煤炭洗选脱硫技术

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(1.焦作煤业(集团)中马村矿，河南 焦作 454005；2.焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司，河南 焦作 454191)

煤炭洗选脱硫技术

胡华斌1，胡芳2

(1.焦作煤业(集团)中马村矿，河南 焦作 454005；2.焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司，河南 焦作 454191)

介绍了各种煤炭脱硫技术，为重介质法、跳汰法、浮选法等多种洗选脱硫方法的联合提供科学依据。本矿井选煤厂采用该脱硫方法，获得了不同品种的洗选产品，合理有效利用煤炭资源，大大减少洗选产品燃烧时二氧化硫及其它污染物的排放，保护生态环境，实现了煤炭资源的高效洁净利用。

煤炭；重介质；跳汰；浮选；二氧化硫

1 脱硫技术

煤炭脱硫技术可以分为燃后脱硫、燃中脱硫和燃前脱硫[9-11]，燃后脱硫(又称烟道气脱硫)是在煤炭燃烧后，对烧煤设备排出的气体进行净化以降低SO2的排放的脱硫方法；燃中脱硫(又称炉内脱硫)是在煤炭燃烧过程中，向炉内喷入钙系固硫剂，使煤炭中的硫转化成硫酸盐，后随炉渣排出的脱硫方法；燃前脱硫是在煤炭燃烧前，采用选煤、水煤浆、型煤、动力煤配煤等技术方法对煤炭进行处理，去除硫分和灰分使其净化的脱硫方法。燃后脱硫和燃中脱硫事先未脱除煤炭中的硫，只能在燃烧后净化废气或燃烧时化硫为渣而减少SO2的排放，属于被动控制SO2排放的方法；燃前脱硫利用物理、化学、生物及其组合方法事先脱除煤炭中的硫，使煤炭燃烧时减少或不再产生SO2，属于主动控制SO2排放的方法[4]。煤炭的燃前脱硫，尤其是选煤脱硫是降低煤炭含硫量的重要途径。选煤脱硫作为洁净煤技术的源头，既能脱硫降灰，又能形成不同质量的煤产品，满足不同用户的需要，从而提高热能的利用率，而且选煤脱硫的费用远远低于燃后脱硫和燃中脱硫。选煤脱硫可分为温和净化脱硫、生物脱硫、化学脱硫、物理脱硫及其组合脱硫。温和净化脱硫都在常压、温度相对较低的情况下进行，并且净化后煤质几乎不变，如微波辐射法、电化学法、化学法等[9]；生物脱硫(又称生物催化脱硫)是在常温常压下利用专门培养的细菌选择性的氧化无机硫或有机硫，后用酸洗、沥滤的方法实现脱硫的一种低能耗脱硫方法，可脱去93%的黄铁矿以及15%～50%的有机硫，脱硫效率较高，常见的有生物浸出法、生物表面氧化处理法、生物选择性絮凝法等[3]；浮选脱硫是在技术和经济上最为可行的化学脱硫方法，利用煤和硫铁矿表面的亲水性或疏水性的差别，采用浮选机或浮选柱作分选设备，通过加入适当的药剂来达到脱硫目的，脱硫率达53%左右[13]；重力选煤脱硫是物理脱硫的主要方法，煤炭中煤粒的密度一般在1 300～1 800 kg/m3，矸石的密度在1 800～2 200 kg/m3，而黄铁矿的密度在3 200～3 500 kg/m3[4-5]，重力选煤就是利用三者之间的密度差异，采用跳汰机、水介质旋流器、重介质旋流器或摇床等分选设备，把黄铁矿和煤矸石从煤炭中去除的一种脱硫技术[14]。选煤脱硫是煤炭洁净高效化的基础，本矿井选煤厂采用湿法选煤脱硫，也称洗选脱硫[15]，选择了重介质法、跳汰法、浮选法等多种方法联合选煤脱硫方法，获得了较为洁净、高效的煤炭能源。重介质法是利用阿基米德原理，当介质的密度大于煤粒的密度时，煤粒在介质中上浮，反之下沉，将矸石和黄铁矿等杂质与煤粒分离的重力选煤脱硫方法，该方法具有适应性强、设备简单、分选效率高等特点[16]。一般重介质旋流器有效分选下限可达0.044 mm，黄铁矿理论脱硫率可达85%～95%[5]；跳汰法主要用于粗粒精选，可减少矿物的过粉碎，一般跳汰机的分选下限约为 0.5 mm[14]。跳汰法分为风力跳汰法和水力跳汰法[16]，风力跳汰法是在脉动空气流中分选物料的方法，分选效率较低，适用于极端缺水的地区和对产品的质量要求较低的条件；而水力跳汰法主要指在垂直升降的变速水流中按密度分选物料的方法，具有设备简单、分选效率高、生产能力大等优点，从而广泛应用于选煤；浮选法是在气—液—固三相界面分选矿物的方法，主要用于细粒煤的精选。常规浮选法的选择性不高而导致黄铁矿硫的脱除效果差，具体原因可能有：黄铁矿表面因氧化和电化学腐蚀而产生的疏水性物质不利于黄铁矿捕收剂浮选，黄铁矿解离不完全导致一些煤与黄铁矿连生体的存在，机械夹带使黄铁矿微粒被水带进精煤，非选择性捕集疏水性颗粒黏附到气泡上等[5，14]。针对该问题，本矿井选煤厂采用喷射浮选法，使用喷射浮选机改善浮选入料的进料方式，使浮选入料在极短时间内与捕收剂充分接触，使黄铁矿得到有效矿化，以提高浮选脱硫效果。

