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[摘 要]我国煤炭储量居于世界前列。煤矿开采历史悠久。为了提高煤炭质量,发挥最大的经济效益。选煤是一项不可或缺的工序。选煤方法的确立主要取决于煤炭的可选性和产品的质量要求,还需要考虑煤炭的类别、粒度大小、水源等因素。
[关键词]选煤 方法 工艺
中图分类号:TD94 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)44-0091-01
1 选煤的意义及目的
煤炭在开采过程中难免混入一些杂质(木材、金属等),随着采煤技术的发展,机械化程度不断提高,原煤质量将却有所下降,表现在混入原煤的矸石增加、灰分提高、末煤及粉煤含量加大、水分含量提升。为了改善这一情况,同时把煤炭按质量、规格分成各种产品,就要对煤炭进行进一步的加工,以适应不同用户的需求。同时可以有效的、合理的利用煤炭资源。减少燃煤对环境的污染。
选煤的目的主要有:除去煤炭中的杂质,减少灰分和硫分,提高煤炭质量;把煤炭划分为不同质量、规格的产品,适应用户需要;煤炭经过洗选,矸石可以就地处理,可以提高运输的有效能力,同时为综合利用煤矸石创造有利的条件;煤炭洗选可以除去大部分的灰分和50%~70%的黄铁矿硫,减少燃煤对环境的污染。
2 选煤技术
2.1 跳汰选煤法
跳汰选煤法工艺流程比较简单、对煤质适应性强、生产能力大、易于维护管理、生产成本低、分选效果好、效率高。在处理一般可选性煤时,能够达到较好的工艺指标,因此,这种选煤方法应用广泛。跳汰选煤法的适应性强。分选粒级范围宽,可以分级入选或不分级人选。跳汰选煤法的分选效率受给料性质影响甚大,在细粒物料多、可选性差的情况下,分选效率会急剧下降。跳汰机对于易选煤的分选精度与重介质选相当,但是,在要求出低灰精煤产品时,如果分选密度低于1.40 g/cm3时,可能由于可选性变难,造成跳汰机不易操作,影响分选效果。跳汰机排矸不受分选密度高的限制,但是对于原煤中块矸含量很多,特别是矸石易于泥化条件下,采用动筛跳汰机排矸也是选煤设计的特点,这样可以将泥岩矸石尽早从系统中排出,对主选工序极为有利。近年来,对跳汰机的结构进行了大量的改进。跳汰分选效率得到大幅度的提高,对于易选和一般性可选的煤,在技术经济允许的情况下,可以采用此选煤方法。
2.2 重介质选煤法
适宜分选难度较大的煤炭,分选粒级宽。上限最大1000mm,下限3~6mm。如果在离心力场中分选,分选粒度下限为0.15~0.2mm,甚至更小。给料粒度上限主要由重介质旋流器入料管管径决定。重介质分选可实现稳定的低密度分选,分选精度高,分选质量好。容易实现自动控制,降低劳动强度,块煤分选机分选效率高达95%,重介质旋流器约90%左右。块煤重介质分选机在排矸分选密度大于1.8g/cm3时,重介质悬浮液难以配置,这时可以考虑采用单段跳汰机。当要求出块煤产品时,采用有压重介质旋流器不利于保护块煤产品,但有效分选下限较低。三产品无压重介质旋流器特点是能以单一低密度重介质悬浮液系统一次分选出质量合格的精煤、中煤和矸石产品,相对有压入料重介质旋流器能够减少矸石泥化,省略了一套高密度重介质悬浮液的制备、循环、回收系统,简化了流程,降低了成本。重介质选没流程较为复杂,设备管道阀门容易磨损,维修养护工作量较大。在操作调节方面要求更严格,保正设备正常运行对生产控制自动化要求更高。当原煤中矸石易泥化,细泥含量大的时候,工作悬浮液的密度、黏度等特性参数会发生很大变化,导致分选效果变坏,也会给脱介和介质系统带来许多问题,此时,选择重介质选,尤其是有压入料重介质旋流器,应当慎重。目前采用重介质选煤法的主要是炼焦煤选煤厂,对于动力煤选煤厂是否采用应当进行全面技术经济比较。
