淺談煤炭洗選過程中粒度控制的相關問題

王愛卿

（黑龍江工業學院 環境工程系，黑龍江 雞西 158100）

煤炭燃燒對于我國的大氣污染具有重要的影響，特別是在燃燒中產生的顆粒狀物質占據了總排量的大部分比例.所以煤炭的清潔使用也成為了一項重要的課題，煤炭的洗選對于煤炭的清潔具有重要的幫助.在煤炭的洗選過程中應當注意對粒度的控制，在實際的應用中不同產業對于煤炭的粒度要求不同，其具有的經濟價值和用途也不同.

1 煤炭清洗的重要意義

西方國家早就認識到了煤炭清洗的意義，所以它們的煤炭清洗比例已經接近100%，而我國的煤炭清洗在建國之后才開始，到2010年我國的煤炭清洗比例剛剛過半，仍然有巨大的發展空間[1].近年來隨著煤炭產業的快速發展，煤炭洗選產業也得到了相應的發展，選煤廠的規模也越來越大.經過多年的發展，我國的選煤設備和技術也得到了極大的進步，甚至某些技術處于世界領先地位.我國工業的發展離不開煤炭能源，所以煤炭行業也在逐漸的向低碳經濟方向轉變.而煤炭清洗能夠實現能源的高效利用，同時對于改變能源的結構和實現煤炭資源的清潔生產具有重要的意義.

煤炭洗選是利用煤炭中的不同成分在物理和化學性質方面的不同，通過物理、化學、生物等方法進行篩選的過程，達到煤炭和雜質分離的目的，同時洗選之后的煤炭還能夠進一步的加工成為用途不同的質量均勻的煤炭產品[2].在煤炭的開采和洗選過程中，粒度是影響其質量的一項重要指標，對于煤炭的后續加工和煤炭的安全生產具有重要的影響.在煤炭的應用過程中常常面臨著許多問題，主要是由于煤炭中含有比較多的雜質，例如灰分等，影響了煤炭的質量.因此在煤炭的應用和發展上，煤炭洗選具有良好的發展空間.

煤炭清洗能夠提高煤炭的質量，如果煤炭的質量沒有達到使用的標準就投入使用，往往會對設備產生比較嚴重的影響，給企業帶來比較大的經濟損失.將煤炭中的有害物質和礦物質清除出去可以提高對煤炭的利用率，煤炭清洗之后可以更好的發揮其功能，用來進行發電、冶金以及民用等.同時在煤炭洗選之后，可以將其中的雜質篩選掉，減少運費，降低對環境的污染，提高煤炭的熱能利用率.煤炭洗選可以除去煤炭中60%左右的灰分，以及35%的全硫，這對于環境保護具有重要的應用，能夠減少大氣中的煙塵、硫化物、氮化物的排放，經過煤炭洗選之后，1億噸動力煤可以減少60~70萬噸的二氧化硫的排放，同時還可以有效的去除矸石[3].

煤炭清洗主要是是提高煤炭的精度和純度，以滿足使用的要求.在洗選煤炭的過程中，還應當主要對粒度進行控制和分級，在實際的應用中不同的煤炭粒度具有不同的應用價值，而且也有不同的市場需求.煤炭粒度不同其洗選方式也相應的不同，煤炭在粒度的分級上一般可以分為焦煤、無煙煤、不粘煤等幾種類型，了解了煤炭粒度的分級對于煤炭的洗選工作具有比較大的幫助，而且還可以選擇合適的方式進行處理，從而取得良好的經濟效益.經過煤炭清洗可以提高煤炭的利用效率，例如能使焦煤的灰分降低1%，煉鐵的焦炭消耗量可以降低2.6%左右，煉鐵高爐的利用率可以通過4%；在合成氨的生產中使用經過清洗的無煙煤可以降低煤炭的消耗量20%，在工業鍋爐中利用洗選煤熱效率可以提高5%左右[4].

2 煤炭清洗過程中的中粒度的控制分析

粒度指的是在礦物質被破壞后，不同顆粒的大小情況，也可以單獨的指某一顆粒的物理尺寸.在實際的生產中，常常面對的是由不同粒徑所組成的顆粒群.顆粒群的粒度通常用能否通過某一規格的篩孔來度量的，例如在煤炭的清洗中常常使用的篩分法是用某一個直徑的圓孔篩來進行篩分的，而且在達到一定的通過率之后就可以確定這些顆粒群的粒度.

