选煤方法与选煤工艺的流程设计研究

张源

摘要：阐述了中国选煤生产的现状，简单介绍了选煤工艺，并提出了有效的选煤工艺优化措施，目的是提高选煤效率，创造最高的经济效益和社会效益，以期寻找未来现代化选煤厂的发展方向。

关键词：选煤工艺；存在的问题；优化

引言

中国是煤炭资源大国，也是资源利用大国，落后的选煤工艺严重制约着煤炭行业的可持续发展，也使得发展起步较早的中国煤炭行业落后国际。要想促进煤炭行业的快速发展，优化选煤工艺具有重要意义。当前，主要的选煤工艺主要包括跳汰选煤、重介选煤和浮选选煤等几种，对于选煤工艺流程的影响因素有选煤成本、煤质、设备等，另外环境污染也是制约选煤工艺发展的重要因素。只有对与选煤工艺相关的因素进行分析，加强对选煤工艺存在问题的分析，才能从根本上促进选煤工艺流程优化，提高选煤生产效益。

1中国选煤生产现状研究

1.1选煤技术问题

目前中国的选煤技术工艺尚不成熟，这与中国的基本国情有关。煤炭资源作为一种传统能源，开采的历史较长，导致煤炭行业的操作习惯已形成一种固定模式，对于近年来推行的构建资源节约和环境保护型社会的响应度不高，需要改革和完善的方面较广。国内的选煤技术主要包括了重介质选煤、浮选选煤技术。在技术的限制下，尾煤浓缩机内的物料堆存、选煤循环水的回收受到严重影响，技术的改进成本较高，核心技术未由国内人员掌握。

1.2选煤质量及效率问题

选煤工艺设计的环节复杂多样，对于大型设备的操作要求较高，选煤工作人员的机械操作不当会影响工艺的作用发挥，同时，设备型号的选择不合理，增大了操作难度，制约着选煤的效率及质量。实际煤炭企业选煤生产的过程中，检修人员工作积极性不高、责任意识不强，造成的后果就是生产质量难以达到预期效果，也会影响选煤工艺水平的提升[1]。选煤生产缺少精细化的管理规范，导致选煤工艺落后，最终带来企业经济效益和社会效益的双重损失。

1.3资源浪费环境破坏问题

在选煤工艺的利用过程中，选煤过程和环境保护的矛盾逐渐暴露出来。选煤生产线中存在着一些不利于煤炭质量提升的问题。由于选煤生产线设计不合理，水资源被大量浪费，还会伴随选煤环节产生一定的噪声、废气、废渣、废水等有害物质，同时，这些废弃物料得不到有效处理，加重了煤炭生产企业的垃圾排放量，对环境造成了极大的破坏。SO2的排放加剧了大气污染，也是雾霾和城市酸雨的成因。

2选煤工艺简介

选煤是深加工煤炭和提炼精煤的作业环节，是必不可少的煤炭生产工序。这其中涉及的技术工艺就被称作选煤工艺，以此获得的煤炭灰分低、发热量高，煤炭资源的利用率高、运输成本较低。选煤工艺随着煤炭生产目标、要求等级的不同而有所差异，主要在以下方面得以体现：a）筛分选煤工艺。借助带孔筛面将煤炭分为不同直径等级的颗粒，加以脱水、剔除杂质。这一过程是处理和准备原煤的基础，有效减少了煤炭资源的浪费；b）物理选煤。利用机械设备将煤炭进行粉碎或破碎，在有机相在中选择矿物相，主要方法有浮选、重介质选煤等。这一过程可去除大半部分的杂质；c）化学选煤。使用含硫反应将不同形态的原煤进行化学分离，这个过程中绝大部分的矿物硫和全硫可被剔除。工艺的效果居于众多选煤工艺的前列，但工艺的设备要求较高，可能会因为操作不当而造成煤质结构的改变，甚至损害煤炭质量。确定选煤方法之后，工艺设计需综合各种因素进行。通过精细化的环节直接优化选煤工艺，在原煤排矸石环节、煤泥分级、分选环节、煤泥水处理环节提升煤炭质量，考虑煤矿内的现场情况进行优化设计，及时调整和改变。

3选煤工艺设计的基本原则

3.1产品定位准确

不同客户对煤炭的规格与质量需求不尽相同。例如，有些客户对动力煤需求高，有些客户对煤块限下率和粒度要求严格，有的客户对煤炭的灰分与发热量有要求。在不同的客户需求下，准确的产品定位是选煤厂选煤工艺设计的基本前提和最终目标。选煤厂在设计选煤工艺之前，需要对市场和客户进行详细的调研，在把握市场规律的基础上预测煤炭行业的市场情况，生产出符合客户市场需求的煤炭，做到生产与需求之间无障碍，从而利用有限的成本实现选煤厂经济效益的最大化。

