選煤方法選擇的原則及多方面因素
—、選煤方法選擇的原則
選煤方法的選擇是制定選煤工藝流程的核心問題，其選擇應遵循的原則是：
（1）分選效率高，工藝技術先進、可靠。
（2）易于實現自動控制，節能。
（3）能分選出質量符合要求的產品，綜合經濟效益好。
二、選煤方法選擇的依據及相關因素
選煤方法的選擇與多種因素相關，過去《設計規范》規定，基本上只根據原煤可選性的難易一個條件簡單地確定選煤方法的做法是不全面的。選擇選煤方法應該有一個更科學、更全面的依據。所以，新頒《設計規范》5.1.7條 (黑體字為強制性條文）明確規定，“選煤方法應根據原煤性質（如粒度組成、 密度組成、可選性、可浮性、硫分構成及其賦存特性、矸石巖性）、產品要求、分選效率、銷售收入、生產成本、基建投資等相關因素，經過技術經濟比較后確定”。
上述條文的核心要求是應根據具有代表性的可選性資料，統籌考慮與分選工藝相關的各種因素，通過技術經濟量化比較來確定分選方法。這是新規范與舊規范最主要的區別和進步點之一。
下面扼要闡述幾種相關因素與確定選煤方法的關系，并通過實例加以佐證，以便進一步加深對上述《設計規范》5. 1.7條規定的理解。
(1)當原煤中塊矸含量很多，特別是矸石的巖性又屬于易泥化的泥巖或炭質泥巖時，則宜采用動篩跳汰機預排矸，將大塊泥巖矸石盡早地從系統中排除，這樣對后續主選工藝和煤泥水系統十分有利。動篩跳汰機允許入料粒度上限可高達300-400 mm,且具有處理量大、排矸精度高（I =0.09-0.11)、循環水量少、洗水自成閉環、生產成本低廉等優勢。在只需進行排除大塊矸石的分選條件下，上述優勢可得以充分發揮。比用淺槽重介質分選機等塊煤分選設備要合理有利得多。但動篩跳汰機的弱點是有效分選粒度下限只能達35(30) mm,單機處理能力不如淺槽重介質分選機大，所以在使用范圍上受到一定限制。一般在特大型選煤廠設計中需設置預排矸環節時，若采用動篩跳汰機臺數過多或需預排矸的粒度下限小于30 (25) mm,則可改用單機處理能力大、分選粒度下限低的淺槽重介質分選機替代，以減少系統數量。
目前采用動篩跳汰機預排矸分選工藝的比較多，但對采用該工藝合理的入料煤質條件往往缺乏深入分析。例如：
——沒有充分考慮動篩跳汰機的排料機構的特殊形式，比較適合分選矸石含量多的物料。含矸量太少的原煤采用動篩跳汰機排矸，不利于動篩跳汰機處理能力的充分發揮，將導致相應增加動篩跳汰機選型臺數。有的設計不管入料中矸石所占的比例是否合理，在矸石含量很少的情況下，就盲目采用動篩跳汰機預排矸。一般入料中矸石含量所占的最佳比例應為30% - 50% 。
——不少設計將動篩跳汰機分選下限定為25 mm,明顯低于德國KHD公司（動篩跳汰機原創研制單位）提出的動篩跳汰機合理分選下限宜>35 mm 的要求。分選下限定為25 mm還存在其他諸多弊端，例如，篩孔直徑為25 mm的干法分級篩分效率不高，將導致篩上物限下率增高，難以達到動篩跳汰機要求入料中限下率低于5%的標準，限下率超標勢必影響動篩跳汰機分選效果。建議在設計運用中，宜適當提高動篩跳汰機分選下限。
【實例】陜西神府礦區（南區）xxx礦選煤廠（6.00Mt/a)，《可研報告》采用動篩跳汰機預排矸。而該礦原煤矸石含量總體就少，塊矸含量更少，>50mm塊原煤中的矸石含量不足9% (占本級）。采用動篩跳汰機預排矸不盡合理。因為含矸量太少的原煤采用動篩跳汰機排矸，不利于動篩跳汰機處理能力的充分發揮。將導致相應增加動篩跳汰機選型臺數，增加投資。
(2)跳汰機對易選煤的分選精度并不亞于重介質選煤。但在分選難選煤時的分選效率與重介質選煤相比有一定差距。另外，有關研究表明，跳汰機對 2-3mm以下粉煤的分選精度明顯變差，精煤損失大。所以在采用跳汰選煤時，除需考慮可選性外，還需考慮粒度組成，特別是對含3mm以下粉煤量大的原煤更要格外慎重。現以汾西礦區某選煤廠設計的教訓為例，來說明原煤粒度組成對確定選煤方法的重要影響。
【實例】汾西礦區x x x選煤廠入選原煤為特低硫、特低磷主焦煤，但粒度、密度組成存在以下問題。
粒度組成：原煤極易粉碎，末、粉煤含量特別大。其中<13 mm末煤的產率占原煤的80%以上；<3 mm的粉煤產率高達47.9%，約占原煤總量的一半；<0.5mm原生煤泥含量為17.66%。可謂粉、末煤含量大的原煤典型。
浮沉特性：原煤中輕產物含量少，且內在灰分高，其中，<1.4kg/L密度級浮物累計量僅為43%;累計灰分已達9.20%;當精煤灰分要求為10.5%時，δ±0.1含量為33%仍屬難選煤。
