煤矿煤炭洗选加工方法分析

＊吴兴明 赵小飞

（1.兰州国信环境能源科技有限责任公司 甘肃 730000 2.高台中能新能源开发有限公司 甘肃 734300）

1.煤炭洗选加工方法概述

煤炭洗选加工主要包括煤炭洗选、配煤、水煤浆和型煤等，是提升煤炭资源清洁性的有效手段[1]。煤炭资源作为工业领域不可或缺的关键能源，是工业领域探寻清洁化发展之路的主要研究对象。对煤炭采取洗选加工，可以在煤矿开采环节，对煤炭进行洗选处理，为煤炭的清洁使用做好准备，同时为后续生产高质量煤炭产品奠定基础，持续推进煤炭清洁高效利用。

煤炭洗选加工主要指采用物理、化学或机械手段加工、清除煤炭在生成、开采、运输过程中混入的杂质，如灰分、矿石、木片、铁器等，改变煤炭的形状、颗粒度，提高煤炭质量。煤炭洗选加工方法具有节省运费、减少环境污染的优势。最常用的煤炭洗选加工方法有筛分、洗选、成型、煤水混合或煤油混合。

2.煤矿煤炭洗选加工的影响因素

（1）煤炭质量。影响煤炭质量的因素为水分、灰分、挥发分、发热量以及含硫分等性质，上述性质是检验煤炭质量的检测指标。明确煤炭质量是煤炭洗选加工前的关键工作，是加工人员选择加工法的主要依据。首先，煤矿企业用破碎机将煤炭样本破碎至颗粒度6mm以下，用干燥箱制作煤炭样品。其次，用制样机把经过干燥的样品制作成颗粒度为0.2mm的分析样品，用电子秤对其进行称重。最后，用数显电热鼓风干燥箱、工业分析仪或马弗炉、测硫仪、量热仪分别测出样品的含水量、灰分、挥发分、含硫量、发热量[2]。在煤炭质量检测的基础上，企业根据煤炭的实际质量和性质，选择相应的洗选加工方法。

（2）煤炭颗粒大小。不同颗粒大小的煤炭产品，在洗选加工环节，应选用不同的加工方法。例如，颗粒度大于50mm的煤炭应选择人工手选、智能干选加工方法；中等颗粒度的煤炭选择重介浅槽、跳汰机、重介旋流器进行选煤；煤泥以浮选、螺旋分选机为洗选的主要设备。

（3）煤炭发热量。煤炭在工业生产中的应用，以燃烧为主要的使用方法。煤炭的发热量是决定煤炭燃烧率的主要性质。煤炭发热量不仅是煤炭检测的指标之一，也是煤炭洗选加工方法的依据之一。

3.煤矿煤炭洗选加工技术与方法

煤矿煤炭洗加工是提高煤炭质量、纯净度的主要方法，是我国清洁、高效用煤辉煌历程的主要技术支持。了解、掌握不同煤炭洗选加工技术和方法，能辅助煤炭企业和从业者根据煤炭的质量、颗粒度、发热量等性质选择相应的技术和方法，从而提高煤炭洗选加工技术的运用效率和水平。

（1）煤炭洗选加工技术。科学技术的进步和应用、高科技设备的研发和使用，均在推动工业领域机械化、高效化、自动化发展方面发挥着重要的作用。煤炭洗选需要辅助技术的支持，同时，在科学技术进步和应用的背景下，也出现了新的洗选技术，能高效、高质完成煤炭洗选加工工作。

①煤炭洗选辅助技术。煤炭洗选过程较为复杂，不仅以洗选加工为主，还要做好前期准备和后期回收处理工作，从而又好又快地完成煤炭洗选加工工作。

A.原煤准备技术。在煤炭洗选加工之前，企业需要对原煤进行质检，掌握原煤的质量和性质，依据检测结果选择相应洗选加工技术和方法。除此之外，在正式开展煤炭洗选加工之前，还要做好原煤准备工作。随着科学技术和现代设备的应用，现阶段，原煤准备、处理最常用的排矸技术为前动筛排矸技术，能有效提高排矸工作效率，解决人工排矸劳动强度大、因矸石含量大而导致的旋流器分选精度低、产品质量不稳定等问题，提高筛矸、排矸工作效率。采用前动筛矸技术，大量矸石无需进入原煤贮运系统，相应地节省了贮藏成本和运输成本。