3.2选煤方法要因地制宜

选煤方法是选煤工艺的最终生产实现过程，选煤方法一旦确定就意味着煤炭生产流程以及煤场各种辅助生产的机械设备等的确定。因而，在确定选煤方法的时候，需要对原煤进行周密详尽的调研，可以进行相关的煤质实验，科学分析煤质系统，以准确把握原煤的特性，从而设计出合理、科学的选煤工艺。

3.3选煤流程要简洁合理

选煤工艺流程的合理、简洁程度可以直接反映选煤设计工艺的水平。随着科技的不断进步，选煤厂的选煤工艺也不断向着简洁、智能、自动化的方向发展。选煤流程是选煤方法的细化和完善，在选煤流程的确定过程中，尤其需要注意细微的工艺环节，从原有的选煤流程中汲取有效信息，进一步改进并优化选煤流程，从而最大限度地提高选煤厂的经济效益。

4具体改造方案

4.1更换矸石弧形筛和矸石脱介筛

进行脱介处理工艺，主要的目标是确保绝大多数合格介质能够在此流程之中进入至合介桶之中，同时确保悬浮混合物中煤泥的含量能够达到要求。因此，在此工序中最为重要的便是筛分装置，而筛分装置的筛缝值便成为了极为关键的参数。在进行了全面的调研之后得出，增加矸石弧形筛和矸石脱介筛，使筛分过程中物料堆积厚度较大的问题得以有效解决。这样能够有效地改善介质回收效率，从而避免在二段脱介过程中脱介压力较大的问题。

4.2喷水管路改造

在脱介处理过程中，喷水所发挥的作用是非常关键的。在喷水处理过程中，喷水量及压力值，除了应当达到脱介的要求之外，确保一些介质及煤泥能够被有效去除的同时，还不能喷水过多，避免进入磁选机的物料太多，对磁选造成不利的影响。在进行分析之后，结合现场工艺情况，对喷水管进行改造，将一段与二段喷水管的位置设置为交错分布的形式，这样便可以防止出现重复喷水的问题，同时还能够有效的增加作业面积，进一步改善脱介的效果。喷水管路改造示意。

4.3水力分级旋流器改造

对水力分级旋流器加以改造处理，将原有的分级旋流器改造为3个一组的型号为FX710-GT×3的水力分级旋流器组，重新加工制作分配箱、溢流箱和底流箱，重新对接管路。提高分级旋流器的处理能力，适应矿井现有生产条件。

4.4磁选机尾矿管路改造优化

由于磁选机尾矿浓度较高，如将磁选机尾矿作为循环水再次应用，会在很大程度上影响到循环水的质量，从而也会造成产品质量变差。因此，将磁选机尾矿输送至脱泥筛上作为喷水使用，这样能够提高脱泥筛脱泥效率，同时磁选机尾矿灰分和煤泥系统入料灰分较为接近，因此，对于分级作业的影响不是很大。

5系统改造后运行测试

循环水浓度及对精煤灰分影响改造前后对比，循环水的浓度值明显减少，而且水质也更加的稳定，达到了清水洗煤的目的，产品质量也得到显著提升。

6效益分析

6.1经济效益

经过统计，改造后，介耗由1.8kg/t降到1.21kg/t以下，按提能改造后设计入洗能力500万t/a，磁铁矿粉价格600元/t计算，每年节约介质成本（1.8-1.21）kg/t*1500000t/a&pide;1000×600元/t=177（万元）。

6.2社会效益

在经过系统改造之后，精煤的分选效果进一步提升，降低了介耗，提高了煤泥处理能力，煤岩资源的利用效率进一步提升，精煤质量更加稳定，具有显著的社会效益。

结语

结合现阶段煤炭产品销售形势，消费者更加重视煤炭产品的品质，这就要求选煤厂应当进一步的改进选煤工艺与技术，确保选煤成本有效降低，保证煤炭产品质量更加稳定，增加精煤产品的比例，确保选煤厂可以达到降本增效的目标，为选煤企业赢得更多效益。

参考文献：

[1]李瑞敏.选煤厂选煤工艺的研究与优化[J].机械管理开发，2016，31（07）：142-144.

[2]付银香.动力煤选煤厂选煤工艺现状及展望[J].洁净煤技术，2015，21（06）：30-33.

[3]郭德军.浅析选煤工艺流程智能设计[J].机械管理开发，2015（5）：29-31.