟蹤觀察，保證生產(chǎn)效率。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，提高煤產(chǎn)品質(zhì)量以及煤炭資源利用率的前提是優(yōu)化選煤工藝，如此便能夠提高選煤流程的工作效率，保證選煤企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，另一方面也能節(jié)約資源，降低能耗。因此選煤企業(yè)要對(duì)選煤設(shè)備的各個(gè)裝置進(jìn)行深入研究，并對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行剖析，將兩者相結(jié)合進(jìn)行研發(fā)，不斷優(yōu)化選煤設(shè)備，以此來(lái)提高本企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益。

[1]張瑞文.三產(chǎn)品重介質(zhì)選煤工藝在安泰選煤廠的應(yīng)用[J].潔凈煤技術(shù)，2015，(05)：31-34.

[2]金思生，張瑞文.金海洋選煤廠工藝設(shè)計(jì)探討[J].煤炭加工與綜合利用，2014，(03)：34-37.

齊振琨(1987- )，男，黑龍江雞西人，本科，從事煤化工、選煤工藝。