我國是世界上最大的煤炭開采國和消費國。隨著采煤機(jī)械化程度的推進(jìn)和開采深度的增加,原煤質(zhì)量越來越差。提高原煤入洗率,可充分提高煤炭綜合利用價值,使煤炭滿足不同行業(yè)需求,減少對環(huán)境的污染,使企業(yè)獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
1、選煤工業(yè)跨越發(fā)展
“十一五”以來,我國煤炭洗選工業(yè)發(fā)展迅速,已成為世界選煤大國。一大批關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和示范取得成功,很多技術(shù)接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平,有些技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。2012年,煤炭入洗量達(dá)到20.5億噸,比2007年增長了86.4%;原煤入洗率提高到56.2%,比2007年提高了15.3個百分點。我國基本實現(xiàn)了煉焦煤的全部入洗。但是,動力煤的入選比例還不到40%。我國自行研制的大型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器、復(fù)合干法選煤技術(shù)、用于粗煤泥分選的干擾床分選機(jī)、大型分級破碎機(jī)、大型旋流微泡浮選柱、大型重介淺槽分選設(shè)備、大型磁選機(jī)、大型自動化快開壓濾機(jī)、大型振動篩等關(guān)鍵洗選設(shè)備大多替代進(jìn)口并開始出口。利用先進(jìn)的選煤技術(shù)和裝備建設(shè)成了一批大型、特大型現(xiàn)代化選煤廠,選煤廠設(shè)計和建設(shè)水平已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)行列。
2、重介質(zhì)選煤技術(shù)異軍突起
近年來,重介質(zhì)選煤技術(shù)由于具有工藝簡化、運(yùn)行成本低、分選效率高、技術(shù)可靠、處理能力大等優(yōu)勢,其分選比重日益加大,已達(dá)到54%。在重介質(zhì)旋流器分選過程、數(shù)學(xué)模型和數(shù)值模擬方面取得了重要的理論成果,為旋流器參數(shù)優(yōu)化和性能提升提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。同時,在簡化工藝系統(tǒng)、降低分選下限、提高入料上限、增強(qiáng)自動化程度等方面取得了突破性的成就。成功開發(fā)了大型多供介無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器;研究開發(fā)成功以一套介質(zhì)凈化回收系統(tǒng)實現(xiàn)原煤分級分選,構(gòu)建了重介質(zhì)旋流器分選難選煤精煤最大產(chǎn)率化工藝系統(tǒng);原煤按粗細(xì)粒級不同可選性采用不同分選密度分選,提高了精煤產(chǎn)率;降低了大型無壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器入料壓力、功耗和磨損;實現(xiàn)了全部粗煤泥經(jīng)小直徑重介質(zhì)旋流器分選。
3、分選工藝日趨合理高效
我國中小型選煤廠大多采用兩段選煤工藝,設(shè)備和工藝簡單,但分選效率較低,粗粒精煤損失嚴(yán)重。中型和大型選煤廠基本采用兩段半分選工藝,其主要增加了粗煤泥回收環(huán)節(jié),復(fù)雜程度介于兩段和三段選煤模式之間,但造成浮選入料高灰細(xì)泥含量增加,精煤產(chǎn)率低。目前,很多新建選煤廠多采用增加了粗煤泥回收和分選的三段選煤工藝,雖然設(shè)備和工藝復(fù)雜,但實現(xiàn)了全粒級高精度分選,對大塊粗粒分選效果和細(xì)粒煤泥浮選效率的提高均有利,總精煤產(chǎn)率高,是一種較有前途的分選工藝。
4、干法選煤技術(shù)得到加強(qiáng)
我國是缺水國家,西北部和中部等產(chǎn)煤省區(qū)更是缺水嚴(yán)重。我國煤炭有2/3以上分布在西部,采用濕法分選技術(shù)耗水量高、投資及生產(chǎn)費用高。干選以其污染小、不用水、投資少、建廠快等諸多特點,為煤炭降灰提質(zhì)、易泥化煤種及干旱缺水地區(qū)的煤炭分選提供了有效技術(shù)途徑。我國干法選煤整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。我國的干法分選理論揭示了流態(tài)化分選的錯配效應(yīng),實現(xiàn)了氣固流態(tài)化分選系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化;揭示了不同粒級煤炭在流化床中的分布規(guī)律,形成了物料在流化床中的三級分布理論。北京博后篩分工程公司獨立研發(fā)的“大型重介質(zhì)干法分選系統(tǒng)”已在徐州礦務(wù)集團(tuán)張集煤礦進(jìn)行了連續(xù)的50 t/h工業(yè)試運(yùn)行,分選效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。該系統(tǒng)的分選精度接近濕法重介質(zhì)選煤,但不用水,沒有水污染,技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平,具有廣闊的應(yīng)用前景。
5、深度脫硫降灰技術(shù)逐步深入
靜電分選技術(shù):依靠不同物料間的電性差異,借助于高壓電場作用實現(xiàn)分選的一種選煤方法。
聚團(tuán)浮選技術(shù):利用煤和礦物質(zhì)表面性質(zhì)的差異,用油作粘結(jié)劑進(jìn)行選擇性粘附、團(tuán)聚,使煤和黃鐵礦分離。經(jīng)過多年的研究,已成功開發(fā)出一套高效、低能耗、工藝簡單、成本低的脫除煤中細(xì)粒嵌布黃鐵礦硫的新工藝——高剪切疏水聚團(tuán)浮選脫硫新工藝。
生物脫硫技術(shù):它是利用微生物能夠選擇性氧化有機(jī)或無機(jī)硫的特點,去處煤炭中的硫元素,或者利用微生物的選擇性吸附作用來改善煤和黃鐵礦表面的疏水性,以達(dá)到脫硫的目的,是目前潔凈煤技術(shù)的熱門研究課題之一。它的優(yōu)點是既能專一的脫除結(jié)構(gòu)復(fù)雜、嵌布粒度很細(xì)的無機(jī)硫,同時又能脫除部分有機(jī)硫,而且反應(yīng)條件溫和,設(shè)備簡單,成本低。
化學(xué)脫硫技術(shù):化學(xué)浮選脫硫技術(shù)利用煤與黃鐵礦的化學(xué)性質(zhì)不同,用特定的方法或加入一定的藥劑,使之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而脫除煤中硫。目前,化學(xué)脫硫技術(shù)包括:堿法脫硫、氣體脫硫、熱解與氫化脫硫、超臨界氣體抽提脫硫和氧化法脫硫等。
6、結(jié)語
“十二五”期間,煤炭洗選將得到快速發(fā)展。到2015年,原煤入選量從2010年的16.5億噸增加到25.4億噸,入選比例達(dá)到65%以上。動力煤選煤廠建設(shè)要堅持以市場需求為導(dǎo)向,改變單一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。煉焦煤選煤廠建設(shè)要堅持合理利用和保護(hù)稀缺煉焦煤資源,努力提高精煤產(chǎn)率。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,加大國內(nèi)外選煤新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的技術(shù)攻關(guān)和自主創(chuàng)新,建設(shè)優(yōu)質(zhì)、高效、大型現(xiàn)代化選煤廠,推進(jìn)選煤技術(shù)進(jìn)步和國產(chǎn)化進(jìn)程,推進(jìn)從選煤大國向選煤強(qiáng)國的目標(biāo)邁進(jìn)。