洗煤機(jī)械工藝以及常見(jiàn)問(wèn)題探討

韓 帥

（霍州煤電集團(tuán)團(tuán)柏煤礦白龍洗煤廠， 山西 霍州 031400）

我國(guó)擁有極其豐富的煤炭資源，自工業(yè)革命以來(lái)，煤炭就在我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)期處于首要的地位，同時(shí)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)對(duì)煤炭的需求量越來(lái)越大，從而導(dǎo)致煤炭市場(chǎng)的壓力過(guò)高、競(jìng)爭(zhēng)加強(qiáng)，影響了煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。雖然我國(guó)的煤炭工業(yè)起步較早，但洗煤工藝比較落后，該工藝是煤炭采出后進(jìn)行后處理的第一道工序，其洗選的效果與煤炭的質(zhì)量息息相關(guān)，只有選擇合適且合理的洗選工藝，才能保證煤炭可以充分地進(jìn)行篩分，確保煤炭資源的合理分配以及精煤的產(chǎn)量，從而大大提高煤炭資源的利用率，減少資源的浪費(fèi)。因此提高洗煤工藝，對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改造已經(jīng)刻不容緩。此外為了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，也必須對(duì)洗煤工藝中存在的普遍問(wèn)題進(jìn)行探討與分析，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以期望通過(guò)科學(xué)有效的方式來(lái)加強(qiáng)洗煤工藝和技術(shù)，使作業(yè)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)緊密地聯(lián)系在一起，不斷提高洗煤工藝的水平，減少能源的消耗，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的可持續(xù)發(fā)展。1 洗煤機(jī)械工藝分析

1.1 洗煤的基本含義

從煤礦井下直接開(kāi)采出來(lái)的煤炭通常都是原煤，這部分煤除了包括可以進(jìn)行工業(yè)利用的煤炭外，還含有大量的礦物質(zhì)以及雜質(zhì)，是不能直接投入生產(chǎn)進(jìn)行使用的，因此在工業(yè)應(yīng)用之前必須利用各種手段和技術(shù)對(duì)煤炭進(jìn)行分選，以去除原煤中的雜質(zhì)以及S、P等礦物質(zhì)，同時(shí)對(duì)煤進(jìn)行脫灰分處理，使洗選后的煤含S量較少，灰分較低，熱值較高，以獲得更好質(zhì)量的煤炭，這一過(guò)程就叫做洗煤，其中所涉及到的相關(guān)技術(shù)和手段則叫做洗煤技術(shù)和工藝。通過(guò)洗煤可以有效地對(duì)煤炭進(jìn)行篩分，從而獲得不同品質(zhì)的精煤，不僅提高了對(duì)煤炭資源的利用，還減少了環(huán)境污染以及煤炭運(yùn)輸?shù)某杀綶1,2]。

1.2 洗煤機(jī)械工藝分析

不同的煤礦有不同的生產(chǎn)需求，對(duì)于洗煤工藝的選擇也不盡相同，其中根據(jù)不同煤炭的生產(chǎn)目標(biāo)以及要求來(lái)看，洗煤機(jī)械工藝通常分為四種，既有物理化學(xué)方面的，也有生物處理方面的。

1.2.1 物理洗煤工藝技術(shù)

物理洗煤工藝是較為簡(jiǎn)單的一種工藝技術(shù)，主要是在將原煤破碎后，利用煤炭和矸石的密度差異而達(dá)到分離的目的，在整個(gè)洗煤的過(guò)程中原煤僅僅發(fā)生物理變化。該洗煤工藝在實(shí)際應(yīng)用中通常有三種處理方法：重介質(zhì)法、浮選法以及跳汰法。

1）重介質(zhì)法主要利用的是懸浮液的作用，在上升流以及水平流的作用下實(shí)現(xiàn)煤塊的上浮以及矸石和雜質(zhì)的下沉，從而達(dá)到分離煤炭的目的，該方法的分選效率較高，且效果顯著。

2）浮選法主要基于不同物質(zhì)水溶性的差異，來(lái)對(duì)0.5 mm以下的煤炭進(jìn)行篩分，適用于粒度較小的煤泥。

3）跳汰法則主要利用的是水流的波動(dòng)，當(dāng)上下水流在不停跳躍時(shí)，煤塊和矸石由于密度的差異其運(yùn)動(dòng)軌跡也會(huì)不同，在這種情況下由于水流的沖刷作用就可以實(shí)現(xiàn)煤和矸石的相互分離，該方法是目前我國(guó)使用最普遍的一種洗煤工藝。

