关于煤炭洗选工艺发展前景的思考.pdf

第2期 山 西 焦 煤 科 技 No. 2 2008年2月 Shanxi Coking Coal Science 洗选工艺;发展前景 随着世界经济和科学技术的不断发展,各行业领 域均有大量科技含量较高的发明创造。这些技术成 果得到广泛应用后,极大地提高了生产力和企业的生 产效率。我国作为发展中国家,煤炭资源一直占我国 能源消费总量的60～70。近年来又被广泛用于 发电、 化工、 建材等领域,市场对煤炭资源的依赖性需 求总量不断攀升。2006年我国煤炭生产量为22亿 t, 2007年预计达24亿t。我国虽为煤炭资源大国, 煤种齐全,资源丰富,但作为一种不可再生资源,其储 量的有限性,不得不在重视降低煤炭消耗总量同时, 进一步探寻更为科学合理的煤炭洗选加工工艺,以达 到节约煤炭资源和综合利用的目的。 1 我国煤炭主要洗选工艺 我国于1917年建成第一座使用跳汰机的机械化 选煤厂, 1923年开始建炼焦煤选煤厂。1949年以前, 全国共建炼焦煤选煤厂11座和动力煤选煤厂5座。 建国后,随着我国煤炭工业的迅速发展,选煤工业取 得了长足进展。一批自行研究开发的新型煤炭设备 与发达国家水平相比,在制造工艺上虽然存在一定差 距,但亦能满足我国新厂建设和老厂改造的需求。就 目前国内煤炭洗选工艺而言,在我国所占比重较大的 分别为重介质选煤工艺、 跳汰选煤工艺、 浮游选煤工 艺。而这3种选煤工艺无论是动力煤选煤厂,还是炼 焦煤选煤厂都在广泛的应用。 1. 1 跳汰洗煤工艺 跳汰选煤工艺的发展至今已有150多年的历史, 最初只是人工用水洗矿沙。到19世纪中叶以后,由 于冶金、 机械工业的兴起,跳汰选煤亦得到迅速发展。 随着选煤工业的发展,跳汰理论的基础研究也日益被 人们所重视。从奥地利人雷庭智开始研究单个颗粒 在流体介质中的运动规律到现在,因跳汰过程影响因 素较多,且变化又很大,理论研究相对困难,虽有迥异 假说从不同侧面对跳汰分选过程进行了分析,对选煤 生产也起到一定的作用,但终因自身理论不可完善 性,使其发展受限。跳汰选煤工艺由于其本身不可控 性因素较多,如原煤性质、 主分选设备跳汰机结构特 征以及跳汰机工作制度等因素造成该工艺分选精度 较低,吨煤分选能耗大,辅助性工艺复杂,适应性差。 只有在选易选原料煤时,才可获得与重介质选差不多 的效果。在自动化技术日趋成熟的今天,难以适应选 煤工艺发展的需求,因此,在当今我国选煤厂生产工 艺上的应用比重正逐步下降。取而代之的是能耗低, 主分选设备结构简单,维护量小,对不同煤种和可选 性不同的煤炭都可获得较高分选效率和分选精度,且 分选有效下限低,自动化程度较高等诸多优点集一体 的重介质选煤工艺。 1. 2 重介质选煤工艺 重介质选煤工艺比跳汰选煤工艺发展晚,主要是 ①作者简介张海军 男 1980年出生 2000年毕业于山西职业技术学院 助理工程师 古交 030206 受介质选材和自动化水平的制约,造成其发展缓慢。 随着介质选材的发现,人们开始在各种形状的分选槽 内进行煤炭分选。1945年荷兰国营煤矿开发的DS M 旋流器,使得重介质选煤工艺向更深更广的方向延 伸。 近年来,重介质选煤工艺更是得到快速发展,尤 其是三产品重介质旋流器工艺,有效分选下限可达 0. 25 mm,利用煤泥重介质分选工艺下限更可达0. 15 ～0. 10 mm。随着“ 无压三产品重介质旋流器小直 径煤泥旋流器 ” 工艺的成功研发应用,很大程度上促 进我国选前不脱泥分选工艺的发展。由此对常规煤 泥分选工艺及重选与浮选联合分选工艺模式产生了 深远的影响。在条件合适时可采用全重介分选工艺、 粗煤泥独立回收工艺等。重介质选煤因其工艺本身 分选精度和分选效率较高,密度调节范围宽、 密度测 控程度高、 工艺流程更加趋于简单化、 适用范围不断 拓宽等优点,使得该工艺已成为我国选煤工艺推广应 用的重点。 1. 3 浮游选煤工艺 浮游选煤工艺的发展史至今虽无定论,但到19 世纪末,随着市场矿物原料需求量急剧增长的情况, 浮选法作为加工处理低品位矿石的一种有效新方法 而得到蓬勃发展。不可否认,浮游选煤迄今为止仍是 一种有效分选煤泥的选煤工艺。但由于浮游选煤是 在气 液 固三相体系中进行的是一种物理化学过 程,是借助于煤炭本身亲水性和疏水性差异进行分 选,决定了它需与一定的化学药剂配合,才能发挥其 分选效能。 目前,在我国选煤工艺方面当中,多与跳汰选煤 工艺或是重介质选煤工艺配合,组成完整的洗煤工艺 系统。