在傳統的煤炭生產中，煤炭的破碎主要分為兩步進行，第一步是在煤礦礦井中對于煤炭顆粒比較大（超過300mm）的物料由破碎機破碎之后再上井；第二步是對上井的原煤進行過篩，篩過之后的直接進行洗選，篩上的原煤進行破碎之后再送到選煤廠進行洗選[5].在目前的煤炭生產中常常采用綜采和放頂煤的開采方式，所以原煤中有大量的大粒度顆粒產生.在礦井輸送的過程中，大顆粒物料容易在速度比較快的膠帶上滑落，同時還會損害膠帶、淺槽等設備；此外，大塊顆粒還容易造成系統堵塞，影響生產的正常進行.不同的煤炭用戶對于煤炭的粒度具有不同的要求，在動力生產企業中對于粒度沒有比較高的要求，而且電廠還自己配置有煤炭的破碎設備.在循環流化床鍋爐中對于煤炭的粒度具有明確的要求，顆粒應當保持在一定范圍之內，不能太大，也不能過于粉碎，超過一定的范圍都不能形成流化層，影響系統的正常工作.對于無煙煤用戶來說，塊煤主要用來進行造氣，所以對于煤炭的顆粒要求比較高，在生產中需要進行二次破碎[6].在工業生產中用來作為氣化原料的褐煤，對于其粒度范圍也具有明確的要求.同時在不同時期，不同粒度的產品價格也不相同，煤炭企業為了提高利潤，應當加強對粒度的控制.

在煤炭的洗選過程中，不同的洗選工藝都有原煤的顆粒也有不同的要求，如下表所示：

洗選方法 入料的顆粒大小（mm） 對粒度特性的要求 對粒度上限要求的敏感性 容易堵塞的部位小直徑無壓旋流器 0~60 低 高 底流口大直徑無壓旋流器 0~80 低 高 底流口小直徑有壓旋流器 0~40 低 極高 泵葉輪、管道、底流口中型有壓旋流器 0~50 低 高 泵葉輪、管道、底流口淺槽 13~250 高 一般 刮板鏈、排料機構跳汰機 0~80 高 一般 排料機構動篩跳汰機 13~250 高 一般 排料機構FX風力干選機 0~80 高 一般 無FGX風力干選機 0~50 高 高 無

在生產的過程中，要想控制好煤炭的粒度，應當根據產品的粒度要求來選擇合適的設備.在經過破碎之后絕大部分的物流都能夠通過篩孔，在不同的應用環境中應當選擇不同的尺寸.在實際的應用中，分級破碎機的破碎比應當在2~4之間，最大不應當超過6[6].因為過大的破碎比不僅造成了資金的浪費，而且影響了煤炭洗選的效率，更容易造成設備的磨損，在情況嚴重的情況下還容易影響設備的正常運行.

3 結束語

煤炭產業對于我國的社會發展具有非同一般的意義，加強煤炭的洗選對于煤炭產業的發展具有重要的推動作用.在煤炭的洗選過程中，粒度是衡量其合格與否的重要標準.為了保證煤炭粒度能夠滿足使用的要求，應當加強對煤炭破碎粒度標準的認識，選擇合適的生產工藝.在煤炭的洗選過程中，也應當加強對粒度的控制，以提高煤炭的利用率和社會經濟效益.

〔1〕潘永泰.煤炭洗選加工過程中有關粒度控制問題的探討[J].選煤技術,2012(3):66-69.

〔2〕M ichael O’Brien,Bruce Firth,Anita Hill等.篩選效率的預控制[C].第16屆國際選煤大會論文集，2010.255-261.

〔3〕馬躍.煤炭洗選加工過程中粒度控制問題淺談[J].科技創新與應用,2012(34):124-124.

〔4〕潘永泰.煤炭洗選加工過程中遇到的有關粒度問題探討[C].2011年全國選煤技術交流會論文集，2011.130-133.

〔5〕常永剛,賀昌斌,王艷萍，等.露天礦煤層爆破機理與煤炭粒度關系分析應用[J].露天采礦技術,2009(4):18-19,22.

〔6〕陳洋,陳大力,唐碩，等.煤樣粒度及揮發分與煤的殘存瓦斯含量的關系分析[C].2012年全國煤礦安全學術年會論文集，2012.139-141.

〔7〕Albett Klein,Guoli Ma,Frank Rullang 等.利用 X-射線分析粒度小于50mm煤的成分[C].第16屆國際選煤大會論文集，2010.414-419.