浅析我国重介质选煤工艺

1.重介质选煤发展概况
　　煤炭是我国的重要能源和工业原料，在国民经济发展中具有举足轻重的地位。在一次能源消费结构中，煤炭作为主要能源的格局短时间内不会改变。随着可持续发 展战略的实施，人类越来越重视保护生态环境和节约能源。随着我国洁净煤技术发展战略的实施，我国的原煤入选比例逐年提高，目前原煤入选量已达到11亿t， 约占原煤生产总量的43％以上。
　　在解决了设备耐磨、介质回收、工艺简化等问题后，重介质选煤以其分选效率高、对煤质适应性强、可实现低密度分选、操作方便和易于实现自动控制等优点，深 受世界各产煤大国的重视。美国澳大利亚和南非的重介质选煤工艺在各国的原煤入选比例中分别占56％、90％和90％以上。我国从事重介质选煤技术的研究起 步于20世纪50年代中期，“十五”期间，在政策引导和市场拉动下，我国的重介质旋流器选煤技术发展迅速，开发了具有自主知识产权的新工艺、新设备，为重 介质选煤技术的推广应用和煤炭企业经济效益的提升作出了贡献。近年来，我国重介质选煤技术创新在简化工艺系统、设备大型化、提高重介质旋流器人料上限、降 低有效分选下限以及生产过程自动控制等方面取得了突破性成就，为生产现场广泛采用重介质选煤法，降低基本建设投资和生产费用，迅速提升我国重介质选煤入选 比例，提高经济效益、社会效益和环境效益起到了重要作用。目前我国已经研制出系列化大型无压给料三产品重介质旋流器，其中一段直径1400mm、处理能力 450—550t/h的三产品重介质旋流器，单机可满足年处理能力210Mt大型选煤厂的生产需要，我国重介质选煤方法所占比例已超过跳汰法达到44％。 重介质选煤工艺流程也越来越简化，采用一套介质回收净化系统，实现了100～0mm原煤分级入选。
　　但是，重介质选煤工艺还存在一些具体问题需要进一步研究。随着煤炭资源需求量不断提高，特别是稀缺煤种炼焦煤的 价格不断上涨，最大限度地提高精煤产率，不仅是提高煤炭企业经济效益的有效途径，也是合理利用有限煤炭资源的最佳选择。因此，在充分考虑简化重介质选煤工 艺流程的同时，应考虑如何改进重介质选煤工艺流程，以提高精煤产率为目的，增加企业经济效益和社会效益。
　　2.几种典型的重介质选煤工艺流程
　　根据人选原料煤粒度及产品结构不同，重介质选煤工艺有多种，分选效果各不相同。本文介绍几种目前应用较成功的重介质选煤工艺流程。
　　2.1 块煤重介质分选机一末煤重介质旋流器分选工艺
　　块煤重介质分选机—末煤重介质旋流器分选工艺流程中块煤、末煤分别采用重介质分选，充分发挥了重介质分选机处理量大、旋流器分选精度高的特点，可满足大 型选煤厂生产工艺的要求。我国最大的安家岭选煤厂采用此工艺流程，年入选原煤达到1500万t。此流程主要适用于煤泥含量较大，矸石易泥化，或对块煤产品 有特殊用途的大型选煤厂。该工艺流程介质回收系统较复杂，管理不方便。
　　2.2 块煤跳汰一末煤重介质旋流器分选工艺
　　块煤跳汰一末煤重介质旋流器分选工艺流程发挥了跳汰机选煤成本低、处理量大及重介质旋流器分选精度高的特点。采用该工艺可降低选煤成本，同时保证末精煤 产品质量。我国自行设计的第一座全部设备国产化的三产品重介质选煤厂——铁东选煤厂采用该工艺。运行结果表明，精煤产品质量较高，但产率较低。此工艺适用 于块煤可选性较好、末煤可选性较难并有块精煤用户的选煤厂。
