煤炭洗选工艺技术的应用及改造分析

杨 飞

(神华准格尔能源有限责任公司 选煤厂，内蒙古 鄂尔多斯 010300)

煤炭是当前世界的主要能源。随着选煤行业的快速发展，我国目前已成为世界领先的选煤大国。由于煤炭在使用过程中易对环境造成污染，许多国家都在致力于新能源开发和利用的研究工作，但是在短时间内，仍无法替代煤炭的作用。因此，提高煤炭的利用率、改进洗选工艺还是目前研究的重点，尤其是提高煤炭的回收率更是选煤行业的重要研究方向。

1 煤炭洗选工艺技术发展趋势

先进的煤炭洗选工艺技术不但对选煤行业非常重要，同时也是整个煤炭行业必不可少的环节，对我国煤炭资源综合利用和可持续发展有着重要的意义。我国的煤炭洗选工艺技术在不断的发展与进步中，也取得了丰硕的成绩。据不完全统计，我国的选煤厂数量及处理能力都位于世界前列。改革开放以来，我国生产及经过深加工的煤炭，为各行各业提供了丰富的能源原料，推动了我国煤炭资源的综合利用和可持续发展；优质的煤炭能源提高了选煤行业的经济效益，为我国煤炭行业发展循环经济提供了良好的条件。煤炭洗选工艺技术的进步，为我国经济的发展做出了非常重要的贡献。同时为了更好的满足市场需求，对选煤厂的洗选工艺提出了更高的要求。

2 煤炭洗选工艺技术应用分析

2.1 哈尔乌素煤矿原煤性质

煤炭的可选性是依据其在洗选工艺中原煤的分选密度进行分类的，当原煤的理论分选密度为1.6 g/cm3时，原煤将极易洗选；当原煤的理论分选密度为1.5 g/cm3时，原煤将易洗选；当原煤的理论分选密度为1.4 g/cm3时，原煤将极难洗选。在洗选工艺方式的确定上，煤炭的各种数据分析起到决定性的作用。在煤炭洗选工艺中，重介质浅槽分选机广泛应用，该种工艺具有比较简单、容易实现自动化管理等多项其他工艺无法实现的特点。

以哈尔乌素露天煤矿选煤厂为例，其原煤主要来自哈尔乌素露天矿。哈尔乌素露天煤矿可采原煤储量17.3亿t，煤层平均厚度为21.01 m，全矿平均剥采比为6.626 m3/t，设计服务年限79 a。首采区原煤储量6.36亿t，平均剥采比为4.099 m3/t，服务年限32 a。该煤矿的原煤煤质为中灰、低硫、特低磷、较高挥发分、中高发热量、高灰熔点的长焰煤，是优质的动力用煤。配套选煤厂的洗选工艺为：采用脱泥筛脱泥，重介质浅槽分选机分选13～200 mm原煤，产品经脱介筛脱介、破碎机破碎等，煤泥通过压滤系统处理。原煤中的末原煤通过原煤分级筛分级后作为产品，满足市场需求。

2.2 哈尔乌素选煤厂洗选工艺流程及设备

哈尔乌素露天煤矿选煤厂属于特大型动力煤选煤厂，是哈尔乌素露天煤矿的配套项目，于2008年建成投产，最初设计生产原煤20 Mt/a，选用重介浅槽洗选系统。2011年进行扩能改造，新增能力10 Mt/a，已于2012年12月正式投产。全厂设备按功能分为原煤破碎系统3套、筛分系统6套、洗选系统6套、煤泥水处理系统3套、装车系统2套、配套的采制化系统1套以及相配套的供配电系统，共284台(套)主要生产设备。

3 煤炭洗选工艺技术改造分析

3.1 煤炭洗选工艺方法的选择

哈尔乌素露天煤矿的原煤含泥量及高岭土较多，重介旋流器分选工艺和跳汰分选工艺都不适合该煤质，为此，选煤厂采用重介浅槽的洗选工艺方式。选煤厂根据原煤的优劣通过6套系统分别洗选，4套系统洗选劣煤，2套系统洗选优煤。

3.2 煤炭洗选工艺的改造

3.2.1 洗选工艺技术改造

由于哈尔乌素露天煤矿的原煤含煤泥和高岭土相对较多，在正常洗选中，原煤中所含的煤泥和高岭土进入脱泥筛中，脱泥筛不能完全处理。在进入重介浅槽和脱介筛后，对脱介筛的脱介能力影响较大，导致商品煤中含介量较高，再加上系统大量分流，分流的合格介质中煤泥含量也高，造成磁选机工作负荷加大，不能完全处理，导致介质损耗加大。

为解决上述问题，进行了如下工艺改造：在脱泥筛的后段增加两道喷水，对原煤充分脱泥，从而使进入重介浅槽的煤泥量减少。工艺改造后，采用预先加大脱泥的方法，减小进入重介浅槽和脱介筛中的煤泥量，降低了商品煤中的含介量。当合格的介质悬浮液进入重介浅槽后，煤炭经过分选得到精煤和矸石，经固定筛和脱介筛处理后的精煤进入破碎机、离心机，生产出合格的商品煤。脱介筛合格段的筛下水全部进入合格介质桶回收使用；合介桶分流出的介质和脱介筛稀介段的筛下水进入稀介桶，通过稀介泵进入相对应的磁选机中，进行回收使用；磁选机的精矿进入合格介质桶，尾矿进入煤泥水系统。煤泥水进入旋流器进行分级，底流段进入粗煤泥回收用弧形筛处理后，经过煤泥离心机脱水产出商品煤，旋流器溢流细煤泥则通过加压过滤机处理，最终成为商品煤。

洗选工艺技术改造后，有效地提高了介质的回收率，降低了选煤厂吨煤洗选成本。

3.2.2 煤炭洗选工艺设备改造

在设备的选型中，考虑选用当前最先进设备，同时也关注设备的关键部件是否为最先进、最节能。主要趋向于选煤厂生产规模和工艺系统相匹配的大型数字化设备，在对大型数字化设备充分了解后，在原有设备的基础上进行系统的简化，使更新后的设备能充分发挥优势，并且要求设备的管理和检修方便。对于同一类型的设备和零部件，着重考虑设备的生产厂家和设备零部件的通用性和互换性，减少备用设备和零部件的数量和种类，同时要方便管理与检修。因为选煤厂的生产工艺具有连续作业的特点，所以在设备选型过程中，要从选煤厂的生产工艺总体考虑，进行设备和零部件的选型，使选煤厂安全可靠的运行。在煤炭行业的飞速发展中，煤炭燃烧所产生的环境污染越来越严重，所以在设备的选型过程中要注意是否达到国家环保规定，满足国家要求的各项指标，以推动我国煤炭资源的综合利用和可持续发展。

3.3 煤炭洗选工艺自动化升级改造

在当前自动化、数字化的飞速发展的背景下，先进设备、仪器和技术的使用可使选煤厂易于实现自动化、数字化，并在有效保障生产安全、高效的前提下，达到减员增效的目的。在煤炭洗选工艺自动化升级改造设计中，在设备可靠运行的基础上，配合先进的控制技术，加强控制软件的可操作性。

4 结 语

重介浅槽分选是目前煤炭洗选工艺技术中最有效的方法。国家在保证环保和煤炭企业效益的前提下，不断进行煤炭开采工艺、选煤生产工艺等方面的改进与创新，对于不断加强煤炭资源的综合利用和可持续发展，具有重要的推动意义。