2 洗选工艺

本矿井选煤厂的原煤洗选工艺流程如图1所示。给煤机将原煤给至Ф100 mm分级筛，分级后手选除去筛上物中的大矸石，再将筛上物破碎至100 mm以下，输送至块煤皮带；筛下物输送至Ф13 mm分级筛分级，筛上物上块煤皮带，筛下物上末煤皮带。块煤皮带物料水洗后进入跳汰机，分选除去矸石，剩余物料通过弧形筛泄水，后进入双层直线振动筛分级并脱水。双层直线振动筛上层筛孔为13 mm，下层筛孔为8 mm，8 mm以下的物料经弧形筛泄水后进入离心机，脱水得洗精煤产品；8～13 mm的物料为洗粒煤产品；13 mm以上的物料在重介浅槽中分选，块中煤经脱介筛脱水后得洗中煤产品；块精煤经脱介筛脱介后送至双层分级筛分级。双层分级筛上层筛孔为25 mm，下层筛孔为13 mm，25 mm以上的物料为优中产品；13～25mm的物料为小块产品；13 mm以下的物料经弧形筛泻水，再经离心机脱水后输送至Ф8 mm分级筛，分级得8 mm的洗精煤产品和8～13 mm的洗粒煤产品。末煤皮带物料进入三产品重介旋流器分选，后中煤和矸石混合物料先后经脱介筛、离心机脱介脱水后成为末中煤产品；精煤物料经脱介筛脱介后，筛上物经离心机脱水后成为末精煤产品，而筛下物进入浮选机，浮选精煤经加压过滤机脱水成为末精煤产品；浮选尾煤经耙式浓缩机浓缩后用泵打入箱式压滤机脱水成为煤泥[17]。在实际过程中，精煤产品产率约72%、灰分低于10%，中煤产品产率约5%、灰分低于35%，煤泥产品产率约10%、灰分低于25%，它们用于不同的烧煤设备，如精煤产品是适合一些专门用途的优质煤、中煤产品是供电厂和工业锅炉的直接燃料、煤泥产品是民用燃料蜂窝煤的原料等，从而煤炭的利用率增加，颗粒物和SO2等污染物的排放大大减少。

图1 原煤洗选工艺流程图

3 结论

本矿井选煤厂采用重介质法、跳汰法、浮选法等多种洗选联合的脱硫方法，大大减少或清除了煤炭中的灰分、矸石和硫分等杂质，获得了较为洁净、高效的洗选产品。因此，煤炭洗选脱硫技术不仅是合理有效用煤的前提，也是减少洗选产品燃烧时SO2及其他污染物排放的最经济的途径。

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CoalWashingandDesulfurizationTechniques

HUHua-bin1，HUFang2

(1.Jiaozuo Coal Industry Zhongmacun Mine,Jiaozuo 454005,China；2.Jiaozuo Coal Industry Kaiyuan Chemical Limited Liability Company,Jiaozuo 454191,China)

All kinds of coal desulfurization technology are introduced,providing a scientific basis for the combination of multiple washing and desulfurization techniques,such as dense medium, jigging and floating.Our pithead coal preparation plant employed the combined techniques to obtain varied washing products for reasonable valid use of coal resources,and reduce sulfur dioxide and other pollutants emissions while burning them to protect the ecological environment,realizing high efficiency and purification coal resources.

coal;dense medium;jigging;floating;sulfur dioxid

2014-08-07

胡华斌(1986-)，男，助理工程师，从事机电管理方面工作，电话：18236890935。

TQ536

A

1003-3467(2014)11-0022-03