选煤工艺流程的分析与探索

选煤工艺流程的分析与探索

摘 要

随着我国国民经济平稳快速发展，对煤炭需求量会不断提高。解决燃煤造成的环境污染和提高煤炭的利用效率，发展洁净煤技术是唯一的选择。作为洁净煤技源头和基础的选煤技术必将首先得到发展。

本文分为四大部分，介绍了昊太洗煤厂煤炭洗选主要的工艺组成，洗煤工艺中涉及的一些主要设备的工作原理、结构特点，洗煤工艺中存在的一些问题以及解决改进的方法，并介绍了洗煤工艺的前景和发展需求。

关键词：选煤；重介；浮选；压滤；工艺流程

Analysis and exploration of coal preparation process

Abstract

Along with our country national economy steady and rapid development, demand for coal will continue to improve. Unresolved coal caused by environmental pollution and improve the utilization

efficiency of coal, clean coal technology development is the only choice. As a clean coal technology source and basis of the coal preparation technology will first be development.

This paper is divided into four parts, this paper introduces Hao too washery coal main process composition, coal washing process involves a number of important equipment of the working principle, structure characteristic, coal washing process in some of the problems and solution methods, and introduced the coal preparation technology and development prospects of demand.

Key words: coal; heavy medium; flotation; filter; process flow

目录

1 昊太洗煤厂的煤炭洗选工艺组成 ........................................................................................................... 2

1.1原煤准备 .......................................................................................................................................... 2 1.2原煤的分选 ...................................................................................................................................... 2 1.3产品脱水 .......................................................................................................................................... 3 1.4煤泥水的处理 .................................................................................................................................. 3 2 洗煤工艺中的主要设备及其原理 ........................................................................................................... 4

2.1无压三产品重介旋流器 .................................................................................................................. 4 2.2浮选机 .............................................................................................................................................. 5 2.3压滤机 .............................................................................................................................................. 6

2.3.1 结构组成 ............................................................................................................................. 6 2.3.2运行过程 .............................................................................................................................. 7

3 洗煤工艺流程存在的问题、影响及解决方法 ......................................................................................... 7

3.1煤厂噪音粉尘 ................................................................................................................................. 7 3.2煤厂介质消耗大 .............................................................................................................................. 8 3.3洗煤厂煤泥水 .................................................................................................................................. 8 4 煤炭洗选技术的现状于展望 ................................................................................................................... 9

4.1煤炭洗选技术的现状 ...................................................................................................................... 9 4.2煤炭洗选技术的展望 ...................................................................................................................... 9 参考文献 ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 致谢 ............................................................................................................................... 错误！未定义书签。 附录 ............................................................................................................................... 错误！未定义书签。

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1 昊太洗煤厂的煤炭洗选工艺组成

1.1原煤准备

包括原煤的接受、储存、分级筛分、人工选矸和破碎。

洗煤厂的煤由各产煤地通过货车运送至厂内的原煤坑，在那里将煤卸下、分类储存，然后在生产时，通过装载机将煤运至下煤口，再通过给煤机运送至皮带上。原煤经皮带111、112（113、114）至201到达分级筛202。原煤经过分级筛分级，50mm以下的原煤将透过筛网，由皮带301直接运向主洗车间；50mm以上的原煤先要经过手选带203，再经过一台双齿辊式破碎机204进行破碎，最后通过皮带301运至主洗车间。

原煤经皮带201从入料端落入筛网，电动机带动偏心块旋转，产生离心惯性力，迫使筛箱进行椭圆轨迹振动，由于筛面有较大的倾角，在振动力的作用下大于筛孔的原煤迅速前进，而小于筛孔的原煤则透过筛网，到达原煤输送带301完成筛分作业。

在手选带上，首先进行人工选矸，将较大块儿的矸石、木头等一些杂物挑出；然后经过一块永磁铁，以除去原煤中剩下的未检出的磁性金属物品。经过手选带的原煤在进入双齿辊式破碎机后，由于齿辊的挤压使块煤破碎，减小块煤直径。