2.3 煤泥浮选法
浮选具有分选煤泥和洗水净化双重特点。随着开采技术的进步,原煤中<0.5mm的粉煤量逐步增大,一般可达20%以上,因此回收这部分精煤意义重大,浮选是煤泥分选的惟一有效方法。随着浮选机的发展,浮选柱技术得到推广应用,而微泡浮选机和喷射式浮选机也在许多选煤厂得到应用,浮选设备向着大型、高效方向发展。浮选成本较高,但是对于炼焦煤选煤厂来说,回收大量浮选精煤仍然可以获得可观的经济效益。
2.4 摇床选煤法
此技术能够处理13mm以下的易选末煤和煤泥,其优点是结构简单、易操作、分选效果好、生产成本低、分选下限可达200网目,由于摇床对细粒煤分选效果好,对于硫铁矿含量高的高硫煤脱硫具有较好的脱硫效果。在西南地区得到应用。从高硫煤中回收硫铁矿,能够减少高硫煤使用对环境带来的污染,还能向化工、化肥等行业提供工业原料。不足之处是:单层摇床单位面积处理能力低,占地面积大。多层悬挂式摇床在很大程度上弥补了普通摇床的缺点,而双头离心摇床则有效的降低了分选下限,提高了对煤中硫铁矿的脱出能力。摇床是脱硫的主要设备之一。
2.5 螺旋分选机选煤法和螺旋滚筒分选机
适用于处理13mm以下的易选末煤和煤泥。在实际应用中主要用于粗煤泥的分选,最佳分选粒度为1~0.075mm或2~0.10mm,有效分选粒度为6~0.075mm,介于跳汰选和浮选之间。螺旋分选机本身无运动部件,占地面积小。缺点是高度大,设备参数难确定和调整。螺旋分选机可以和浮选机组成联合流程,分别处理粗煤泥,可以有效的降低生产成本。螺旋滚筒分选机用于处理6mm以上的物料。它以入选原煤中小于0.3mm的粉煤作为介质与水混合形成较稳定的悬浮液,又称自生介质滚筒。流程简单,拆装方便,可以作为简易选煤设备用于动力煤、炼焦煤(易选、中等可选)脏杂煤及煤矸石的分选。
2.6 水介质旋流器选煤法
此方法的优点是去掉了介质回收与净化工艺过程,与其它高效分选设备配合使用,可以减少主要分选设备的入选量,可用来处理易选末煤或粗煤泥。与其它末煤或粗煤泥的分选设备相比,它的处理能力大,但是他只能保证一种产物的质量合格,因此,水介质旋流器的使用应当考虑两段选及联合流程,一般将水介质旋流器用作初选设备。水介质旋流器本身没有运动部件,系统简单,生产成本低,但其分选效率不高,可能偏差值在0.09~0.21之间。
2.7 干选法
传统的干法风力分选、风力跳汰和风力摇床分选效率低,要求人料分级比小,水分低,目前较少采用。我国从20世纪80年代开始研究空气重介质流化床干法选煤工艺,处理难选或极难选煤。空气重介质选煤厂主要包括入选原煤准备系统、选煤系统、重介质的脱介和回收系统、供风和除尘系统以及产品运输系统。我国吸收了美国无风干式摇床和俄罗斯风选机的优点后,研制出复合式干法分选机。入料粒度范围80~0mm,细粒物料与空气形成气—固两相混合介质,在宽粒度级别的情况下,这种自生介质的分选作用可以提高分选效果。而对于6~0mm粉煤的分选效果不理想。干法分选对于缺水地域及遇水易泥化的煤种有实际意义。
2.8 槽选法
分选下限低,循环水用量大、难于实现自动化。选煤设计中不采用。而斜槽分选机由于结构简单、操作和维修方便、生产能力大,而且对洗水浓度要求不严格,作为一种处理劣质煤和机械化排矸的简易选煤设备,在中小型选煤厂采用。
3 结论
选煤方法确定涉及诸多要素。包括:粒度特性、密度特性、含硫量、产品结构(含市场需求)、分选效率、分选加工费用、建设投资费用、综合经济效益等。因此,选煤方法的确定需要做全面的分析多方案比较,择优选用。
参考文献
[1] 戴少康.选煤工艺设计的思路与方法[M].煤炭工业出社.2003.12.
