煤矸石反向分选提取低热值煤的方法研究

谢翠平

(滨海金地矿业工程技术(北京)有限公司，北京 100027)

1 煤矸石综合利用现状概述

煤矸石作为选煤厂最主要的固体废弃物之一，如果不合理利用，不仅会占用大量的土地资源，还会造成土壤、大气等环境污染，甚至会引起地质灾害。因此，关于煤矸石的综合利用，国家出台了相关政策，对煤矸石的利用率也有具体指标要求。目前，煤矸石综合利用主要有塌陷区或井下采空区回填、煤矸石发电、作为建材原料等，有些结合成分不同，用于提取化工原料等。

本文从煤矸石中回收低热值煤的角度，探讨采用可靠的分选工艺，从煤矸石中分选提取低热值煤，从而可取得节约煤炭资源、减少矸石排放量、增加企业经济效益的效果。

2 煤矸石分选研究

选取内蒙古鄂尔多斯地区和陕西长武地区几个选煤厂的煤矸石作为研究对象，选煤厂的分选工艺为块煤采用重介浅槽分选、末煤重介旋流器分选。考虑煤矸石的来源、现有工艺分选煤矸石的可能性、经济合理性、可实现性等，本文只对大于30 mm的块矸石分选进行研究。

2.1 煤矸石的浮沉资料分析

上述选煤厂煤矸石中大于30 mm部分的浮沉试验见表1。从表1可以看出：

(1)大部分选煤厂的煤矸石在各密度级存在明显的灰分差异。

(2)煤矸石中小于2.0 kg/L密度级部分，大多数样的产率在15%～20%左右；灰分在50%以下，属于高灰煤。

(3)煤矸石中大于2.0 kg/L密度级部分，大多数样灰分在70%以上，相对较纯。

从上述分析可以看出，选煤厂选后煤矸石具备提取低热值煤的可能性。

表1 大于30 mm洗选煤矸石浮沉试验

2.2 煤矸石分选方法

目前用于块煤分选方法主要有重介质浅槽分选、跳汰分选以及近年发展起来的智能干法分选，选煤厂的煤矸石来源基于煤和矸石密度差异的重介质或跳汰分选的废弃物，因此，本次煤矸石分选研究采用智能干法分选技术。

智能干法分选技术是利用煤和矸石对X射线或γ射线的吸收和散射程度的差异，或者利用煤和矸石色差，识别出煤和矸石，从而实现煤和矸石的分离技术，其分离环节，目前有智能风吹分离和机械手分离2种方式[1]。

智能干法分选技术适合于块煤分选，其分选精度高，煤中带矸和矸石带煤效率在1%～3%；分选上限高、分选粒度宽，能有效减少大块矸石及煤的破碎率；智能化程度高，分选机可智能控制，实现智能化运行；与传统湿法分选相比，其分选过程不用水、不用介质、不产生煤泥、运行成本低。

2.3 智能干法分选煤矸石的产品预测

对选煤厂选后大于30 mm煤矸石采用智能干法分选进行预测，煤中带矸和矸石带煤率取值为2%，目标低热值煤的发热量为12.55 MJ/kg以上，各厂煤矸石分选预测见表2。

表2 大于30 mm煤矸石智能干法分选预测

从表2可以看出，煤矸石分选后低热值煤的灰分与纯矸石灰分存在明显差异，提取的低热值煤发热量大部分达到12.55 MJ/kg 以上，产率在15%～30%之间。

3 结 语

综上分析，以部分选煤厂的煤矸石为例，采用智能干法分选技术，对煤矸石进行反向分选提取低热值煤，具备技术可行性，这部分低热值煤可作为低热值煤电厂原料[2-3]。在此基础上，可对煤矸石反向分选提取低热值煤做进一步研究或进行工业试验，探讨其工业化实施的可行性，从而最大限度地回收煤炭热值资源，对选后纯矸石的高附加值利用进行研究，有助于煤矸石减量化、资源化，提高企业经济效益。