解 祯，赵建群，刘昆仑，刘春龙

(1.中煤平朔集团有限公司，山西 朔州 036006；2.山西小回沟煤业有限公司，山西 太原 030400)

FGX复合式干选机分选平朔风氧化煤和杂煤的可行性分析

解 祯1，赵建群2，刘昆仑1，刘春龙2

(1.中煤平朔集团有限公司，山西 朔州 036006；2.山西小回沟煤业有限公司，山西 太原 030400)

针对平朔风氧化煤和杂煤量大、水分低、极细粒多的问题，在对原煤煤质分析的基础上，研究采用FGX复合式干选机对其进行分选的可行性，并对基于复合式干选机的干法选煤工艺进行确定。试验结果表明：FGX复合式干选机对风氧化煤和杂煤分选效果良好，精煤产率为62.02%，灰分下降13.39个百分点，低位发热量提高4.65 MJ/kg；矸石产率为25.06%，灰分高达73.54%，低位发热量为3.89 MJ/kg；中煤产率为12.92%，灰分为41.69%，低位发热量为15.55 MJ/kg。基于FGX复合式干选机的干法选煤技术工艺简单，成本低，投资少，可获得较好的经济效益和社会效益。

风氧化煤；杂煤；FGX复合式干选机；提质

在氧化作用和风化作用下，煤的一些固有物理性质、化学性质发生很大变化，致使其性质向着不利于工业利用的方向转变，甚至完全失去工业价值，这部分煤就是风氧化煤。与正常煤相比，风氧化煤的结构疏松，水分高，抗碎强度低，灰分高，洗选加工困难。中煤平朔集团有限公司各露天矿每年产生的风氧化煤、杂煤数量超过8.00 Mt，由于其煤质特殊，地销困难且售价低。这部分煤进入现有选煤厂洗选加工时，不仅给湿法重介质选煤厂的正常生产带来许多不利影响，导致生产管理问题增多，还会使优质煤产量下降，影响企业经济效益。因此，选择经济适用的选煤方法对其进行加工提质成为当务之急。

目前，国内没有有效分选风氧化煤的方法，通常风氧化煤直接落堆销售。复合式干法选煤技术是我国独创的、适合我国国情的新型选煤方法，具有工艺简单、投资少、生产成本低等优点。采用该技术对易泥化煤炭进行洗选加工，不但节能节水，有利于保护环境，而且能适应不同动力煤煤炭企业的需求，其为解决我国易泥化煤炭的洗选加工、煤矸石综合利用、提高原煤入选率等做出了重要贡献[1-4]。为解决平朔风氧化和杂煤的有效分选问题，基于原煤煤质分析，采用FGX复合式干选机对其进行分选，探索该方案的可行性和选煤工艺的合理性。

1 煤质特征

通过风氧化煤、杂煤粒度组成(表1)可知：风氧化煤、杂煤的水分较低，仅为6.45%；灰分较高，高达39.64%；发热量较低，为15.49 MJ/kg。

表1 风氧化煤、杂煤粒度组成Table 1 Size composition of weathering-oxidized coal and mixed coal %

<0.5 mm粒级风氧化煤、杂煤粒度组成如表2所示。由表2可知：<0.045 mm粒级极细粒产率较高，高达46.11%。若采用湿法选煤技术对氧化煤、杂煤进行洗选，不但会导致极细粒难以沉降，煤泥水系统压力增大，而且会使产品水分增加，发热量下降。因此，采用干法选煤技术对其洗选加工更合适。

表2 <0.5 mm粒级风氧化煤、杂煤粒度组成Table 2 Size composition of - 0.5 mm weathering-oxidized coal and mixed coal %

2 FGX复合式干选机

2.1 结构

FGX复合式干选机由分选床、振动器、风室、机架、吊挂装置等组成，结构示意图如图1所示。分选床由床面、背板、格条、排料挡板组成，床面下布置有可控制风量的风室，离心通风机提供的气流通过床面上的风孔作用于分选物料；吊挂装置的作用是将分选床、振动器悬挂于机架，以方便调节分选床纵向、横向的角度。

图1 FGX复合式干选机结构示意图Fig.1 Structure diagram of FGX compound dry washing machine

2.2 工作原理

在物料做螺旋翻转运动的条件下，通过振动力和风力的综合作用使床层松散并使矿粒按密度分层(图2)。在螺旋运动中的分选作用(图3)、自生介质的分选作用、离析作用、风力作用的综合作用下，低密度物上浮，高密度物下沉。上浮物从精煤段排出成为精煤，中等密度物从中煤段排出成为中煤，下沉物从矸石段排出成为矸石。高密度物相互作用产生的浮力效应可有效地阻止低密度煤混入矸石，从而保证排出矸石的纯度[4-9]。

图2 矿粒分层作用示意图Fig.2 Schematic diagram of mineral particle stratification

图3 物料在螺旋运动中的分选作用Fig.3 Sorting material in spiral motion

2.3 技术特点

针对平朔矿区露天矿风氧化煤、杂煤煤质特征，结合国内洗选煤技术发展现状，采用复合式干法选煤技术对其进行分选最合适。

(1)风氧化煤、杂煤矸石含量大，对设备磨损大，给重介选煤厂的正常生产带来许多不利，生产管理问题增多。而复合式干法选煤技术工艺简单，投资少，生产成本低，操作管理方便，有利于节约投资成本。

