中国选煤技术现状

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【摘 要】本文简要介绍了我国选煤现状,对主要选煤技术：跳汰、重介、浮选技术特点及设备进行了评述,并对常规炼焦和动力选煤工艺进行了简单介绍,最后分析了选煤技术的发展趋势.

【关 键 词】选煤技术工艺发展趋势

我国煤炭资源丰富,保守资源量10202亿吨,根据煤炭资源预测与评价,中国的煤炭资源为5.6万亿吨,位居世界第一.其中,焦煤和非焦煤储量分别为2690亿吨和7329亿吨,占总探明储量的26.85%和73.15%.煤炭是中国的主要能源,也是中国发展有机化工的最丰富、最可靠的资源.据有关资料统计[1-2],我国在“十一五”期间,煤炭的生产和消费量增加到25亿吨,到2020年的时候可能达到30亿吨.虽然近年来煤炭资源在能源消费结构中的比例由1996年的74.6%下降到2010年的62%,但是预计到2050年这一比例年将保持在50%的水平,也就是说在未来几十年,煤炭仍是我国的主要能源之一.随着近年来煤炭洁净利用的加速发展,中国的选煤技术及选煤厂的设计和建设已经达到了国际先进水平.

1我国主要选煤现状

大部分国家对煤炭洗选非常重视,尤其是发达国家.现在世界原煤平均入选比例在50%左右,一些国家甚至超过80%,德国甚至达到95%以上.随着煤炭加工利用的重视以及煤炭入洗率的提高,有力的推动了选煤技术的发展.目前,我国原煤入选比例约50%,在主要产煤国家中是较低的,并且动力煤的入选比例只有30%左右.“十二五”规划要求原煤入选比例提高到60%,到2020年提高到70%,今后重点是提高动力煤入选比例.

2主要选煤技术

2.1跳汰选煤

跳汰选煤是主要的煤炭分选工艺,它的优点在于工艺流程简单、设备操作维修方便、处理能力大且有足够的分选精确度；另外,跳汰选煤入料粒度范围宽,能处理15mm～150mm粒级原料煤.跳汰选煤的适应性较强,主要应用于洗选中等难选到易选的煤种.是否采用跳汰方法选煤关键看原煤的可选性,原则上中等可选、易选的和极易选原煤都应采用跳汰选煤方法.难选煤是用跳汰选还是用重介选,应通过技术经济比较来确定,对极难选煤,应采用重介选煤方法,以求得高质量和高效益.

选煤常用的跳汰机有定筛式跳汰机和动筛跳汰机,其工作原理与结构各不相同.动筛跳汰做为选煤厂的预排矸和取代人工手选作用获得了选煤界的广泛认可,近年来得到了迅速的推广.跳汰技术的发展是朝着设备大型化、降低制造和运行成本、更加精确地实现分选、提高单机及系统的自动化程度等方向进行.

2.2重介选煤

重介选煤是一种高效率的重力选煤方法,具有可高效率地分选难选煤和极难选煤、分选密度调节范围宽、适应性强、分选粒度范围宽、处理能力大、实现自动控制等特点.

重介质选煤用的设备主要有重介质分选机和重介质旋流器,上世纪我国使用的块煤重介质分选机多为斜轮、立轮分选机.90年代初,我国首次从美国引进了重介质刮板分选机,由于该设备具有易操作、易维护、低投资和高效率等特点,在我国很快得到认可.目前,我国新建选煤厂块煤分选工艺多采用重介浅槽和动筛跳汰机.和动筛跳汰机相比,重介浅槽分选机在价格和分选精度上有优势,且具有分选精度高,块煤破碎率低,矸石带煤量少的优势.

重介质旋流器方面,国外由于原煤煤质好,只需排矸即可得到合格的低灰精煤产品,因此,有压给料两产品重介质旋流器是国外研究开发的重点[3].三产品重介质旋流器在前苏联研制成功,但在中国得到发展.中国三产品重介质旋流器的研制和应用居世界前列,特别是大直径无压给料三产品旋流器.