對于這種粉、末煤含量極大，且可選性亦難的原煤，原設計采用了傳統的混合跳汰分選工藝。且不論跳汰選煤對難選煤能否勝任，單就粉、末煤量如此之大這一點而言，就不宜選擇跳汰選煤。因為跳汰機分選粉煤，特別是分選3mm以下的粉煤時，透篩損失大，分層效果差，分選效率明顯降低。這一點在該廠的生產實踐中也得到了充分證實。該廠建成投產后，由于跳汰機精煤損失大，精煤產率過低，生產虧損嚴重，不得不長期關門停產。這就是由于對原煤篩分特性與選煤方法的相關關系認識不到位，導致選煤方法選擇失誤的典型實例。
（3）當用戶要求出塊煤產品時，采用有壓入料重介質旋流器分選工藝就不利于保護塊煤。因為入料離心泵葉片的高速攪動、強烈撞擊，對煤有較強的破碎作用。
（4）當原煤中黃鐵礦嵌布粒度比較細時，采用重介質旋流器分選，脫硫效果就比較好，有時還需配備煤泥重介質旋流器或螺旋分選機進行分選，才能有效脫除更細的黃鐵礦微粒。
（5）當原煤中所含矸石的巖性為泥巖時，因其遇水極易泥化的特殊性質，在采用重介質選煤方法分選，特別是采用有壓入料重介質旋流器分選時，應格外慎重。主要考慮到泥巖矸石經混合桶懸浮液浸泡后，再經入料離心泵葉片高速攪動、強烈撞擊，定會大量被泥化。混入懸浮液的高灰泥質會大大增加懸浮液中非磁性物含量，將引起工作懸浮液的密度、黏度等特性參數的改變，導致分選效果變壞。而且也會給脫介和介質系統帶來一系列麻煩。在這種條件下，采用無壓入料重介質旋流器分選比較合理，無壓入料重介質旋流器是泥化程度最輕的選煤方法之一，有利于減少次生煤泥量。下面僅舉一例進一步說明。
【實例】陜北榆神礦區x x x動力煤選煤廠（4.00 Mt/a)，入選煤類為長焰煤。本礦煤質方面的最大特點是多數煤層的頂、底板及夾矸巖性均為泥巖， 遇水易崩解、易泥化。然而設計選煤工藝采用原煤全部入選工藝：50- 1.5mm采用選前脫泥有壓入料兩產品重介質旋流器分選，1. 5-0.15mm粗煤泥采用螺旋分選機分選，<0.15mm細泥采用壓濾機直接回收。
自試生產調試以來，主要入選本礦井開采的4-2號煤層原煤，該煤層平均含有厚200mm泥巖夾矸和泥巖偽頂。存在的主要問題是即便在入選煤量不大 (平均實際入選煤量不足設計額定能力的1/5)的情況下，洗水很快變黑、變稠，煤泥水系統能力嚴重不足，煤泥處理不了，導致循環水池液位不斷上漲、 溢出，開車僅幾個小時，便無法生產。究其原因，主要有以下兩點：
——設計采用有壓入料重介質旋流器分選方式，產生次生煤泥量大。入料經離心泵葉片高速攪動、強烈撞擊，原煤中所含泥巖矸石大量被泥化。據現場實測，進入濃縮機的<0.15mm細泥量占原煤總量的18%，比原設計預測值5.23%高出近3.5倍。結果造成煤泥水系統能力嚴重不足。
——泥巖矸石遇水泥化后，不易沉降，壓濾效果變差，按常規選型的濃縮機、壓濾機面積明顯不夠，細泥得不到及時回收，大量積聚在洗水中，導致循環水很快變黑、變稠，循環水池液位不斷上漲、溢出。
后來增建一座壓濾車間，在原設計3臺壓濾機（300 m2/臺）的基礎上，再增加6臺壓濾機（400 m2/臺），壓濾面積增加2倍多，增加投資近1500萬。
這可謂因選煤方法選擇不當帶來一系列問題的典型警示范例，也是體現矸石巖性對選煤方法選擇的影響程度的典型實例。
對這種含有大量易泥化的泥巖矸石的原煤，比較妥當的分選方法宜先采用動篩跳汰機預排矸，將大塊泥巖矸石盡早地從系統中排除，這樣對后續主選工藝和煤泥水系統十分有利。其后若需全部入選，也宜采用無壓入料重介質旋流器分選比較合理，無壓入料重介質旋流器是泥化程度最輕的選煤方法之一，有利于減少次生煤泥量，減輕煤泥水系統的負荷。其實，像該礦這樣內在灰分低、<1.4kg/L密度級輕產物產率高達80%、中間產物少、可選性好的原煤， 若產品方向定位為動力煤和煤化工原料，則大可不必全部入選，采用>13 (25)mm塊煤重介質淺槽分選機排矸工藝，<13 (25) mm末煤不洗選，塊煤產品可作氣化原料，末煤直接作電煤就比較經濟合理。
據了解，同在榆神礦區位置緊鄰本項目的另一座xx礦井選煤廠的二期工程，設計規模為10.00 Mt/a。因兩井田邊界相連，煤層結構、煤質條件基本相同。設計在充分汲取本項目因矸石泥化嚴重影響生產的教訓的基礎上，果斷放棄了原煤全部入選的打算，改為采用200-25 mm的大塊原煤進重介淺槽排矸分選，<2 mm末煤暫不分選的加工原則。該工藝不僅符合本區煤質條件，滿足目標市場要求，而且避免了重蹈覆轍。
(6)在西北嚴重干旱缺水地區，干法分選則獨具優勢。可以不用洗水便可使原煤得到一定的分選。它比較適用于褐煤、易泥化煤、劣質煤、易選煤的排矸分選。實踐表明，我國研發的復合式干法選煤是可供采用的新型干法分選方式。
關于“選煤方法 ”的資訊
- 選煤方法選擇的原則及多方面因素(2017-03-07)