B.选前脱泥技术。若原煤泥化严重，将给悬浮液系统的密度和黏度的稳定性造成一定影响，设备的分选效果也将受到影响，从而影响洗选过程和效果。因此，在洗选前需采用脱泥技术，对原煤进行脱泥处理，提高脱介筛的脱节效率，降低介耗，避免因原煤泥化问题而影响设备筛分、洗选效果。从成本的角度而言，脱泥技术的应用还能降低煤泥浮选的运行成本，提升煤泥水系统的稳定性。

C.煤泥重介技术。煤泥重介技术是在技术进步背景下，出现的一种新型辅助选煤技术。该技术可以处理0.5mm重介系统中的煤泥，减少煤泥给机械设备、系统造成的不良影响，减轻磁选机在回收磁性物质过程中的压力，提高磁选机的工作效率和精煤产率。煤泥重介系统的应用和不断发展，推动了重介分选工艺的发展。

D.脱水处理技术。脱水处理技术能将原煤中的水分进行处理，减少原煤中的水分，提高原煤的检测质量。脱水处理技术主要运用助滤剂减少煤炭的水分，该工艺运用0.5mm的煤泥脱水技术，提高脱水设备的脱水效率。煤炭中的水分含量越大，煤炭洗选加工中存在的煤泥无效运输问题越多，不仅降低洗选加工效率，还会导致部分无效成本支出。助滤剂脱水处理技术能有效减少煤炭内的水分，解决影响煤炭洗选加工效果的关键问题。

E.尾煤回收技术。回收技术的应用，是煤炭洗选加工技术应用环节的必要工作，能回收净化煤泥水，提高精煤产率和尾矿质量。加压过滤机与浮选机相结合的回收工艺是尾煤回收的主要技术，可以借助小直径旋流器与高频筛相配合的尾煤回收工艺，解决受煤泥水浓度影响而导致的煤泥回收效率低下、煤泥水系统紊乱的问题。这一尾煤回收技术耗能低、设备维护方便、可操作性较强，在尾煤回收环节的应用，不仅能取得较好的尾煤回收净化效果，还能降低能源消耗率。

②煤炭洗选新技术分析。先进技术和现代设备的研发、应用和发展，为工业领域、制造领域等提供了新技术、新设备支持，相应领域内的工艺和技术也得到相应发展，旧技术被淘汰或更新，新技术出现、广泛应用并取得较好的应用效果。

A.喷射式浮选技术。新设备是新技术应用的载体，喷射式浮选机是喷射式浮选技术应用于煤炭洗选加工环节的主要设备，能以较高的效率、加快的速度，在最短的时间内促使浮选入料与浮选药剂矿化，提高浮选效率。喷射式浮选技术能满足2.0Mt/a处理能力纸上的选煤厂的浮选需求。喷射式浮选机的矿浆导入、空气吸入以及矿浆与空气的搅拌均依靠泵来提供动力，强制导入液体，并让液体在一定压力下通过喷射装置时吸入空气，具有较高的喷射浮选效率。

B.微泡浮选柱技术。在煤炭浮选的基础上，采用微泡浮选柱及计数，能有效提高煤炭洗选的效率。XZWXJ型静态旋流微泡浮选柱可用于细粒煤的分选、脱硫、超纯煤的制备工作，在微细物料的正浮选、反浮选中尤为适用。该技术的应用仍旧依托于机械设备得以实现，采用PLC全自动控制，操作和调试均较为方便。同时，机械设备设置静态入料均布装置、精矿回收装置、均匀分配器装置等，分布均匀、旋流力场大、逆流的碰撞效果好、浮现效果好。

C.助滤剂脱水技术。脱水技术是煤炭洗选加工关键工作，能减少煤炭中的水分，为煤炭洗选加工、产品生产提供一个较好的条件。助滤剂脱水技术用于0.5mm以下的煤泥脱水环节，该技术的应用主要是在尾煤浓缩池添加一定量的絮凝药剂，减少细颗粒在煤泥水中的沉淀时间，达到提高入料浓度、减少设备脱水时间的目的，能有效提高设备脱水效率。

（2）煤炭洗选加工方法。煤矿煤炭洗选加工以原煤为原料，随着社会对煤炭产品需求量的日益增加，煤炭加工行业要满足社会对煤炭产品的实际需求，就要不断改进技术，提高生产效率和产品质量。机械设备在煤炭洗选加工中开始得到广泛应用，并取得一定的应用效果。