同时,浮选工艺的应用对提高煤炭资源利用率 具有积极意义。 2 煤炭洗选辅助工艺 我国煤炭洗选工艺历经几十年的发展,其辅助工 艺也得到长足进步,甚至有所突破。在老厂改造或新 厂筹建中,这些新型辅助工艺得到广泛应用。 2. 1 原煤准备工艺 原煤准备工艺从人力排矸到选前动筛排矸工艺 的转变,不仅解决了人工排矸劳动强度大,煤炭矸石 含量大、 变化大造成的旋流器分选精度低,产品质量 不稳定等多种问题。同时,使大量矸石不经过原煤贮 运系统,节省了大量的运输成本和仓贮成本。 2. 2 选前脱泥工艺 该工艺不仅大辐提高了脱介筛的脱介效率,降低 了介耗;有效避免因原煤泥化现象严重,影响悬浮液 系统密度和黏度的稳定性,主分选设备的分选效果也 有明显改善。同时,降低了煤泥浮选的运行成本,提 高了煤泥水系统的稳定性。 2. 3 煤泥重介工艺 煤泥重介工艺是一种近几年发展起来的新型辅 助选煤工艺,其主要功能是处理- 0. 5 mm重介系统 中的煤泥,减轻磁选机在回收磁性物过程中的压力, 以提高磁选机工作效率和精煤产率,降低入浮煤泥 量,缓减煤泥水系统压力。而煤泥重介系统的发展和 应用,大大推动了重介质分选工艺的发展,解决了长 期以来困扰洗选行业的一大难题,为煤炭洗选行业的 发展提供了更大的发展空间。 2. 4 脱水工艺 运用助滤剂脱水工艺降低煤泥水分,此工艺主要 是用于- 0. 5 mm的煤泥脱水。该工艺广泛的发展, 有效解决了煤泥脱水工艺中的一些问题,使许多产品 的水分降低,减少煤泥无效运输,提高脱水设备的脱 水效率。 2. 5 浮精、 尾煤回收工艺 “ 加压过滤机浮选机 ” 工艺的广泛应用,对煤 炭洗选行业的煤泥水回收净化和提高精煤产率和尾 矿品位有着深远的意义。借助于小直径旋流器与高 频筛相配合尾煤回收工艺,较以往的过滤机回收工 艺,很大程度上解决了受煤泥水浓度影响而导致煤泥 回收效率低下、 煤泥水系统紊乱等生产难题,且工艺 自身耗能低,维护方便,操作可靠。 3 新型技术装备推动了煤炭洗选工艺的发展 随着用户对煤炭产品质量的要求越来越严,很多 老厂在原有工艺基础上进行系统的工艺改造。改造 所用洗选设备大都是近几年的新成果。这些新型设 备基本上都是本着高效节能,且能够实现远程自动化 控制的方向发展。 例如,选煤厂在原来的跳汰机为主选设备的分选 工艺改变为重介质旋流器分选工艺,并对各管道和阀 门以及在很多控制方面实现高度集成的自动化控制。 实现不分级入选的无压三产品重介质旋流器、 分选煤 02山 西 焦 煤 科 技2008第2期 泥的小直径重介质旋流器、 自生介的小直径水力分级 旋流器、 高硫煤全重介洗选脱除无机硫成套设备等, 主分选设备为洗煤工艺发展提供了良好的支撑和平 台。成熟的重介质悬浮液密度自动控制技术和耐磨 管道材质耐磨程度的增加,更使重介质选煤工艺得到 应用发展。磁选尾矿回收机的应用,极大地解决了重 介选煤工艺介耗高,影响煤泥水生产系统正常运行的 问题。空气重介质流化床和动筛跳汰机在选煤厂生 产的应用,简化了生产工艺,提高了生产效率。 在细粒煤分选上,高选择性浮选机和浮选柱选煤 技术,有效降低精煤灰分,提高了精煤产品质量;处理 量大、 能耗低、 分选效果好,最大容积达16 m 3 的XJM - S系列浮选机均有广泛应用,目前该系列又研制成 功20 m 3 的浮选机;在0. 3 mm级粗煤泥回收方面 可有效补充浮选系统工艺缺陷的粗煤泥TBS煤泥分 选机,由于它无需重介质和药剂便可实现高效分选, 分选密度可控范围较宽1. 4～1. 8 kg/t ,自动化程 度高,设备结构简单,维护工作量小等优点,使其在粗 煤泥回收工艺中得到应用。 在产品脱水方面,一批如加压过滤机、 快开式隔 膜压滤机、 煤泥离心机等自动化程度高,脱水效率高, 处理能力强的设备在选煤工艺脱水环节中的应用,对 降低产品水分,节省运力等起到关键作用。这些新型 设备在投入生产后,无论是在提效降耗增加经济效益 方面,还是在稳定产品质量、 提升企业生产能力上,不 仅丰富了煤炭洗选工艺的内涵,而且促进了煤炭洗选 的工艺发展。 4 煤炭洗选工艺发展前景 由于中国的能源资源和消费结构决定了中国未 来几十年内仍将以煤炭为主要能源。同时国务院在 发展国民经济第十一个五年计划中也明显指出我国 煤炭工业发展的首要任务,是提高煤炭资源的利用 率,大力推行洁净煤技术,发展低成本的选煤技术,这 无疑对煤炭洗选工艺提出了更高的要求。 4. 1 湿法选煤工艺 以原料煤煤质情况为起点,以用户对产品质量要 求为终点。