我國是世界上最大的煤炭開采國和消費國。隨著采煤機械化程度的推進和開采深度的增加,原煤質量越來越差。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需求,減少對環境的污染,使企業獲得更好的經濟效益和社會效益。
1、選煤工業跨越發展
“十一五”以來,我國煤炭洗選工業發展迅速,已成為世界選煤大國。一大批關鍵技術研發和示范取得成功,很多技術接近或達到國際先進水平,有些技術達到國際領先水平。2012年,煤炭入洗量達到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品重介質旋流器、復合干法選煤技術、用于粗煤泥分選的干擾床分選機、大型分級破碎機、大型旋流微泡浮選柱、大型重介淺槽分選設備、大型磁選機、大型自動化快開壓濾機、大型振動篩等關鍵洗選設備大多替代進口并開始出口。利用先進的選煤技術和裝備建設成了一批大型、特大型現代化選煤廠,選煤廠設計和建設水平已經進入世界先進行列。
2、重介質選煤技術異軍突起
近年來,重介質選煤技術由于具有工藝簡化、運行成本低、分選效率高、技術可靠、處理能力大等優勢,其分選比重日益加大,已達到54%。在重介質旋流器分選過程、數學模型和數值模擬方面取得了重要的理論成果,為旋流器參數優化和性能提升提供了堅實的技術基礎。同時,在簡化工藝系統、降低分選下限、提高入料上限、增強自動化程度等方面取得了突破性的成就。成功開發了大型多供介無壓給料三產品重介質旋流器;研究開發成功以一套介質凈化回收系統實現原煤分級分選,構建了重介質旋流器分選難選煤精煤最大產率化工藝系統;原煤按粗細粒級不同可選性采用不同分選密度分選,提高了精煤產率;降低了大型無壓給料三產品重介質旋流器入料壓力、功耗和磨損;實現了全部粗煤泥經小直徑重介質旋流器分選。
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,設備和工藝簡單,但分選效率較低,粗粒精煤損失嚴重。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節,復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泥含量增加,精煤產率低。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,雖然設備和工藝復雜,但實現了全粒級高精度分選,對大塊粗粒分選效果和細粒煤泥浮選效率的提高均有利,總精煤產率高,是一種較有前途的分選工藝。
4、干法選煤技術得到加強
我國是缺水國家,西北部和中部等產煤省區更是缺水嚴重。我國煤炭有2/3以上分布在西部,采用濕法分選技術耗水量高、投資及生產費用高。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、易泥化煤種及干旱缺水地區的煤炭分選提供了有效技術途徑。我國干法選煤整體技術處于國際領先水平。我國的干法分選理論揭示了流態化分選的錯配效應,實現了氣固流態化分選系統的協同優化;揭示了不同粒級煤炭在流化床中的分布規律,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的“大型重介質干法分選系統”已在徐州礦務集團張集煤礦進行了連續的50 t/h工業試運行,分選效果達到了預期目標。該系統的分選精度接近濕法重介質選煤,但不用水,沒有水污染,技術水平達到國際領先水平,具有廣闊的應用前景。
5、深度脫硫降灰技術逐步深入
靜電分選技術:依靠不同物料間的電性差異,借助于高壓電場作用實現分選的一種選煤方法。
聚團浮選技術:利用煤和礦物質表面性質的差異,用油作粘結劑進行選擇性粘附、團聚,使煤和黃鐵礦分離。經過多年的研究,已成功開發出一套高效、低能耗、工藝簡單、成本低的脫除煤中細粒嵌布黃鐵礦硫的新工藝——高剪切疏水聚團浮選脫硫新工藝。
生物脫硫技術:它是利用微生物能夠選擇性氧化有機或無機硫的特點,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,以達到脫硫的目的,是目前潔凈煤技術的熱門研究課題之一。它的優點是既能專一的脫除結構復雜、嵌布粒度很細的無機硫,同時又能脫除部分有機硫,而且反應條件溫和,設備簡單,成本低。
化學脫硫技術:化學浮選脫硫技術利用煤與黃鐵礦的化學性質不同,用特定的方法或加入一定的藥劑,使之發生化學反應而脫除煤中硫。目前,化學脫硫技術包括: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、結語
“十二五”期間,煤炭洗選將得到快速發展。到2015年,原煤入選量從2010年的16.5億噸增加到25.4億噸,入選比例達到65%以上。動力煤選煤廠建設要堅持以市場需求為導向,改變單一產品結構和提高企業經濟效益。煉焦煤選煤廠建設要堅持合理利用和保護稀缺煉焦煤資源,努力提高精煤產率。在現有基礎上,加大國內外選煤新技術、新工藝、新設備的技術攻關和自主創新,建設優質、高效、大型現代化選煤廠,推進選煤技術進步和國產化進程,推進從選煤大國向選煤強國的目標邁進。