1.2原煤的分选

原煤运送至主洗车间后会先通过无压给料三产品重介旋流器将原煤分为精煤、中煤以及矸石，精煤、矸石以及中煤再通过弧形筛、直线振动脱介筛进行脱介。弧形筛下物将直接进入介质桶中。

原煤由皮带301到达主洗车间进行洗选。原煤从301落下，经过加介、加水后进入无压给料三产品重介质旋流器的一段圆筒形旋流器中，介质以一定的压力由给介管切线方向给入一段旋流器，在入口压力作用下，在分选筒内生产离心力场，并形成向下的内螺旋流和向上的外螺旋流。此时，原煤以中心给料方式由入料管给入一段旋流器中内旋流，在离心力作用下，煤炭颗粒按不同的密度沿旋流器中心到器壁迅速分层：小于分选密度的物料向中心聚集，并随内旋流进入溢流口，成为轻产品（即精煤）；大于分选密度的物料穿过分选密度界面向器壁运动，随外旋流径一段底流口至联接管进入二段圆筒--圆锥型旋流器再选。加重质颗粒在离心力及外旋流的推挤作用下，沿圆筒壁向给煤口方向移动，产生浓缩现象，同时也伴有分级作用，使进入二段旋流器的悬浮液密度升高，自然提高了二段分选密度，从而有效地对重产物（即中煤、矸石的混合物）进行再分选。又可得到中间产品（即中煤，我们常称混泥）和重产品（即矸石）。

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由一段旋流器选出的轻产品精煤，将直接到达直线振动脱介筛，经过弧形筛脱介后进入直线脱介筛307、308，在振动和水流喷射的双重作用下进行二次脱介。弧形筛脱去的介质将直接流入介质桶中进行介质循环，而二次脱介后的产物筛下水先至精煤磁选机314、315进行介质回收。矿浆(筛下水)经给矿箱流入槽体后，在给矿喷水管的水流作用下，矿粒呈松散状态进入槽体的给矿区。精矿（介质）随圆筒转到磁系边缘磁力最弱处，在卸矿水管喷出的冲洗水流作用下被卸到精矿槽中，最终到达介质桶。非磁性或弱磁性矿物(精煤)被留在矿浆中随矿浆排出槽外，即是尾矿。脱介筛脱介后的精煤通过溜槽至精煤刮板机 ，而磁选机脱介后排出的矿浆将进入到精煤泥桶中。

二段旋流器分选出的中煤和矸石同精煤脱介一样先通过直线振动脱介筛309、310脱介，筛下水再通过磁选机316、317进行脱介，脱介后的矿浆将进入到中矸煤泥桶中；弧形筛、磁选机筛选出的介质将回到介质桶中。

1.3产品脱水

包括精煤的脱水，浮选精煤脱水，煤泥脱水。

由精煤刮板机运至卧式离心机脱水后的精煤，精煤压滤机压榨后的精煤泥将通过皮带701、702运送至精煤场进行分类储存。中煤脱介的筛上产物（中煤）以及矸石脱介筛的筛上产物（矸石）将通过中煤皮带704和矸石皮带703分别送入中煤仓，矸石仓，筛选出的矸石、中煤不进行脱水处理。精煤(中矸)桶中矿浆将通过精煤(中矸)泵输送到精煤泥筛326、327，中矸煤泥筛331进行煤泥脱水。矿浆会先在小型旋流器组内进行脱水，轻细粒会被甩出，随水流进入到浮选入料池中；粗粒会进入到煤泥筛中脱水，脱水后的精煤泥会通过溜槽到刮板机，离心机再次脱水后由皮带701、702送至精煤场；中矸煤泥筛331脱水后的煤泥会被中煤皮带703运送至中煤仓。煤泥筛326、327、331的筛下水则进入浮选入料池中。由浮选入料泵打入搅拌桶中，加入一定量得药剂并充分搅拌之后进入浮选机。有浮选刮煤板刮出的精煤直接进入精煤泥池中，再由两台精煤泥泵进入到精煤压滤机409、410中，将过滤后形成的精煤泥饼卸下，通过精煤刮板输送机411、412将压干的精煤泥送到精煤皮带上，由精煤皮带701、702运送至精煤场。

