淺談鄂爾多斯地區動力煤選煤工藝

齊友華

(中煤科工集團南京設計研究院有限公司,江蘇南京 210031)

淺談鄂爾多斯地區動力煤選煤工藝

齊友華

(中煤科工集團南京設計研究院有限公司,江蘇南京 210031)

鄂爾多斯地區煤炭資源豐富,本文簡要分析了該地區現有選煤工藝的優缺點,點出現有選煤工藝存在的問題,結合該地區煤炭產品市場定位,探討降低塊煤重介淺槽分選下限的可行性,從而達到解決問題的目的。

選煤工藝 煤泥 粉煤 深度篩分

鄂爾多斯煤炭資源豐富，約占全國煤炭儲量的13%，其中又以不黏煤、長焰煤為主，是良好的動力用煤和化工用煤原料，是我國動力煤的重要產地之一。該地區的選煤廠絕大多數為動力煤選煤廠，選擇適合本地區煤質、目標市場、產質量等因素的選煤工藝，對本區具有重要意義。

1 煤質及產品市場分析

鄂爾多斯地區的動力煤資源主要集中在東勝煤田和準格爾煤田，東勝煤田以低灰分、特地～低硫分、高發熱量不黏煤為主，準格爾煤田以中灰～高灰分、低硫份、中發熱量～中高發熱量長焰煤為主。兩個煤田的煤質差異較大，下面分別選取兩個煤田中具有代表性的篩分浮沉資料進行簡要分析(如表1-表4)。

東勝煤田的煤質特點：(1)原煤灰分較低，屬低灰原煤;(2)原煤灰分隨粒度減小而降低，末煤灰分低于塊煤灰分;(3)原煤輕產物和重產物含量高，中間產物少，有利于分選;(4)末煤灰分在12%以下，按照本區的煤質情況，末煤發熱量高于5000kcal/kg。

準格爾煤田的煤質特點：(1)原煤灰分較高，屬中灰原煤;(2)原煤灰分隨粒度減小而降低，末煤灰分低于塊煤灰分;(3)原煤中間產物和重產物含量高;(4)小于13mm的末原煤灰分小于25%，發熱量不低于4000kcal/kg。鄂爾多斯地區煤種為長焰煤、不粘煤，是良好的動力煤和化工用煤原料。末煤主要為動力煤，發熱量高于5000大卡的動力煤主要銷往華北、華東等區外電煤市場，發熱量小于4500大卡的動力煤一般供區內火力發電廠。塊煤主要用作煤化工、煤制氣等化工用煤。

2 現有選煤工藝分析

目前，本地區選煤廠入洗方式主要有原煤全入洗和塊煤入洗兩種方式，原煤全入洗的分選粒度為200-0.15(0.25)mm，塊煤入洗的分選粒度為200-13(25)mm。原煤全入洗采用的選煤工藝為：200-13mm塊煤重介淺槽分選，13-1.5mm兩產品重介旋流器分選，1.5-0.15mm粗煤泥螺旋分選機分選或1.5-0.25mm粗煤泥TBS分選。塊煤入洗采用的選煤工藝為：200-13(25)mm塊煤重介淺槽分選，末煤不洗。這兩種選煤工藝在該區應用極廣，99%以上的選煤廠采用以上選煤工藝。

對以上兩種選煤工藝的優點進行簡要分析：(1)塊煤、末煤采用不同的選煤方法分級入洗，既使原煤得到充分洗選，又充分發揮了兩種選煤方法的長處，提高了生產效率，降低了生產成本;(2)塊煤末煤采用不同的選煤方法分級入洗，塊原煤、末原煤均可實現全部入洗、部分入洗等功能;(3)主選設備的單臺處理能力大，可實現設備大型化，簡化工藝環節，精簡設備臺數，節省電能消耗，節約設備投資，降低生產成本。

