煤炭洗选技术发展及中国的选煤工艺

中国最初发展煤炭洗选的目的是保证钢铁的生产质量，在20世纪50至70年代，炼焦煤洗选得到快速发展。20世纪70年代，明确了以“洗煤保钢”为主题的选煤发展方向和趋势，使原煤清理率从1970年的10%提高到1980年的17%，基本满足了中国钢铁工业的需求。进入20世纪80年代，煤炭洗选开始由炼焦煤扩大到动力煤。20世纪90年代以后国民经济的快速发展和环境要求的日益严格，使选煤工业进入新的快速发展时期。

（一）选煤工艺

中国的选煤技术通过自主研发，引进，消化，吸收和创新取得了重大进展。目前中国选煤厂的主要选煤工艺有跳汰、重介和浮选三种方式，其中跳汰生产工艺占59%，重介占23%，浮选占1%。中国已具备国外使用的不同选煤技术，并在一些领域领先于国际水平。

1.跳汰选煤工艺

分为水力跳汰选煤（以水作为分选介质的跳汰过程）和风力跳汰选煤（以空气作为分选介质的跳汰过程）两种。块煤、易选末煤等通常采用跳汰工艺。

水力跳汰选煤是在垂直移动的水流中以可变速度分选材料的密度的过程，具有设备简单、运行效率高、生产能力大等特点。

风力跳汰和水力跳汰选煤原理大致相同，分选过程在脉动的空气中进行。风力跳汰工艺简单、投资少，主要用于干旱缺水地区和原煤易泥化煤炭的分选，近几年发展较快。

2.重介质选煤工艺

由于重介质选煤效率高、分选精度高，在国内外选煤工艺中所占的比例越来越高，一般难选煤和极难选煤都采用此工艺。中国煤炭资源丰富，但高硫高灰的难选煤多，近几年先后研究成功了大于13mm块煤分选工艺、小于13mm两产品、三产品重介质靛流器末煤分选工艺以及人选上限8mm的全粒级三产品重介质旋流器分选工艺保证了中国不同煤种、不同粒级高硫难选煤建设不同类型选煤厂的需要。尤其适用于动力煤末煤洗选，有利于脱除黄铁矿硫。

3.浮选工艺

中国研制开发了采用筛网旋流器、小直径旋流器组，为实现排粗、脱泥分级浮选等多种浮选工艺流程提供了可能，矿浆准备器和矿浆预处理器取代传统的搅拌桶强化了药剂分散作用。此外，还研究成功浮选促进削、浮选添加剂和浮选脱硫抑制剂等，以价廉、无毒的浮选药剂满足了选煤厂浮选生产的需要，提高了浮选的选择性和浮选速度。

4.脱硫选硫工艺

为了脱除煤中的黄铁矿硫并将之回收利用以作为化工原料，中国先后研究成功了重介质分选、水介质旋流器分选、水介质旋流器与摇床联合分选、回收洗矸或矸石中黄铁矿的选硫工艺。

5.煤泥回收工艺

针对不设浮选的动力煤选煤厂，研制开发了煤泥经分级旋流器分级，其底流用筛子回收，溢流耙式浓缩机浓缩后由压滤机回收把关的工艺系统。针对设浮选的选煤厂研制开发了尾煤用压滤机回收，精煤用圆盘过滤机或加压过滤机回收的工艺系统，使国有煤矿的选煤厂实现了洗水闭路循环。

（二）选煤设备

目前中国已经形成了自行设计、制造年处理能力为400万吨选煤厂的成套设备的能力自行研制开发的选煤设备已能满足年处理能力400万吨以下的不同厂型、不同煤质、不同选煤工艺的新选煤厂建设和老厂技术改造的需要。

1.跳汰选煤设备

采用多项技术研究开发了SKT和X系列跳汰机，使用效果较好。适应煤炭质量，自动化水平等的能力与类似的国外设备相当，现在它是智能的并且进一步开发用于完全自动化。自主研发的移动筛模具最初形成一系列，最大表面积为3.6 m，技术指标和理论研究成果均接近或超过国际先进水平。