[关键词]选煤 方法 工艺
中图分类号:TD94 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)44-0091-01
1 选煤的意义及目的
煤炭在开采过程中难免混入一些杂质(木材、金属等),随着采煤技术的发展,机械化程度不断提高,原煤质量将却有所下降,表现在混入原煤的矸石增加、灰分提高、末煤及粉煤含量加大、水分含量提升。为了改善这一情况,同时把煤炭按质量、规格分成各种产品,就要对煤炭进行进一步的加工,以适应不同用户的需求。同时可以有效的、合理的利用煤炭资源。减少燃煤对环境的污染。
选煤的目的主要有:除去煤炭中的杂质,减少灰分和硫分,提高煤炭质量;把煤炭划分为不同质量、规格的产品,适应用户需要;煤炭经过洗选,矸石可以就地处理,可以提高运输的有效能力,同时为综合利用煤矸石创造有利的条件;煤炭洗选可以除去大部分的灰分和50%~70%的黄铁矿硫,减少燃煤对环境的污染。
2 选煤技术
2.1 跳汰选煤法
跳汰选煤法工艺流程比较简单、对煤质适应性强、生产能力大、易于维护管理、生产成本低、分选效果好、效率高。在处理一般可选性煤时,能够达到较好的工艺指标,因此,这种选煤方法应用广泛。跳汰选煤法的适应性强。分选粒级范围宽,可以分级入选或不分级人选。跳汰选煤法的分选效率受给料性质影响甚大,在细粒物料多、可选性差的情况下,分选效率会急剧下降。跳汰机对于易选煤的分选精度与重介质选相当,但是,在要求出低灰精煤产品时,如果分选密度低于1.40 g/cm3时,可能由于可选性变难,造成跳汰机不易操作,影响分选效果。跳汰机排矸不受分选密度高的限制,但是对于原煤中块矸含量很多,特别是矸石易于泥化条件下,采用动筛跳汰机排矸也是选煤设计的特点,这样可以将泥岩矸石尽早从系统中排出,对主选工序极为有利。近年来,对跳汰机的结构进行了大量的改进。跳汰分选效率得到大幅度的提高,对于易选和一般性可选的煤,在技术经济允许的情况下,可以采用此选煤方法。
2.2 重介质选煤法
适宜分选难度较大的煤炭,分选粒级宽。上限最大1000mm,下限3~6mm。如果在离心力场中分选,分选粒度下限为0.15~0.2mm,甚至更小。给料粒度上限主要由重介质旋流器入料管管径决定。重介质分选可实现稳定的低密度分选,分选精度高,分选质量好。容易实现自动控制,降低劳动强度,块煤分选机分选效率高达95%,重介质旋流器约90%左右。块煤重介质分选机在排矸分选密度大于1.8g/cm3时,重介质悬浮液难以配置,这时可以考虑采用单段跳汰机。当要求出块煤产品时,采用有压重介质旋流器不利于保护块煤产品,但有效分选下限较低。三产品无压重介质旋流器特点是能以单一低密度重介质悬浮液系统一次分选出质量合格的精煤、中煤和矸石产品,相对有压入料重介质旋流器能够减少矸石泥化,省略了一套高密度重介质悬浮液的制备、循环、回收系统,简化了流程,降低了成本。重介质选没流程较为复杂,设备管道阀门容易磨损,维修养护工作量较大。在操作调节方面要求更严格,保正设备正常运行对生产控制自动化要求更高。当原煤中矸石易泥化,细泥含量大的时候,工作悬浮液的密度、黏度等特性参数会发生很大变化,导致分选效果变坏,也会给脱介和介质系统带来许多问题,此时,选择重介质选,尤其是有压入料重介质旋流器,应当慎重。目前采用重介质选煤法的主要是炼焦煤选煤厂,对于动力煤选煤厂是否采用应当进行全面技术经济比较。
2.3 煤泥浮选法