1.2.2 化學(xué)洗煤工藝技術(shù)

原煤中通常會(huì)含有S、P等化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)存在于煤炭中大大影響了煤炭的發(fā)熱值，降低了煤炭的利用率，而且采用物理洗煤工藝是很難將這些雜質(zhì)去除的，因此需要對(duì)原煤進(jìn)行化學(xué)處理，利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)將其去除。一般而言在進(jìn)行化學(xué)洗煤時(shí)，所采用的裝置是煤炭脫硫裝置，該裝置可以有效地去除原煤中的硫分，去除率達(dá)到了90%。但在利用該裝置時(shí)，必須使其滿足一定的化學(xué)反應(yīng)條件，比如該裝置必須具備較高的耐腐蝕性，可以承受較高的溫度及壓力等。此外需要注意的是，由于進(jìn)行的是化學(xué)處理，在化學(xué)反應(yīng)中會(huì)不可避免地產(chǎn)生一些副產(chǎn)品，以及會(huì)對(duì)煤炭造成一定的影響。

1.2.3 微生物洗煤工藝技術(shù)

從化學(xué)洗煤工藝技術(shù)中可知，該工藝在實(shí)際應(yīng)用中存在著一定的缺陷，不能在去除有關(guān)雜質(zhì)的同時(shí)，對(duì)煤炭無(wú)影響，因此針對(duì)化學(xué)洗煤工藝的不足，發(fā)展了微生物洗煤工藝技術(shù)。微生物洗煤工藝技術(shù)主要利用的是脫S微生物的作用，在這些微生物的作用下可以實(shí)現(xiàn)煤中雜質(zhì)的分解和吸收，從而達(dá)到脫硫的目的。該工藝技術(shù)可以有效地減少大氣中SO2的排放量，減少對(duì)環(huán)境的污染。但是由于該工藝使用的是微生物，而微生物的存活時(shí)間以及培養(yǎng)成本較高，脫硫所需要的周期較長(zhǎng)，因此在實(shí)際應(yīng)用中不能得到大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。

1.2.4 篩分洗煤工藝技術(shù)

篩分洗煤工藝技術(shù)主要是利用煤的粒度差異而進(jìn)行的，在洗煤時(shí)，首先用帶有孔徑的篩面對(duì)煤進(jìn)行篩分，然后再對(duì)其進(jìn)行洗選，同時(shí)該工藝還可以直接去除掉一部分的矸石，對(duì)于原煤的處理來(lái)說(shuō)擁有較大的優(yōu)勢(shì)。

2 洗煤機(jī)械工藝中存在的問(wèn)題

2.1 洗煤技術(shù)落后

經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)存在多種不同類型的洗煤工藝，這些工藝雖然都可以對(duì)煤炭進(jìn)行洗選分離，但是都受到了一定的限制，不僅工藝水平低，而且在正常的洗煤作業(yè)中會(huì)影響煤炭的干燥效率，不能充分實(shí)現(xiàn)對(duì)洗煤水的再次利用[3,4]。同時(shí)有些洗煤工藝?yán)玫氖腔瘜W(xué)方法來(lái)對(duì)煤炭進(jìn)行過(guò)濾凈化，不僅會(huì)對(duì)洗煤設(shè)備造成不同程度的腐蝕和損壞，還會(huì)影響洗煤工作的正常進(jìn)行，增加其成本。

2.2 洗煤流程不合理

在對(duì)原煤進(jìn)行實(shí)際洗選的過(guò)程中，不僅會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)用煤，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的污染物，比如硫化物、磷化物等，這些物質(zhì)如果不及時(shí)進(jìn)行處理，或者處理工藝不當(dāng)，一旦排放到大氣中，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。目前我國(guó)的洗煤工藝在流程設(shè)計(jì)上就存在這樣的問(wèn)題，對(duì)環(huán)境保護(hù)不夠重視，沒(méi)有及時(shí)處理洗煤廢渣、廢液以及洗煤水等，從而導(dǎo)致水資源的大量浪費(fèi)以及洗煤效率的大大降低。

2.3 少煤機(jī)械操作不當(dāng)

整個(gè)洗煤工藝操作復(fù)雜，所涉及到的工序以及機(jī)械設(shè)備非常多，在這種情況下就要求洗煤工作人員對(duì)各個(gè)洗煤設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理以及操作程序有較為深刻的認(rèn)識(shí)和了解，可以熟練地對(duì)其進(jìn)行操作與控制，以避免事故的發(fā)生。