1.4煤泥水的处理

选后的尾矿将从槽尾排除送到浓缩池进行沉淀，由底流泵603、604将沉淀后的尾料打到尾料桶605中，再由尾煤煤泥泵607、606进入尾煤压滤机609、608中，过滤后的产品尾料将通过尾煤刮板输送机610、611至尾煤皮带705，最后送到煤泥堆。精煤、尾煤压滤机压料所产生的滤液（清水）由滤液管经过浓缩池循环最后到达循环水池中。此时循环水池中的水基本上是清水，池中的水会通过循环水泵送到浮选系统，或者脱介筛，或者打扫卫生。

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上图为昊泰洗煤厂洗煤工艺流程图

2 洗煤工艺中的主要设备及其原理

2.1无压三产品重介旋流器

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上图为无压给料三产品重介质旋流器结构示意图

1 组成及原理

组成： 由圆筒形一段旋流器和圆筒--圆锥型二段旋流器并式串联组成，一段有分选室、给煤管、给介管、溢流管、底流管等组成，二段由分选室、入料管、底流口等组成。

工作原理：重介质选煤的基本原理是阿基米德原理． 2 结构特点

(1) 有三个排料口，能以单一低密度悬浮液一次分选出合格的精煤、中煤以及矸石，为简化工艺流程以及设备布置创造了条件。

(2) 一段旋流器采用了圆筒形，其内部密度场均匀，对重悬浮液的密度反应迟钝，有利于的高分选精度；二段旋流器采用了圆筒--圆锥型，有利于增加实际分选密度差，能同时满足生产低灰精煤和排弃纯矸石的需求。

(3) 原料煤与重介悬浮液分开给入旋流器使得精煤损失少，分选精度更高；是无压给料无需泵送，因此入料上限高，电耗相对较小，有利于减少矸石泥化和次生煤泥；工艺环节结简单，有利于合理布局重介密度易检测，有利于实现自动测控。

3 主要优缺点

（1） 优点: a、分选上下限宽，有效减少大块矸石以及煤的破碎率，降低次生煤泥量及能耗；b、对煤质的适应性强，能及时排除大量矸石，可大幅度简化工艺，减少厂房体积，降低基建资源和生产费用；c、自动化程度高，悬浮密度可在生产过程中自动调节，分选精度和分选效率高；d、对原煤入选量、粒度组成和可选性波动适应性强；e、结构简单，易于操作和维护。

（2） 不足之处：a、入料和出料扣及运输管路易磨损，即使使用耐磨材质的板和管路，弯头、拐角以及产品出口处等一些地方的使用期还是比较低；b、受原煤煤质变化的影响，旋流器所分选的产品及矸石的比例变化较大，故耗介时高时低。

2.2浮选机

浮选机: 浮选机是由电动机三角带传动带动叶轮旋转，产生离心作用形成负压，一方面吸入充足的空气与矿浆混合，一方面搅拌矿浆与药物混合，同时细化泡沫，使矿物粘合泡沫之上，浮到矿浆面再形成矿化泡沫。浮选机可以通过调节闸板高度，控制液面，使有用泡沫被刮板刮出。

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浮选: 即为泡沫浮选，一种化学选矿方式,是依据各种矿物的表面性质的差异，从矿浆中借助于气泡的浮力，选分矿物的过程。一定浓度的矿浆并加入各种浮选药剂，在浮选机内经搅拌与充气产生大量的弥散气泡。于是，呈悬浮状态的矿粒与气泡相撞。一部分可浮性好的矿粒附着在气泡上，上浮至矿液面形成泡沫产品通常为精矿；不浮矿物留在矿浆内，通常为尾矿，从而达到分选的目的。在浮选过程中，矿物的沉浮与矿物的可浮性及其对水的亲和力有关，凡是与水亲和力大，容易被水润湿的矿物，难于附着在气泡上难浮。而与水亲和力小，不易被水润湿的矿物，容易上浮。浮选与其他选矿方法一样，要做好选别前的物料准备工作，即矿石要经过磨矿分级，达到适宜于浮选的浓度细度.

