这家选煤厂采用干选工艺后，精煤产率提高16%

编者按：本文由刘德礼、贾安涛等人发表在《煤炭加工与综合利用》期刊2019年第11期，原题目为“复合式干法选煤工艺在榆树井煤矿选煤厂的研究与应用”。本平台选编时有删减，配图根据内容斟酌选择。

01榆树井选煤厂概述

上海庙矿业公司榆树井煤田所产煤炭为特低灰～高灰、特低硫～高硫、低～中发热量的不粘煤，主要用作动力用煤。选煤厂年设计入选原煤300万ｔ，是与矿井能力配套的选煤厂。原设计采用浅槽-旋流器-螺旋分选机分级洗选工艺：重介质浅槽分选机分选200～13mm粒级块煤，两产品重介质旋流器分选13～1.0mm粒级末煤，螺旋分选机分选1～0.25mm粒级粗煤泥，小于0.25mm粒级细煤泥由浓缩压滤机处理，选后产品为块精煤、末精煤、洗矸石、煤泥等。选煤厂实现了洗水闭路循环和零排放。

投入运营后发现，原煤易碎，末煤含量大，并且原煤伴生的矸石为软岩，遇水极易泥化，产生大量次生煤泥，导致湿法分选工艺块煤供应量不足，煤泥超负载，重液系统煤泥超标，密度调节负担大，整体分选精度难以满足设计要求，分选产品质量不达标。鉴于以上问题，2018年，选煤厂将原重介质选煤工艺改造为复合式干法选煤工艺。

02煤质特点与原洗选工艺存在的问题

2.1 煤质特点

原煤筛分与浮沉资料如表1～表3所示。

从表中可以看出，大于100mm粒级灰分较低，100～6mm粒级中随粒度降低灰分降低，但小于6mm粒级中随粒度降低灰分升高比较明显，小于0.5mm粒级原生煤泥灰分比原煤灰分高。总体末煤比块煤灰分高，原煤存在矸石易碎、易泥化现象。并且原煤粒度较细，13～0mm粒级末煤含量为69.56％，6～0mm粒级粉煤含量为56.97％。小于0.5mm粒级原生煤泥含量较多，为15.08％。

从原煤浮沉组成表可以看出：

浮沉组成中以小于1.40g/cm3为主导密度级。低密度分选可生产低灰分精煤产品，但精煤产率低。

大于1.80 g/cm3密度级矸石含量大，原煤可在大于1.80 g/cm3高密度排矸，生产动力煤产品。

可选性分析表明，块原煤（大于13mm）和末原煤（13～1mm）在理论分选密度为1.80 g/cm3左右进行排矸时，δ±0.1含量分别为2.9％和7.1％，属易选煤，对采用干法分选十分有利。

各粒级浮沉煤泥量随着粒度减小而显著增加，各粒级浮沉煤泥灰分均明显高于该粒级原煤灰分，也明显高于原生煤泥灰分，说明矸石泥化严重，水洗时应考虑次生煤泥和矸石二次泥化现象。

2.2 原洗选工艺存在的问题

褐煤伴生的矸石为软岩，遇水极易泥化产生大量煤泥（产率大于20％，全水分大于35％，热值小于3976J/g），不仅难以销售，而且环境污染严重，精煤产率低；

在水洗过程中，产生“背灰”现象，产品在降低灰分的同时，增加了水分；

生产工艺系统复杂，运行维护费用高，生产过程消耗水、磁铁矿粉、药剂，成本高；

当原煤发热量为12.54MJ/Kg左右时，入选原煤量超过6000t时，选煤厂需停机处理煤泥，影响矿井生产。

03复合式干法选煤工艺的特点和工作原理

复合式干法选煤工艺解决了干旱缺水地区及低变质程度煤炭的分选问题，在提高煤炭入选比例及提高资源综合利用率等方面发挥了重要作用。

3.1 复合式干选机的结构

复合式干法分选机由分选床、激振器、风室、机架、吊挂装置、排料溜槽等部分组成。激振器由2台振动电机固定在分选床背面电机架上，床体由3根钢丝绳或电动吊挂联结减振弹簧悬挂在机架上。分选床包括布满风孔的直角梯形床面、背板、格条、排料挡板和矸石门。在床面下部设置若干风室与离心风机相通，各风室均由风阀控制，风室和床面固定，与分选床成为一体。