(2)风氧化煤、杂煤中矸石泥化严重，剥离层中的泥土易混入其中，导致重介选煤厂煤泥水很难处理[10]。复合式干法选煤技术适用于干旱缺水的产煤地区动力煤排矸，适合于易泥化煤种的分选，不存在煤泥水处理的问题。

3 干法分选试验

采用FGX复合式干选机对安太堡矿风氧化煤、杂煤进行工业分选试验。试验时先取4 t左右风氧化煤、杂煤，混合均匀后取其中2 t进行连续分选试验，对分选出的精煤、中煤、矸石进行全断面、分段取样，并对煤样进行化验，结果如表3所示。

由表3可知：经干法分选后，精煤产率为62.02%，灰分为27.45%，低位发热量达到20.11 MJ/kg；矸石产率为25.06%，灰分高达73.54%，低位发热量为3.89 MJ/kg；中煤产率为12.92%，灰分为41.69%，低位发热量为15.55 MJ/kg。与原煤相比，精煤灰分下降13.39个百分点，低位发热量提高4.65 MJ/kg，分选效果较好。

表3 风氧化煤、杂煤分选试验结果Table 3 Results of separation test of weathering-oxidized coal and mixed coal %

4 选煤工艺与设备的确定

4.1 设备选型

根据现场实际情况和市场需求，确定新建干法选煤厂的设计能力为2.0Mt/a,工程建设预计需要投资2 000万元。新建干法选煤厂的主选设备为FGX复合式干选机，主要运输设备为带式输送机，主要设备选型如表4所示。

表4 设备选型情况Table 4 Equipment selection

4.2 选煤工艺的确定

通过自卸汽车将需要分选的风氧化煤、杂煤运至煤场，用铲车将其给入受煤坑的固定筛上(φ300 mm)，>300 mm粒级用铲车铲走，选出其中的大块煤炭，单独销售；<300 mm粒级进入受煤坑，经带式输送机给入固定筛(φ80 mm)，80～300 mm粒级被破碎至<80 mm后与筛下物混合，进入干选机分选；干选机分选出的精煤、中煤、矸石分别由带式输送机送至储存地堆存，精煤、中煤由汽车外运销售，矸石由汽车运至露天矿排矸区。干法选煤系统设备联系图如图4所示。

图4 干法选煤系统设备联系图Fig.4 Equipment connection diagram of dry coal preparation system

5 产品结构

经干法分选后，劣质风氧化煤、杂煤增值效果明显，达到经济效益最大化的目的。精煤产品低位发热量在20 MJ/Kg以上，满足平九商品煤的发热量要求，可单独销售或掺配外销；中煤发热量较低，将其作为燃料供给矸石电厂使用；矸石低位发热量在4 MJ/kg以下，纯度较高，含煤量少。根据选煤工艺和市场需求，确定的产品结构如表5所示。

表5 产品结构Table 5 Product composition

根据目前煤炭市场情况，风氧化煤、杂煤地销含税价格为100元/t，精煤含税价格为265元/t，中煤含税价格为100元/t，这部分煤经分选后每年销售收入达35 454.6万元，经营总费用为22 756万元。因此，每年可增加利税总额12 698.6万元，经济效益显著。

6 结语

采用复合式干法选煤技术分选风氧化煤、杂煤技术上可行。经干法分选后，精煤产率为62.02%，灰分为27.45%，灰分下降13.39个百分点，低位发热量提高4.65 MJ/kg，提质降灰效果明显。劣质风氧化煤、杂煤经提质后，增值效果显著，不但能提高企业经济效益，而且能有效解决风氧化煤、杂煤堆存带来的环境污染问题。

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Feasibility study on separating weathering-oxidized coal and mixed coal in Pingshuo by FGX compound dry washing machine

XIE Zhen1, ZHAO Jian-qun2, LIU Kun-lun1, LIU Chun-long2

(1.China Coal Pingshuo Group Co., Ltd., Shuozhou, Shanxi 036006, China; 2.Shanxi Xiaohuigou Coal Mining Co., Ltd., Taiyuan, Shanxi 030400, China)

In order to solve problem of a large amount of weathering-oxidized coal and mixed coal with low content of moisture and many very fines in Pingshuo, on the basis of raw coal assay, feasibility of separating these coals by FGX compound dry washing machine is studied, established dry coal preparation technology.The result shows that FGX compound dry washing machine is preferred for separating these coals, and then by a 13.39% drop in ash content, yield of clean coal reaches 62.02% with a 4.65 MJ/kg increase in calorific value; gotten 25.06% yield of refuse with 73.54% ash content and 3.89 MJ/kg net calorific value as well as 12.92% yield of middlings with 41.69% ash content and 15.55 MJ/kg net calorific value.It is remarkable for economic and social benefit as the result of simple dry coal preparation technology and low cost.

weathering-oxidized coal; mixed coal; FGX compound dry washing machine; upgrading

1001-3571(2015)03-0059-04

TD942

A

2015-05-18

10.16447/j.cnki.cpt.2015.03.017

解 祯(1966—),男,山西省朔州市人，高级工程师，从事煤炭洗选技术管理工作。

E-mail:xiezhen_ps@163.com Tel:0349-2050286