表1 東勝煤田某煤礦原煤篩分組成

表2 東勝煤田某煤礦原煤浮沉組成

表3 準格爾煤田某煤礦原煤篩分組成

表4 準各爾煤田某煤礦原煤浮沉組成

雖然兩種選煤工藝適應本地區的煤質特征，且應用廣泛，但也存在一些不足：(1)當原煤灰分較低時，末煤洗選后灰分降低有限，水分增加，發熱量提高較幅度較小，一般認為，末煤洗選后灰分降低幅度在5%以內，其經濟效益不明顯;(2)末煤洗選，產生的煤泥量比塊煤洗選大得多，基本無法全部摻入洗末煤中，這部分煤泥在該地區幾乎沒有市場，因此，全入洗的選煤廠，往往大部分時間只運行塊煤洗選系統，末煤洗選系統僅在原煤灰分波動較大的時候運行，造成大量設備閑置;(3)塊煤淺槽分選、末煤不洗的選煤廠，由于塊煤洗分選下限只能到13mm，13mm以下的末煤量較大，基本無法調節末煤質量。

綜上所述，現有選煤工藝適合本地區原煤的煤質特征和市場要求，但主要存在以下兩個問題需要解決：(1)塊煤和末煤全入洗時會產生大量煤泥量;(2)塊煤入洗末煤不洗時末煤質量又難于調節。

3 其他選煤工藝的探討

國內其他地區的動力煤選煤廠，除了采用上述兩種選煤工藝以外，采用兩段兩產品旋流器分選工藝和三產品重介旋流器分選工藝兩種工藝的選煤廠也比較多。東勝煤田的原煤輕產物和重產物含量高，中間產物含量極低，只需要高密度排矸后即可獲得低灰精煤，一段重介旋流分選即可，無需二段分選;若采用三產品重介旋流器分選，中煤量少，且灰分較高，在本地區幾乎沒有市場，若精煤灰分沒有特殊要求，最好將中煤摻入精煤產品，體現不出三產品重介旋流器的優點。準格爾煤田的原煤中間產物較多，從浮沉組成來說，適合生產精煤、中煤和矸石三個產品，但由于中煤灰分高，中煤發熱量低于4000kcal/kg，在本地區除了部分劣質煤電廠外，沒有其他用戶。因此，若精煤灰分沒有特殊要求，本地區的原煤也不生產中煤。目前本地區塊煤價格高于末煤價格，而兩段兩產品重介旋流器和三產品重介旋流器的入料粒度上限均低于重介淺槽分選機的入料粒度上限，因此兩段兩產品旋流器分選工藝和三產品重介旋流器分選工藝沒有優勢，且無法解決全入洗產生大量煤泥量的問題。

4 解決問題

要解決現有選煤工藝存在的兩個主要問題，關鍵是提高13mm以下末煤入洗比例，盡量減少原生煤泥入洗量。要實現以上目標，主要考慮兩種方法：一是末煤部分入洗;二是降低塊煤入洗粒度下限，粉煤不洗。末煤部分入洗可以通過調整末煤入洗比例達到調節末煤質量的目的，但原生煤泥隨末煤一起入洗，無法從根本上解決煤泥問題。降低塊煤入洗下限，粉煤不洗，可以使原生煤泥不入洗。塊煤重介淺槽的有效分選下限可以到6mm，但傳統分級篩的有效干法分級粒度下限一般在13mm，因此塊煤分選下限一般確定為13mm。近年來，隨著篩分設備技術進度，細粒物料深度篩分設備技術已趨于成熟，目前復合正弦篩的分級粒度可到10mm，弛張篩的分級粒度可道6mm，因此，可利用重介淺槽分選機的分選粒級寬的特點，將塊煤重介淺槽分選下限可以降到6mm。不論是東勝煤田還是準格爾煤田，6mm以下的末煤灰分均低于原煤，通過分選，灰分降低的幅度較小，若末煤只是作為發電用煤，沒有其他的特殊用途，可以考慮6-0mm粉煤不洗選。因此筆者認為，在末煤作為發電用煤的選煤廠，可以探討采用“原煤6mm或8mm干法分級，200～6(8)mm塊煤重介淺槽分選，6(8)mm以下粉煤不洗”的選煤工藝的可行性，如此既可使絕大部分原生煤泥分離出來不入洗，大幅度減少煤泥量，又可根據市場要求將洗后的13(25)-6mm精煤摻入粉原煤，調節末煤質量。

[1]戴少康《.選煤工藝設計實用技術手冊》.煤炭工業出版社.

[2]方爽,杜杰,趙宏霞.賓得弛張篩在張集選煤二廠的應用[J].煤炭加工與綜合利用,2012(2).

齊友華(1981—),男,重慶巫山人,2004年畢業于中國礦業大學(北京)礦物加工工程專業,工程師,現主要從事選煤廠設計工作。