2.重介质选煤设备

用于块煤分选的立轮重介质分选机已经形成系列产品，槽宽最大已达4m，用于分选末煤的重介质旋流器也已形成系列产品，最大直径已达1.2m，技术指标优于国际先进水平。

3.浮选设备

浮选设备已形成各种机械搅拌和喷射旋流系列产品，并对不同的浮力柱和高选择性浮选机进行了初步研究，提高了细粒浮选效果。(www.xing528.com)

4.煤泥水处理设备

中国已成功开发出一系列圆盘压滤机，技术指标与国际同类设备相媲美，并得到推广。新开发的新型大型沉降离心机，平带式真空过滤机和大盘式真空过滤器也已应用于工业生产中。

5.原煤准备及筛分设备

大型多齿辊破碎机和强力分级破碎机已经开发完成并投入使用，大型筛分装置已广泛应用于利用模式分析技术开发煤炭生产中的一系列重心振动脱水筛，节能高频振动电磁屏和各种高频筛也应用于制造。另外，在复合式干法选煤设备、煤泥滤饼碎研设备等方面也有了长足的进步。

（三）目前煤炭洗选存在的问题

1.选煤工艺落后

先进高效的重介质选煤工艺仅占23%。许多现有的选煤厂在技术过时，煤损失大，灰分含量高，分选效果差，不能根据用户要求及时调整产品质量。

2.用煤观念落后

企业一般认为，要保证钢铁的质量，必须洗选炼焦煤，但动力用煤洗与不洗都一样能用。在动力煤的消耗中，企业已经习惯了原煤的使用，缺乏对使用优质动力煤的效率的正确认识。

3.动力用煤入洗率低

2016年全国原煤平均入选比例为43.7%，其中国有重点煤矿为53%，远远低于国外50%～95%的水平。中国炼焦精煤和商品动力煤平均灰分分别为9.71%和22.43%，而同期的美国仅为7%和17%。目前，入洗的煤炭多为炼焦煤，动力用煤的入洗率更低、入洗比例不到15%。

4.选煤厂生产工效低

目前，全国选煤厂年平均生产能力为31万吨，其中国有重点煤矿为150万吨，乡镇煤矿只有7万吨，而美国平均生产能力为340万吨。由于自动化程度较低，设备可靠性不高，造成中国选煤厂用人多、工效低，平均工效为17吨/工，仅为国外的10%～15%。

5.生产能力闲置严重

由于中国在选煤厂规划布局、选煤厂建设和选煤产品缺乏市场等方面的原因，选煤厂生产能力严重闲置。

6.政策与执行力不够

排污收费标准和污染治理成本相差太远，在目前所有减排SO2的各项技术中，动力煤洗选成本低。国家从2003年7月起，将SO2排污收费的征收范围由两控区扩大到全国，收费标准为0.2元/kgSO2，到2005年7月将上涨到0.4元/kgSO2。但此SO2排污收费和过高的罚款仍然低于使用减排技术的用户的投入和成本，不能刺激用户采用新技术。目前一些地方对于环境执法不严，不能对所有用户按排放总量征收SO2排污收费，不利于动力洗选煤的推广应用。

7.干法和节水型选煤技术有待完善

适用于干旱缺水，低变质煤和简单污泥分离的干燥节水分选技术。特别是必须进一步开发和改进具有重，中等流化床的干煤制备技术。

8.大型设备和自动化检测仪表可靠性有待提高

受中国整体工业水平的限制，煤炭生产和自动化元件的大型设备原材料差，生产工艺落后，设备可靠性仅为70%，自动化率仅为20%，严重制约了选煤行业的发展。近几年中国一些选煤厂引进了大量国外的振动筛离心机、旋流器等关键设备，设备的可靠性明显提高，进口产品对国产设备形成了很大冲击。