以简单的分选工艺来提高煤炭质量,生产 适销对路产品。为了提高精煤产率,合理利用煤炭资 源,以大直径无压三产品重介质旋流器选煤为核心的 选煤工艺。 以单套低密度悬浮液实现精中矸有效分 选。配合以煤泥重介工艺组成新型选煤工艺,实现全 级不脱泥入洗,在省去浮选工艺的同时,又使得- 0. 5 mm的煤泥得到有效回收。较传统浮选工艺而言,生 产成本降低,工艺流程简单。在原煤准备工艺环节, 省去低效的人工拣矸,以机械排矸代替人工拣矸,形 成简单高效的选煤工艺,其工艺流程示意图见图1。 图1 湿法选煤工艺流程示意图 工艺说明 该工艺由“ 选前机械排矸三产品重介质旋流 器煤泥重介旋流器 ” 组成。 选前机械排矸将矸石去除,进入三产品重介质旋 流器后选出三种产品精、 中、 矸。再经分级脱水脱 介后,筛上物归集到不同的产品中。筛下物由独立的 122008年第2期张海军关于煤炭洗选工艺发展前景的思考 煤泥重介旋流器分选后,产出低灰优质精煤,煤泥可 根据用户对中煤副产品质量指标要求进行掺和或单 独处理图1中虚线部分所示。脱除的介质与水分 别返回介质循环系统和循环水系统复用。 4. 2 干法选煤工艺 由于干法选煤工艺可省去煤泥水回收和产品脱 水、 干燥等工艺,使工艺流程大为简化,可有效解决湿 法分选易泥化煤的泥化问题,经济效益明显,但其分 精度较湿法重力选煤差。随着干法选煤设备如FGX 型复合式干选机、FX型风选机、 选煤深度 0. 5 mm 的空气重介质流化床成功应用等。干法选煤工艺在 动力煤选煤厂对原煤进行脱硫、 降灰,从而达到提高 煤炭质量,减少资源浪费,尤其是在水资源日益缺乏 的今天,将会有更大的应用发展空间。干法选煤工艺 其工艺流程示意图见图2。 工艺说明 该工艺由“ 选前机械排矸三产品分选机未 煤分选机 ” 组成。 选前机械排矸将矸石去除,进入三产品分选机后 选出三种产品精中矸。精煤再经分级后,筛上物 进入精煤系统,筛下物进入未煤分选机分选出两种产 品,优质末精归入精煤的产品中。质量较差,灰分较 高的部分可根据用户对中煤副产品质量指标要求进 行掺和或单独处理图2中虚线部分所示。 图2 干法选煤工艺流程示意图 4. 3 煤泥分选工艺 随着矿井机采煤量比重增加和复杂的煤流转载 运输,使得煤泥含量有时可达30左右,因此独立的 煤泥分选工艺可有效回收煤泥中固体可燃物与粒级 较大的产品掺杂,排除多余的高灰细泥,可提高资源 回收率同时,增加了选煤厂经济效益。基于降耗增效 目的,煤泥分选工艺会有更深入的研究,使煤泥有效 分选下限逐步降低,选别更为精确,效率更高,深度可 达0. 045 mm。目前,有效分选1 mm粉煤的摩擦电 选技术,可实现0. 045 mm粉煤分选,在对煤炭脱硫 降灰方面起到良好的作用。因此,煤泥分选工艺的不 断发展,为我国煤炭实现全级高质量分选提供了洗选 工艺发展思路。 5 结束语 从煤炭洗选工艺角度,开展新型选煤设备的研究 与开发,是简化选煤工艺,促进煤炭选洗工艺向广度 和深度发展的前提条件。在选煤厂工艺设计上,煤炭 洗选工艺向大型化集中、 简单高效的方向发展,采用 先进、 高效的机电一体化设备,以减少设备数量,简化 工艺流程,提高自动化程度,节省基建投资和加工成 本,提高选煤厂效率和经济效益。但如果能突破选煤 理论的传统范畴,充分利用煤炭本身的物理化学性 质,形成新型煤炭分选理论,任重而道远。本着高效 节能,自动化程度较高及工艺简单的基本思路和以新 型选煤理论为基础的煤炭洗选工艺。全方位、 多层次 加快煤炭资源综合利用效率,不仅是时代的发展需 求,也未来煤炭洗选工艺发展的主要方向。 收稿日期 2007 - 12 - 25 下转第27页 22山 西 焦 煤 科 技2008第2期 3 结束语 煤矿安全评价是煤矿本质安全化管理中的重要 一环,上对安全监管部门负责,下对企业负责,起着承 上启下的重要作用,安全评价机构和安全评价人员必 须放弃安全评价只抓现状的静态评价模式,严格自 律,要树立动态对待安全生产的理念,以安全生产为 导向跟进服务,以科学发展观严肃认真的搞好安全评 价工作。 1 严格各项规章制度的完善和落实。做到地质 评价不走过场,不搞形式,做好煤矿安全生产的地质 保障。 2 保证地质资料的合理性和完整性,并能充分 地满足评价煤矿企业的安全生产需要。 3 安全评价地质人员要参加国家组织的年度培 训,提高业务素质,不断学习,采用现代的先进技术手 段提高报告的编写质量。 