金前进

(潞安矿业集团公司 煤质洗选中心，山西 长治 046204)

和顺一缘煤业是潞安集团2009年进行资源整合的一座矿井，矿井年生产能力为180万t/a。现阶段主采15号煤层，煤种为贫煤，具有低灰、高硫、低磷、高发热量、低挥发分、高灰熔点等特点，是较好的动力用煤和民用煤，洗选后的精煤可作为高炉喷吹用煤。

1 新建选煤厂的必要性

1) 一缘煤业生产的原煤经简单筛分处理后即作为电煤销售，属于高硫高含矸煤，若不通过洗选存在以下问题：①商品煤中有大块矸石(含量约在40%)，商品煤发热量低(约17.56 MJ/kg)；②由于硫分高，导致电厂脱硫成本增大，销售压力大；③附近地区高质量的电煤较多，市场竞争激烈。

2) 由于矿井可采煤层多，各个煤层薄厚不一，煤质波动大，原煤煤质稳定性无法保证，难以满足质量要求。

3) 通过洗选加工可以生产部分喷吹煤、化工用煤和电煤，同时可以降低商品煤硫分，其销售价格远远高于原煤，提高企业经济效益。

考虑到矿井的长远发展，新建选煤厂项目势在必行。

2 方案比较

2.1 煤质资料分析和产品方案

2.1.1 煤质资料分析

通过对原煤进行筛分试验，试验结果如表1所示。

从表1可以看出，原煤大筛分特性如下：

表1 原煤大筛分试验

1) 原煤灰分为45.57%，硫分3.15%，属高灰高硫煤。

2) +50 mm粒级占31.83%，灰分为70.28%。其中可见矸石含量占到23.87%，灰分为84.04%，属高含矸煤，且矸石很纯。

3) -50 mm各粒级原煤灰分和硫分随着粒度减小呈降低趋势，说明原煤易碎。

4) 原煤中-3 mm的产率为25.22%，灰分为17.87%,发热量为23.57 MJ/kg，说明粉煤含量大，且直接筛出不入洗能满足电煤产品要求，后续工艺考虑-3 mm原煤直接筛出作为电煤产品。

5) -0.5 mm原生煤泥的产率较低为9.19%，灰分为22.94%，说明原生煤泥含量较低，但灰分低于原煤灰分45.57%，符合原煤易碎特征。

2.1.2 产品方案

根据原煤煤质及市场形势，本设计确定产品结构及产品质量指标如下：

1) 洗块煤(150～50 mm)，发热量Qnet,ar≥27.18 MJ/kg，化工用煤或者地销民用；

2) 洗混煤(-50 mm)，发热量Qnet,ar≥22.58 MJ/kg，供电厂用煤或者锅炉用煤；

3) 洗精煤(-50 mm)，Ad≤11.0%，硫分≤1.2%，供高炉喷吹用煤；

4) 洗矸石，Ad≥75.00%，就近综合利用。

选煤厂的产品结构可根据煤质变化和市场需求灵活调整。

2.2 选煤方法

由于本厂产品的目标市场定为化工用煤、高炉喷吹煤和电煤，考虑到入料粒度对分选效果的影响及业主对产品粒度的要求，确定块煤分选系统分选上限为150 mm，末煤分选上限为50 mm。由于原煤中-3mm的产率为25.22%，硫分为1.74%，发热量为23.57 MJ/kg，-3 mm原煤直接筛出不入洗能满足电煤产品发热量要求，因此设计可以考虑3 mm脱粉。

根据入洗煤质资料和产品方案，进行多方案选煤方法对比。

2.2.1 块煤动筛与重介浅槽分选比较

目前，常用的块煤分选方法有动筛跳汰分选和重介浅槽分选。

1) 动筛跳汰分选。当原煤中块矸含量很多，特别是矸石的岩性又属于易泥化的泥岩或炭质泥岩时，宜采用动筛跳汰机排矸代替人工拣矸，提前将大块易泥化矸石从系统中排除，对后续主选工艺十分有利。主要缺点：①分选密度范围较窄，只适合高密度排矸，不适合低密度分选，因而只适用于原煤准备初步排矸或生产对质量要求不太严格的块煤产品；②煤回收率明显低于重介分选；③动筛生产过程噪音大，检修维护工作量比重介大[1]。

2) 重介浅槽分选。重介浅槽分选技术非常成熟，主要优点：①分选粒度范围较宽，一般情况为200～13 mm；②根据分选密度的控制重介浅槽既适合低密度分选出精煤，又适合高密度排矸；③分选精度高，产品回收率高；④结构简单，自动化程度高，易于操作和维护[2]。

通过对比，块煤系统分选推荐采用重介浅槽。

2.2.2 重介旋流器分选与跳汰分选的选择

重介旋流器分选主要优点：①排矸纯度高，精煤回收率高；②对煤质变化的适应性强，产品结构稳定；③自动化程度高，操作简便。跳汰分选虽然工艺简单、生产成本低，但有以下缺点：①分选精度远低于重介分选工艺；②系统循环水量大，煤泥水处理系统复杂；③-6 mm以下末煤透筛损失大，产品回收率低[3]。

因此设计推荐采用重介质旋流器分选。

2.2.3 重介旋流器分选方法的选择

目前重介旋流器分选工艺有三产品重介旋流器分选和两段两产品重介旋流器分选。

1) 采用三产品重介旋流器可同时生产三种产品，具有以下优点：①介质流程和工艺环节简化，布置紧凑，对设备、管道的磨损小；②无压入料三产品重介旋流器有利于减少矸石泥化和次生煤泥量。缺点是第二段分选密度及工作压力不能在线任意调节和控制[4]。

2) 采用两段两产品旋流器生产三种产品时，优点是分选密度可以完全实现自动控制和调节，介质循环量较小。缺点是与三产品重介旋流器分选相比，多了一套介质循环系统和一套密度自动控制调节系统，增加了选煤厂投资及生产成本，在实际生产中事故多、管理难度加大[5]。

因此末煤系统分选推荐采用三产品重介旋流器。

2.2.4 粗、细煤泥的分选回收

由于本厂原煤入洗前经过3 mm脱粉，分选下限为3 mm，粗、细煤泥含量较少，粗、细煤泥不分选直接回收后掺入电煤产品，无需设置粗煤泥和细煤泥分选工艺。由于混煤作为电煤水分有一定的质量要求，因此设计推荐细煤泥采用加压过滤机脱水。考虑到加压过滤机滤液含有一定量的细粒级煤泥，设计备用一台压滤机在加压过滤机不工作时回收细粒级的煤泥。

综上所述，推荐该选煤厂选煤方法为：原煤筛分破碎至-150 mm，预先进行50 mm分级和3 mm脱粉，150～50 mm块原煤采用浅槽分选，50～3 mm末原煤采用有压给料三产品重介质旋流器分选，-3 mm原煤不分选，粗煤泥采用浓缩分级旋流器+振动弧形筛+煤泥离心机回收、细煤泥浓缩加压过滤机脱水回收的联合洗选工艺。

3 结 语

1) 为适应矿井发展战略，提高产品质量，增加经济效益，新建选煤厂项目是十分必要的。

2) 通过对选煤工艺几种具体方案的比较，认为采用块煤浅槽、有压三产品重介质旋流器、粗煤泥采用浓缩分级旋流器+振动弧形筛+煤泥离心机回收、细煤泥浓缩加压过滤机回收更适合该厂的实际情况。

3) 新建选煤厂方案要根据本厂的煤质特点、 产品质量要求等具体情况加以对比分析，最终达到工艺设计先进合理、降低投资成本和提高企业经济效益目的。