　　2.3 跳汰粗选一重介质旋流器精选工艺
　　跳汰粗选一重介质旋流器精选工艺流程适于原煤可选性好，排矸密度约1.80kg/L，采用跳汰方法即可实现高效分选的选煤厂。采用跳汰机进行预排矸，可 以有效降低矸石含量波动对重介质旋流器分选的影响，并减少重介质选的入料量和旋流器的磨损，而且精煤产品质量较高。缺点是工艺流程较复杂，设备种类较多， 中煤中损失一些精煤，因此精煤产率较低。我国在20世纪90年代初期设计的兴隆庄选煤厂、桃山选煤厂、盘北选煤厂、北岗选煤厂等采用该工艺流程。实践表 明，该工艺可生产低灰精煤，但精煤产率较低，中煤中-1.4g/cm3密度级含量高达15％。该工艺对于原煤含矸率较高、煤质波动较大以及已有跳汰分选系 统进行技术改造时，具有一定的优越性。
　　2.4 重介质旋流器二次分选工艺
　　重介质旋流器二次分选工艺流程首先采用两产品重介质旋流器粗选，排除矸石，然后将块精煤破碎至-25mm后与粗精煤一同进入两产品重介质旋流器进行精 选。近几年我国引进南非的模块化选煤厂即采用该工艺，它充分发挥了重介质旋流器分选效率高的优点，保证了精煤质量，矸石中含煤量少，同时可最大限度地回收 精煤，山东莱新洁净煤公司、协庄矿选煤厂选用了该工艺。实践表明，该工艺适用于原料煤中矸石含量较高、精煤灰分要求较低的选煤厂，精煤数量效率高达95％ 以上，矸石含煤率(-1.8kg/L)低于l％。但该工艺流程较复杂，需要两套介质回收系统，基建费用高，运行成本高，管理不方便。
　　2.5 两产品重介质旋流器分选工艺
　　两产品重介质旋流器分选工艺流程是重介质分选工艺的基本形式，先用低密度旋流器分选出精煤与重产物，然后再将重产物送人高密度旋流器分选出中煤和矸石。 此工艺主要应用于原煤可选性较好、中煤含量较低及要求精煤灰分较高(如动力煤)的原煤分选。因为各厂普遍存在中煤，所以两产品重介质旋流器分选工艺在实际 生产中应用较少。此外，该工艺介质回收流程较复杂，管理不方便。
　　2.6 三产品重介质旋流器分选工艺
　　三产品重介质旋流器分选工艺可以用单一低密度重悬浮液一次分选出精煤、中煤、矸石三种质量合格的产品，较之二产品重介质旋流器分选工艺可以省去一套高密 度重悬浮液的制备、输送、回收系统。该工艺有两种形式，即有压给料和无压给料三产品重介质旋流器分选工艺。无压给料分选工艺以其流程简单、操作方便、基建 投资低等优点，被新建厂或改造厂普遍看好，并得到推广应用。目前采用该工艺的选煤厂总设计能力超150Mt/a，约占我国选煤能力的20％以上，并成为我 国选煤厂主要的选煤工艺。
　　采用三产品重介质旋流器分选虽然可以降低基建投资和运行成本，但中煤(洗混煤)分选密度的调节比较困难，在原煤含矸率变化较大的情况下尤其明显。
　　2.7 三产品重介质旋流器分级分选工艺
　　三产品重介质旋流器分级分选工艺先将原料煤进行预先分级脱泥，粗粒煤(80-2mm)进人大直径(1400mm)重介质旋流器分选，细粒煤 (2-0.5mm)进入小直径重介质旋流器分选，煤泥进入浮选系统。采用一套介质回收净化系统，实现80-0mm级原煤的分级入选。由于采用大型设备及科 学合理的设备布置形式，因此，简化了脱介、介质回收工艺流程，降低了基建投资和生产费用。该工艺是我国“十五”开发并推出的新工艺，目前已有山西神州煤电 焦化股份有限公司晋阳选煤厂、汾西矿业集团介休选煤厂、山东新汶矿业集团翟镇矿选煤厂、内蒙古庆华集团百灵选煤厂和乌斯太选煤厂采用此工艺流程。该工艺适 合人选原料煤煤泥含量较高、块煤与末煤理论分选密度相差较小、块煤中夹矸煤含量较少的选煤厂。