浮选具有分选煤泥和洗水净化双重特点。随着开采技术的进步,原煤中<0.5mm的粉煤量逐步增大,一般可达20%以上,因此回收这部分精煤意义重大,浮选是煤泥分选的惟一有效方法。随着浮选机的发展,浮选柱技术得到推广应用,而微泡浮选机和喷射式浮选机也在许多选煤厂得到应用,浮选设备向着大型、高效方向发展。浮选成本较高,但是对于炼焦煤选煤厂来说,回收大量浮选精煤仍然可以获得可观的经济效益。
2.4 摇床选煤法
此技术能够处理13mm以下的易选末煤和煤泥,其优点是结构简单、易操作、分选效果好、生产成本低、分选下限可达200网目,由于摇床对细粒煤分选效果好,对于硫铁矿含量高的高硫煤脱硫具有较好的脱硫效果。在西南地区得到应用。从高硫煤中回收硫铁矿,能够减少高硫煤使用对环境带来的污染,还能向化工、化肥等行业提供工业原料。不足之处是:单层摇床单位面积处理能力低,占地面积大。多层悬挂式摇床在很大程度上弥补了普通摇床的缺点,而双头离心摇床则有效的降低了分选下限,提高了对煤中硫铁矿的脱出能力。摇床是脱硫的主要设备之一。
2.5 螺旋分选机选煤法和螺旋滚筒分选机
适用于处理13mm以下的易选末煤和煤泥。在实际应用中主要用于粗煤泥的分选,最佳分选粒度为1~0.075mm或2~0.10mm,有效分选粒度为6~0.075mm,介于跳汰选和浮选之间。螺旋分选机本身无运动部件,占地面积小。缺点是高度大,设备参数难确定和调整。螺旋分选机可以和浮选机组成联合流程,分别处理粗煤泥,可以有效的降低生产成本。螺旋滚筒分选机用于处理6mm以上的物料。它以入选原煤中小于0.3mm的粉煤作为介质与水混合形成较稳定的悬浮液,又称自生介质滚筒。流程简单,拆装方便,可以作为简易选煤设备用于动力煤、炼焦煤(易选、中等可选)脏杂煤及煤矸石的分选。
2.6 水介质旋流器选煤法
此方法的优点是去掉了介质回收与净化工艺过程,与其它高效分选设备配合使用,可以减少主要分选设备的入选量,可用来处理易选末煤或粗煤泥。与其它末煤或粗煤泥的分选设备相比,它的处理能力大,但是他只能保证一种产物的质量合格,因此,水介质旋流器的使用应当考虑两段选及联合流程,一般将水介质旋流器用作初选设备。水介质旋流器本身没有运动部件,系统简单,生产成本低,但其分选效率不高,可能偏差值在0.09~0.21之间。
2.7 干选法
传统的干法风力分选、风力跳汰和风力摇床分选效率低,要求人料分级比小,水分低,目前较少采用。我国从20世纪80年代开始研究空气重介质流化床干法选煤工艺,处理难选或极难选煤。空气重介质选煤厂主要包括入选原煤准备系统、选煤系统、重介质的脱介和回收系统、供风和除尘系统以及产品运输系统。我国吸收了美国无风干式摇床和俄罗斯风选机的优点后,研制出复合式干法分选机。入料粒度范围80~0mm,细粒物料与空气形成气—固两相混合介质,在宽粒度级别的情况下,这种自生介质的分选作用可以提高分选效果。而对于6~0mm粉煤的分选效果不理想。干法分选对于缺水地域及遇水易泥化的煤种有实际意义。
2.8 槽选法
分选下限低,循环水用量大、难于实现自动化。选煤设计中不采用。而斜槽分选机由于结构简单、操作和维修方便、生产能力大,而且对洗水浓度要求不严格,作为一种处理劣质煤和机械化排矸的简易选煤设备,在中小型选煤厂采用。
3 结论
选煤方法确定涉及诸多要素。包括:粒度特性、密度特性、含硫量、产品结构(含市场需求)、分选效率、分选加工费用、建设投资费用、综合经济效益等。因此,选煤方法的确定需要做全面的分析多方案比较,择优选用。
参考文献
[1] 戴少康.选煤工艺设计的思路与方法[M].煤炭工业出社.2003.12.