①常用的筛分、选煤方法。在长期的发展过程中，煤炭行业逐渐形成了多种煤炭筛分、洗选方法，即物理选煤、化学选煤、物理化学结合选煤以及微生物选煤法。不同选煤法的适用情况不同，需要企业根据煤炭的质量、发热量、颗粒度等选择相应的选煤方法。

A.物理选煤方法。物理选煤法是以煤炭中的杂质为主要依据，而选用的选煤方法，以煤炭自身性质与含有杂质的性质为依据。可以根据煤炭自身以及其含有杂质的性质不同，而选择相应的物理选煤方法。如杂质含有一定的磁性，可以采用磁性物理选煤方法，尽可能去除煤炭中所含有的磁性杂质。物理选煤常常参照颗粒度、密度、硬度、磁性、电性等物理性质，将煤炭与杂质分开，剔除煤炭中的杂质。最常用的物理选煤法有重力选煤法、跳汰选煤法、电磁选煤法。以电磁选煤法为例，该选煤法利用煤炭和杂质的电磁性，根据二者的电磁差异性，进行选煤作业。

B.化学选煤方法。化学选煤法是根据煤炭以及杂质的化学性质存在的不同性，采用化学试剂等方法，将二者区分开来的一种煤炭筛选方法。这一方法基于煤炭与杂质的化学特性，企业制定化学反应、化学筛分方案，需要在明确煤炭与杂质化学性质的基础上进行，将煤炭与杂质分开，尤其剔除影响煤炭性质和质量的杂质。

化学选煤方法的原理：化学反应可使煤炭中的有用成分富集在一起，清理煤炭中的杂质、有害成分。化学选煤方法是一套系统的选煤工艺，能对煤炭进行提纯处理，提升煤炭的精度和纯度。化学选煤不仅在煤炭筛分、选择环节发挥着重要的作用，还是煤炭脱硫的一种有效手段，能通过化学反应降低煤炭的含硫量，减少煤炭产品中的硫元素，在煤炭用于生产燃烧环节，可减少二氧化硫的释放量，体现其清洁利用的特点。化学选煤最常用的化学处理方法为碱处理、氧化法、溶剂萃取法。

C.物理化学选煤方法。将物理与化学选煤方法结合起来，形成一个系统化、综合化的选煤流程，根据煤炭与杂质的物理性质、化学性质，有序筛除煤炭中的颗粒物、无效化学成分和有害成分，是更优于物理选煤与化学选煤方法的一种集合式选煤法。浮选选煤法是集合式选煤最常用的方法，需要在相应机械设备的支持下进行，例如，机械搅拌式浮选机、喷射式浮选机等。企业若要发挥物理化学选煤方法的作用，就要及时更新和养护机械设备，认识到机械设备对选煤技术应用的重要性，满足选煤技术对机械设备的实际需求。

D.微生物选煤方法。硫元素和硫物质是微生物选煤方法的作用对象，企业一般采用自养性、异养性的微生物，直接或间接地利用其代谢产物，完成煤炭脱硫作业，达到较好的脱硫效果。企业所采用的重介、浮选等选煤方法，可为微生物选煤法的应用创造一个良好的条件。

②大型机械设备广泛应用。对于煤炭企业而言，尤其对于大型煤矿而言，其年生产量大，大型机械设备的应用是必不可少的。在煤炭洗选行业内应用大型机械设备是企业的重要举措，也是该行业的未来发展趋势。与大型机械设备相配套的洗选方法为重力选煤法，该方法可提高企业的洗选煤炭效率，且能保证公司经费的正常运转。如跳汰选煤、重介选煤、斜槽选煤等。

4.结语

煤炭在社会生活中无处不在，是社会生产、生活的重要组成部分。在建设资源节约型、环境友好型社会的背景下，煤炭的洗选加工、生产使用均要以清洁、高效为未来发展方向。根据煤炭和杂质的性质，选择最佳的选煤方法；采用机械设备现代技术，开展煤矿煤炭洗选工作，是煤炭延续清洁高效辉煌历程的重要举措，能提高煤炭洗选效率、煤炭产品质量、降低煤炭损耗率，为工业长期发展和社会生活提供稳定的能源支持。