　　3.几点建议
　　(1)对于大型及大型以上选煤厂，块煤与末煤分选密度差距较大时，应采用分级人选，具体分级粒度根据实际煤质资料确定。建议选用浅槽重介质分选机进行块煤排矸，然后将粗精块煤粉碎与末煤一起给入三产品重介质旋流器分选。
　　(2)对于准备将跳汰工艺改为重介质旋流器分选工艺的选煤厂，建议根据实际生产煤质资料，利用原有跳汰机进行块煤排矸，将粗块精煤粉碎后与末煤一起给人 三产品重介质旋流器分选。该工艺可以减少建设投资，增加原煤人选量，对原料煤中矸石含量较多的选煤厂效果非常突出。
　　(3)对于采用大直径三产品旋重介质流器分选工艺的选煤厂，由于流体运动阻力的差异，不同粒度物料的实际分选密度也存在差异。入料粒度上限越大，分选粒 度越宽，实际分选密度差异就越大，综合分选效果就越低。考虑到大颗粒的中煤中含有夹矸煤，粉碎后可解离出一定量精煤，建议对块中煤进行破碎解离分析后，确 定中煤再选方案。对于稀缺煤种的分选应设中煤旋流器再选工艺流程，中煤再选旋流器可利用主选旋流器所用的合格介质，工艺并不复杂。
　　(4)对于入选原料煤中矸石含量较多、精煤质量要求较高的选煤厂设计，应选用两产品旋流器先排除矸石，然后根据粗精煤粒度组成及夹矸煤量，确定粉碎粒度，再利用两产品旋流器进行精选。尽管工艺流程相对复杂，但可以最大限度的回收精煤，保证精煤质量。
　　(5)对于煤泥含量较多(>15％)的原料煤的分选，应尽量选用脱泥入选，以减少合格介质的分流量，保证介质系统的稳定，改善旋流器分选效果，降 低介质消耗。此外，可以减少次生煤泥量，尽量避免或减少煤的泥化程度，同时也可以改善细粒煤在重介质旋流器中的分选条件，提高分选效率。
　　4.结束语
　　随着我国国民经济平稳快速发展，对煤炭需求量会不断提高。为解决燃煤造成的环境污染 和提高煤炭利用效率，发展洁净煤技术是唯一选择。作为洁净煤技术源头和基础的选煤技术，必将首先得到发展。为了加快选煤的发展，国家从落实科学发展观、构 建社会主义和谐社会的高度和贯彻节能减排的战略思想出发，要求在“十一五”期间，原煤人选率由目前的43％，提高到2010年的50％，原煤入选量由目前 的11亿t，增加到2010年的12.5—13.0亿t。重介质选煤的比例将不断提高，高效重介质选煤技术作为中国选煤主导技术的地位将会牢固确立，重介 质选煤工艺也将会得到不断改进和完善。
　　5.介质粉，重介质粉，介质粉价格
　　介质粉或称精矿粉，即磁铁矿粉，是目前国内最先进的重介洗煤原料，同时可用于钢铁厂冶炼Zmkj001
　　介质粉原理：比介质密度大的煤矸石或中煤下沉，精煤浮在介质上面，从而分离开矸石与精煤
　　介质粉质量标准为：磁性物含量 >= 95%；
　　-325目粒度含量 >= 85%、水份 也可根据用户需要生产-325目粒度含量50%—95%之间任选；
　　含硫量 0.1%；真密度 >= 4.5 g/cm 3 
　　介质粉 无结焦、结块与粘结现象。
　　重介质质量标准为：磁性物含量≥95%；-325目粒度含量≥ 85%、水份<10%, 也可根据用户需要生产-325目粒度含量50%?95%之间任选；含硫量≤0.1%；真密度≥4.5 g/cm?