2.3浮选选煤

浮选工艺是利用矿物表面的物理化学性质的差别分选矿物颗粒的作业过程,是一种应用非常广泛的选煤方法.在各类浮选设备中,机械搅拌式浮选机占主导地位,占据浮选设备市场份额的75%,其次为浮选柱占15%,其他类型浮选机占10%.

在金属矿浮选领域,浮选机最大容积达到200m3,目前已发展到300m3,主要厂家有芬兰Outkump、美国Wemco浮选机等.在选煤领域,国外炼焦煤选煤厂分选≤0.5mm煤泥的主要方法是浮选,主导机型为机械搅拌式,单槽容积最大达100m3.由于国外入浮煤泥的可浮性好,因此,多采用浅槽型,单位处理能力大、功耗低.目前国内用于选煤的浮选机最大容积只有45m3,最常用的是24m3.

3我国常规选煤工艺

3.1常规炼焦选煤厂选煤工艺

炼焦煤选煤厂的主要加工方法,目前仍以跳汰选、重介选为主.分选工艺系统主要有两种：一种是分级入选,即原煤经分级和脱泥,≥13mm粒级块煤重介质分选机分选；13～0.5mm粒级末煤重介质旋流器分选；≤0.5mm粒级煤泥浮选机分选.另一种是原煤经破碎到-50mm以下,并脱除0.5mm级细粒级煤泥；50～0.5mm粒级重介质旋流器分选；≤0.5mm粒级煤泥浮选机分选.前者多用于大型选煤厂,后者多用于中小型选煤厂.

3.2常规动力选煤厂选煤工艺

动力煤入洗流程一般都是分级入洗,≥13mm的块煤用重介浅槽分选机分选,13～3mm的末煤用重介质旋流器分选,3～0.5mm粗煤泥用TBS或螺旋分选机分选,-0.25mm细煤泥直接用压滤机回收.还有一种流程是将≥25mm的块煤进行动筛排矸,25～3mm的末煤用重介质旋流器分选,粗煤泥与细煤泥选别方法与前面相同.根据用户要求,有的洗煤厂-13mm的末煤不洗就直接作为末原煤.

4我国选煤技术发展的趋势

4.1原煤入洗比例将会进一步提高

我国煤炭工业“十二五”发展规划中指出,要大力发展洁净煤技术,促进资源高效清洁利用.目前,我国原煤入选比例约50%,在主要产煤国家中是较低的,并且动力煤的入选比例只有30%左右.“十二五”规划要求原煤入选比例提高到60%,到2020年提高到70%,因此煤炭洗选加工量将继续增加,今后重点是提高动力煤入选比例.

4.2重选比例逐渐增大

选煤方法的大致走向是：重介选将占主要地位,跳汰选仍是易选煤的首选[4],浮选粒度上限将会降低至0.2mm左右,其余的选煤技术可以在特定的时候使用.自动化生产技术的提高让现代选煤操作更加简单易操作,同时还能减少煤炭的消耗,节省资源.重介选煤方法已经变得更加容易操作,不再像以前那样难以控制.

4.3对国产选煤设备的完善提出更高要求

随着选煤厂规模的大型化,选煤设备的大型化也是一个主要发展趋势,大型设备的使用有利于选煤生产的系统简单化,以及降低人员投入,加大生产效率.另一方面,虽然近几年我国国产设备在选煤厂建设中也占有一定市场,然而,例如重介浅槽分选机、香蕉筛等很多关键设备市场仍然由国外进口设备占领,国产设备工作的稳定性、使用寿命等方面和国外设备仍然有很大差距,同时关键设备的核心技术大多数都停留在引进和仿制阶段,缺乏自主创新和自主知识产权.因此选煤技术的发展也必将对选煤设备高效性、稳定性、大型化等方面提出更高的要求.

5结语

根据我国能源资源条件,技术和经济发展水平以及世界能源形势,在未来的数十年内,以煤为主的能源结构不会改变,而且煤炭在未来能源中的地位将更加重要.能否高效、洁净的开发和利用煤炭资源,已成为解决能源持续的战略课题.通过提高煤炭的入洗量,提高产品煤质量,减少燃煤造成的大气污染,走以环保、节能为一体的可持续发展道路,已成为国家的一项基本政策.