3 洗煤機(jī)械工藝的優(yōu)化和改進(jìn)對(duì)策研究

3.1 改進(jìn)少煤技術(shù)

通過(guò)上述分析可知，不同的煤種所選擇的洗煤機(jī)械工藝不同，且每種洗煤機(jī)械工藝的優(yōu)勢(shì)和限制程度也不同，在這種應(yīng)用條件下，為了保證洗煤的效率以及分選的效果，應(yīng)該從煤質(zhì)、原煤、地質(zhì)條件、煤種差異等多種因素出發(fā)綜合考慮，選擇最適合的洗煤技術(shù)，并有針對(duì)性的對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，以提高該技術(shù)的洗選水平。比如將洗煤工藝與道路建筑施工等聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤矸石的二次利用，減少對(duì)環(huán)境的污染以及資源的浪費(fèi)；引進(jìn)干法洗煤技術(shù)，對(duì)煤炭進(jìn)行脫灰分以及脫硫分處理，提高煤炭的熱值；利用化學(xué)手段和方法對(duì)洗煤水進(jìn)行稀釋、凝固、沉降、降解，減少洗煤水的pH值，實(shí)現(xiàn)二次循環(huán)利用[5]。

3.2 優(yōu)化洗煤流程

針對(duì)洗煤機(jī)械工藝流程中存在的問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析后，應(yīng)從煤炭質(zhì)量、含硫量、灰分量、煤巖結(jié)構(gòu)、煤層構(gòu)造情況等因素出發(fā)，對(duì)洗煤流程進(jìn)行積極有效地優(yōu)化，并結(jié)合煤炭和洗煤廠的實(shí)際情況，因地制宜，選擇合適的洗煤方案，并針對(duì)該方案，提出有效的環(huán)境保護(hù)措施，以及優(yōu)化廢水廢渣處理和洗煤水的再次利用等，在提高洗煤廠生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)綠色健康發(fā)展[6]。

3.3 加強(qiáng)少煤設(shè)備管理

洗煤機(jī)械設(shè)備作為洗煤工藝流程中的主要處理裝置，必須定期對(duì)其進(jìn)行檢查與維修，以保證其良好的工作狀態(tài)，以免對(duì)煤炭質(zhì)量和洗煤效果造成影響，因此應(yīng)高度重視洗煤設(shè)備的管理，加強(qiáng)對(duì)洗煤作業(yè)人員的監(jiān)督。為了準(zhǔn)確掌握洗煤機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況，應(yīng)每隔10 d對(duì)設(shè)備進(jìn)行一次檢修，一旦發(fā)現(xiàn)部件損壞，要及時(shí)更換；在洗煤過(guò)程中，對(duì)設(shè)備的滾筒間距、轉(zhuǎn)動(dòng)速度、磁偏角等進(jìn)行檢查，確保設(shè)備噴水的高度以及水量等在合理的范圍內(nèi)，避免影響磁選機(jī)的實(shí)際運(yùn)行；洗煤作業(yè)人員要定期進(jìn)行培訓(xùn)，熟練掌握各項(xiàng)操作技能，嚴(yán)格檢查洗煤工藝中所用到的介質(zhì)粉質(zhì)量、水樣質(zhì)量以及各化學(xué)藥品等，保證質(zhì)檢合格后再投入生產(chǎn)使用，堅(jiān)決杜絕操作不當(dāng)、技術(shù)不規(guī)范等引起的設(shè)備異常等問(wèn)題，確保設(shè)備的高效運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析可知，洗煤機(jī)械工藝對(duì)煤炭資源的高效利用有著重要的影響作用，要想減少煤炭資源的浪費(fèi)，提高洗煤的生產(chǎn)效率，就必須對(duì)洗煤機(jī)械工藝進(jìn)行優(yōu)化改造。本文就針對(duì)該工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析與探討，指出了洗煤機(jī)械工藝中存在的問(wèn)題，并對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步優(yōu)化了洗煤工藝過(guò)程中的設(shè)備管理與工藝流程，對(duì)洗煤后所產(chǎn)生的廢液、廢渣以及洗煤水做出了及時(shí)有效地處理，實(shí)現(xiàn)了資源的二次循環(huán)利用，提高了資源利用率，減少了對(duì)環(huán)境的污染破壞。同時(shí)隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的高度重視，微生物洗煤工藝以及重介洗煤工藝正在迅速發(fā)展，在未來(lái)的洗煤技術(shù)中將擁有廣闊的發(fā)展前景。