杨宗义

(山西焦煤集团有限责任公司 技术中心，山西 太原 030021)

炼焦中煤是炼焦煤分选过程中的中间密度产物，约占炼焦煤总量的30%，灰分在35%～45%[1].随着矿井开采时间的延长、开采深度的增加，优质煤炭资源逐渐减少, 选煤厂原有工艺已经不能满足洗选要求。当原煤可选性较差时，矸石和精煤的指标不易兼顾，导致精煤灰分超标或矸石中跑煤，精煤损失在中煤产品中，降低了选煤厂经济效益。因此，研究炼焦中煤再选技术和工艺对提高优质焦煤、肥煤等稀缺资源的回收利用有重要意义。

目前，中煤再选工艺可分为中煤直接分选、中煤破碎再选和中煤磨矿-浮选。本文结合现场改造实际案例及实验室试验研究，总结分析了3种分选工艺的特点和适用条件，以期为选煤厂中煤再选工艺设计提供一定的借鉴和指导意义。

1 中煤直接分选工艺

洗选中煤不经破碎、磨矿直接返回原有的分选系统或者进入单独的分选系统进行回收。中煤直接分选工艺简单易实施、投资和运营成本低，当中煤的可选性为易选或中等可选时宜采用此工艺。

孙庄矿选煤厂为改善跳汰机分选精度不高造成的精煤损失问题，采用跳汰中煤重介再选工艺对原工艺系统进行改造，使得精煤损失率从26.56%降至6.9%，在满足精煤灰分的要求下，精煤产率提高了18.53%，见图1[2].峻德选煤厂早期采用跳汰-浮选的联合流程，中煤不进行再选，精煤灰分经常超标，中煤中混入大量精煤，矸石灰分偏低。选煤厂后期增设水运溜槽，将1部跳汰机改为再选跳汰机，取得了良好的效果，见图2[3].车集选煤厂采用两产品旋流器对跳汰中煤进行再选，使得精煤产率提高了5.39%，其具体工艺见图3[4].

图1 孙庄矿选煤厂中煤直接分选效果图

图2 峻德选煤厂中煤直接分选效果图

图3 车集选煤厂中煤直接分选工艺图

2 中煤破碎再选工艺

中煤破碎后再选工艺主要分为两类：1)中煤破碎后直接返入原分选系统。2)设立中煤再选系统，使用小直径旋流器、干扰床分选机(TBS)、粗煤泥螺旋分选机等，避免中煤破碎所产生大量的细粒级对原分选系统分选精度的影响，因此该工艺得到了更为广泛的应用。

梁北选煤厂前期采用选前脱泥+有压给料三产品重介旋流器+粗煤泥TBS+煤泥浮选的分选工艺，重选中煤一直存在灰分低、发热量高等状况。技术改造后，增设了中煤破碎再选系统，用锤式破碎机将洗选中煤破碎至<1 mm，从中煤最大限度地回收精煤产品，提高中煤的利用率，使精煤产率提高了3.28%[5].

永隆选煤厂前期采用跳汰+浮选的分选工艺，粗煤泥的平均灰分高出最终精煤灰分3.89%，严重污染了精煤产品。技术改造后，增加了中煤破碎及分级分选系统，将中煤解离至<3 mm，采用TBS干扰床分选机对粗煤泥进行主再选，全厂总精煤产率提高 5.71%，经济社会效益显著[6].

山西玻纤煤化选煤厂技术改造前采用跳汰+浮选的不分级混合入选工艺。随着煤矿优质资源的减少，原煤可选性变差, 跳汰分选精度不能满足洗选要求，跳汰精煤回收率降低, 精煤损失在中煤中。后续工艺改造过程中增设中煤破碎再选环节，将跳汰中煤破碎至<25 mm后使用三产品重介质旋流器进行再选，跳汰中煤再选技术改造后，中煤中-1.4 g/cm3密度级含量由18.18%下降到2.3%，精煤产率由38.12%提高到46.87%，提高了选煤厂经济效益[7].

众多学者对中煤破碎后再选的可行性也进行了一系列试验研究[8-13]，不同方案结果分析见表1.由表1可知，将中煤破碎至3 mm以下，粗粒采用TBS、螺旋分选机等粗煤泥分选设备，细粒采用浮选工艺的技术流程为目前选煤厂进行中煤破碎再选的主流趋势。

表1 中煤破碎再选试验方案及效果分析表

3 中煤磨矿浮选工艺

对于可选性为难选和极难选的中煤，煤中脉石嵌布粒度细，中煤破碎无法将矿物与煤进行有效解离，因此采用磨矿工艺将中煤磨至<0.5 mm，煤泥通过浮选作业回收精煤。

1)中煤磨矿解离-常规浮选工艺。

Xu，QJ等[14]对八宝工业园选煤厂的中煤进行破碎、磨矿，煤泥通过常规浮选作业回收精煤，浮选精煤灰分为14.4%，产率为31.88%，且该流程效果优于直接破碎分级后对煤泥的浮选效果。Ge，S等[15]对开滦选煤厂中煤进行的试验可知，相对原分级浮选工艺，对中煤进行磨矿-浮选，精煤累计产率从50.87%提高到55.53%，产品灰分由11.76%降低到10.74%.朱张磊等[16]对屯兰选煤厂-3 mm中煤进行磨矿，煤泥采用“一粗一精”的工艺进行浮选，分别得到灰分11.09%、产率 22.48%和灰分11.64%、产率34.75%的精煤。

2)中煤磨矿解离-疏水絮凝浮选工艺。

该工艺是将中煤用球磨机超细磨至20 μm以下，在磨碎的矿浆中加入少量絮凝剂，通过搅拌使疏水的精煤颗粒聚团形成一定大小的絮团，再用常规浮选方法进行分选。付晓恒等[17]对灰分为57.78%的主焦中煤采用磨矿解离-疏水絮凝浮选工艺进行分选，得到了灰分11.32%、产率38.31%的浮选精煤。

4 结 论

中煤再选的技术方案应按照中煤可选性及产品质量要求进行选择。对于易选、中等难选的中煤，采用原洗选系统对中煤进行简单破碎或直接入选即可。对于脉石矿物嵌布粒度较为复杂的中煤，则需要进一步破碎，甚至需要采取细磨的方式，才能较为充分地从中煤中分选出精煤产品。但对于复杂的嵌布结构部分颗粒即使磨矿至极细级别，仍会有不同程度的嵌布连生体存在。此外，磨矿作业的能耗问题与后续产品的分选、脱水环节都不允许产品有太细的磨矿粒度。不同的中煤再选原则工艺各有其适用性特点，应综合考虑经济效益、资源环境等各种因素，开发和研究高效的分选方法。