影响浮选过程的工艺因素很多，其中较重要的有：粒度（磨矿细度）；矿浆浓度；药剂添加及调节；气泡和泡沫的调节；矿浆温度；水质等。只有根据矿石性质的特点并通过试验研究来确定和选择，才能获得最优的技术经济指标。

2.3压滤机

2.3.1 结构组成

液压压紧板框式压滤机由滤室、液压部件和电气等部分组成。 1、滤室部分

滤室是由滤板与滤板的拼凑依赖形成的，再加上压滤机和滤布的相互作用，达到分离固液的目的。压滤机的滤室是由70多块滤板组成，在其中放上滤布。滤室是放在两根横梁，其两端分别固定在止推板和液压缸座的两侧面，构成机架。由液压器提供推力，使得液压缸活塞驱使前后移动，压紧滤框、滤板，为过滤提供高压力的环境。当达到液压工作压力后，液压器将自动关掉电源。

2、液压部件

压系统是为液压压滤机提供压力的来源，是这种类型压滤机的重要部分。它直接关系压滤机的质量。 液压部件由液压辅件（油箱和滤油器）、液压泵、阀、液压缸和管路等组成。电动机驱动油泵，压力油经电磁阀进入液压缸；推动活塞完成滤室的压紧和放松工序。这就是所有液压器的基本原理。

3、电气系统

系统是包括两个方面的，电系统包括电机、安全保卫系统、控制系统，供气系统当然就是为压滤机提供高压的空气，在滤饼空气置换水分中起到作用。

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2.3.2运行过程

第一 压紧：压滤机操作前先进行整机检查，确保滤布无褶皱，重叠现象，小车拉回到位，电源正常连接。然后开始操作，先按油“启动”按钮启动油泵，再按下“压紧”按钮，活塞推动液压柱使压紧板压紧，压力表黑指针转动直至于红指针（压力上限）接触，保压灯亮。

第二 进料：将前后进料阀打开，回流、穿流、压榨阀关闭，按下“料泵”按钮启动料泵，进入进料状态。混合液体从压滤机的进入口进入到压滤机的滤室，这时滤室是保持恒压的情况下，混合液体进过滤室的滤布层后，固体就会保留在滤布上面，自然液体就会在高压强的作用下透过滤布流出来。观察滤液管的流水状况，当水流明显减小时，说明当滤室的滤渣推挤过多已形成滤饼，关闭料泵停止进料。

第三 压榨：关闭前后进料阀和排气阀，打开回流阀后再开启压榨阀。进入压榨状态，滤室内滤饼中的水分在挤压的作用下排出。

第四 排气穿流:先关闭压榨阀，再开启排气阀，多段时间后在开启穿流阀，穿流1分钟左右，然后在关闭，其它阀门不动。

第五 卸料：按“松开”按钮，液压柱带动压紧板松开（注意延时以便滤板内的气体全部排净），松开到位后，按“取板”小车前行拉取到滤板两边的支撑架，再按“拉板”将紧挨着的滤板拉开，滤饼就掉下去了，如此往复直到将滤室滤饼卸完。卸料过程中要将滤布上残留的滤渣清理赶紧，防止漏料。至此一个操作周期完毕。