收稿日期 2008 - 01 - 14 D iscussion on Existent Geological Problems in Safety Assess ment Report Jao Xuefeng Abstract By analyzing the contents related with the geology in the mine safety assessment report , the author discusses some inproper geologicals used in the mine safety appraisal process , and suggests that the adminis2 tration step up some measures to solve these problems as soon as possible. The safety assess ment institute and its staff must have the responsibility for the quality of their reports since. Key words Safety assess ment report; Geological problem; Safety assessment personnel; Countermeasure 上接第22页 Thinking on Development Prospect of CoalWashing Technique Zhang Ha ijun Abstract The coal is the non - renewable resources, the reserves is li mited. Under the condition of no new alter2 native energy source and the strong demand in the coal market, simple and efficient coal preparation technique be2 comes the research direction of numerous coal researcher, also becomes the development mainstream of future coal washing technique. Introduces the producing, characteristics and development process of the coal main washing tech2 nique of our country and coalwashing assistant technique, discusses the development direction of future washing tech2 nique. Key words Coal;Washing technique;Development prospect 上接第24页企业持续发展的基石,使酒店全体服 务人员和管理人员同心协力,全心全意投入到为顾客 服务和企业的价值创造中,实现忠诚度的自我升华。 收稿日期 2007 - 12 - 05 D iscussion on LoyaltyManagement of Hotel Staff Zhang Ca ixi a Abstract W ith generalpromoting of harware facilities in hotel industry, the key undoubtedly is soft ware resource - talent that decideswinning in competition among hotel . The author from analysing importantmistaken ideas in loyal2 ty training and management practice of enterprise, puts forward four changes of need in implementing loyaltymanage2 ment of the hotel . Key words Talent;Loyalty;Management 722008年第2期焦雪峰安全评价报告中存在的地质问题的讨论