一缘煤业新建选煤厂方案设计分析

　　摘 要: 介绍了一缘煤业新建选煤厂的必要性，并对几种选煤方案进行了比较分析，提出了适合该厂的选 煤方案。

　　关键词: 新建选煤厂; 煤质资料; 方案比较

　　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，原煤大筛分特性如下: 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。

　　煤矿论文投稿刊物：《煤矿现代化》注重煤矿开采技术领域的发展，杂志1992年邹城市创刊，是山东省的采矿论文投稿类期刊，面向国内各省征稿煤矿论文。促进和注重煤矿开采技术领域的发展，提高国内煤矿开采技术，减少煤矿事故伤亡率。

　　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。

　　参考文献:

　　[1] 苑忠明. 特大型选煤厂工艺设计探讨[J]. 煤炭加工与 综合利用，2011( 2) : 9 - 14，67.

　　[2] 王 勇. 重介浅槽在马兰选煤厂应用效果评价[J]. 煤矿现代化，2016( 6) : 1 - 4.

　　[3] 夏云凯，李功民. 我国动力煤干选技术现状及展望[J]. 洁净煤技术，2017，23( 6) : 17 - 25.

　　[4] 白素玲. 五阳矿选煤厂洗选工艺改造及方案比较[J]. 煤，2007( 7) : 44 - 46.

　　[5] 张军华. 重介质旋流器选煤工艺探讨[J]. 煤炭加工与 综合利用，2015( 3) : 19 - 21，25.

　　作者：金前进