3.2 复合式干选机工作原理

分选机的核心部件为分选床，床面为梯形结构，入料端较宽，矸石排料端较窄。梯形斜边为排料端，直角边安装有背板，背板和床面有一定夹角，可实时调节。在背板上安装有2台振动电机。振动电机激振力在垂直于床面的方向和水平方向施加周期性作用力。垂直分力有助于将密度低的精煤颗粒抛向床层上层，中煤与矸石密度大，紧贴床面运动。水平方向激振力驱动中煤与矸石颗粒沿格条向背板运动，在背板的反弹作用下形成螺旋运动，中煤颗粒密度偏低，抛射距离远，沿中煤排料口排出；矸石颗粒密度偏大，集中在背板附近，紧贴背板向矸石排料口运动排出，形成精煤、中煤、矸石3种产品。

04干选工艺改造方案

原煤准备系统。在筛分破碎车间内，小于200mm粒级原煤直接进入80mm原煤分级筛进行筛分，得到大于80mm粒级大块原煤和小于80mm粒级原煤，此时筛上200～80mm粒级的大块原煤经带式输送机转运至块原煤破碎机破碎至80mm以下，后与上一级小于80mm粒级原煤混合，经原煤上仓胶带运至２个直径为21m的原煤仓（总储量2万t）储存。在原煤入选胶带处转接，将小于80mm粒级原煤引入干选系统。

干选系统。干选系统安装在原煤上仓胶带输送机走廊、水洗上煤胶带输送机走廊、煤泥干燥车间和水洗主厂房中间的空地上，利用原水洗上煤胶带输送机作为干选系统上煤胶带输送机，在胶带输送机上设犁式卸料器，把原煤卸到干选上煤胶带输送机上，再进入主选机进行分选。小于80mm粒级原煤送入干选系统，分选得到精煤和矸石。除尘系统收集的煤粉混入精煤，进行25mm或13mm分级。产品为大于25（13）mm块精煤、小于25（13）mm末精煤和矸石。精煤筛筛板可视块精煤市场需要调整筛板筛孔。

产品贮运系统。分选后产品进入振动筛进行25mm分级，块精煤进入原水洗块煤胶带输送机返仓，末精煤进入原水洗末煤胶带输送机返仓，矸石进入原水洗矸石胶带输送机返仓，除尘器煤粉进入末煤胶带输送机。利用1号产品仓作为大于25mm精煤仓，利用2号、3号、4号产品仓储存小于25mm粒级末精煤产品；选后矸石由胶带输送机转载后进入原水洗矸石仓储存，汽运至排矸场，综合利用或废弃。

05工艺改造效果

干选工艺投产后，原煤及产品化验结果见表4。由表4可知，改造后块精煤发热量较原煤可提高5000J/g以上，末精煤发热量较原煤可提高2000J/g以上，矸石带煤率小于5％，精煤产率较原工艺提高约16％。

5.1 工艺改造的优点

选煤厂实现无煤泥化生产，大大降低了环保压力。

选煤成本低、运行费用低，全员效率为湿法重介质工艺的2～3倍，效率大大提高，为矿井创造更大的经济效益。

选煤不用水、工艺简单，在内蒙缺水地区不发生水耗、介耗、药剂消耗，电耗低，选煤厂运行成本每吨降低4.23元。

选后商品煤水分低、发热量高、回收率高，不产生“背水”现象，为矿井提质增收提供保障。

运转平稳、维修量小，维修成本低；全封闭式运行、负压操作、环保高效，投资成本低。

5.2 经济效益分析

干法选煤工艺改造后，经过2018年全年运行，结合榆树井煤矿选煤厂往年生产经营数据分析。干法选煤工艺较原重介质洗选工艺吨原煤可提高15元经济效益。榆树井煤矿2018年全年入选原煤205万t，干法选煤工艺全年累计节支创效3075万元，创造了良好的经济效益。

06结语

上海庙矿业公司榆树井煤矿选煤厂通过对井田煤质的分析，将重介质分选工艺改造为复合式干法选煤工艺，复合式干法选煤工艺改造降低了选煤厂运行成本，提高了全员效率，选煤厂实现了无煤泥化生产。同时，入选原煤全粒级进入干法选煤系统，摆脱了动力煤脱粉选煤工艺的束缚，对推动动力煤选煤工艺的发展发挥了重要作用。