3 洗煤工艺流程存在的问题、影响及解决方法

3.1煤厂噪音粉尘

洗煤厂是原煤加工的重要场所。洗煤过程中，除分级筛、破碎机、脱介筛等设备的运转，产生噪音外，没从一个设备转载到你一个设备过程中，煤对流槽的撞击也会产生噪音。工作厂房较小，使得设备比较集中，再加上设备检修、维护不到位，设备处于不完好状态，且隔音设备及措施不完善，这样造成工作场所的噪音更高，对设备操作人员的身体健康危害较大。

1、在不影响筛子筛分效率的前提下，降低筛子振幅，使用钢板筛板。 2、在溜槽底部，撞击频率高的地方铺设缓冲垫降低溜槽噪音。

3、在检修、维护设备时，要仔细认真，确保设备处于完好状态。例如定期给设备上黄油„

选煤厂原煤采用密闭仓贮存，在筛分、破碎、输送过程中产生的煤尘污染设置相应的除尘系统，输送过程中的粉尘采取加大原煤湿度；转载点采用先洒水加大湿度，然后

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集气罩集中收集后利用布袋除尘；筛分、破碎粉尘用集气罩集中收集后利用布袋除尘。 对于精煤场的煤尘采用在主导风向下风向的厂界围墙上设置3米高防尘网措施，并在外面种植树木以减少煤尘对外环境的影响。

3.2煤厂介质消耗大

洗煤厂采用的是重介选煤技术，介质消耗大既影响经济效益，又影响重介质系统生产的正常和稳定，因此降低介质消耗显得越发重要。重介质消耗包括技术损耗(工艺损耗)与管理损耗。技术损耗是指重介各产品(精煤、中煤、矸石)和磁选机尾矿带走的介质折合到每吨入洗原煤的重量；管理损耗是指介质的储存、添加及生产过程中的跑、冒、滴、漏而损失的介质折合到每吨入洗原煤的重量。

1、规范工艺系统操作运行，悬浮液的密度要根据入洗煤质和快灰指标灵活调节；介质桶内的液位不能太高，添加介质时要小心介质外溅；循环水浓度不能过高，持续时间过长必须停车处理；原煤入料量必须保持一定，生产前要进行鼓风，使介质桶内的介质均匀分布，不会出现块状介质。

2、要定期检查精煤、中煤弧形筛筛网，筛网磨损到一定程度要及时倒换、更换，保证弧形筛的脱介效果，尽量减小弧形筛角度，减小来料冲击，减小筛网的磨损，或加大筛缝宽度；把直线脱介筛上方的喷水压力加大，发现喷水嘴堵塞、歪斜、损坏的要及时处理；其次在给料时要尽量做到给料均匀、不偏流、不冲料。

3、对磁选机的滚筒转速、磁偏角等进行必要的调整，以提高磁选机的介质回收率，磁选机再出现个别喷嘴堵塞入料管堵塞时要立即处理。

4、对于其他地方的跑、冒、滴、漏，要对损失的介质及时收回，好要对设备、管道的破损处进行修补。

3.3洗煤厂煤泥水

目前，洗煤厂对于煤泥水的处理主要采用的是洗煤废水闭路循环法，在减排和回水利用上具有强大的优势。虽然，洗煤废水闭路循环法的运用在一定程度上节省了洗煤用水，减少了资源浪费； 但在洗选过程中，由于煤泥逐步进入洗水中，使洗水浓度越来越高，不但影响洗选效果，严重时还会导致停产。选煤厂往往由于煤泥回收设备不完善，煤泥水难以管理，使煤泥水不得不闭路外排，从而造成资源流失，浪费清水，污染环境。

要解决这样的问题：首先，完善洗选煤工艺，尽量减少洗煤系统中煤泥的含量；其次，完善、改进煤泥水处理工艺，加大煤泥水的处理能力与效率，减少循环水中泥含量；最后，在药剂的相互混合使用上，新型絮凝药剂的研究上，要加快速度和力度。

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4 煤炭洗选技术的现状于展望

4.1煤炭洗选技术的现状

目前，国内外采用的选煤方法主要有重介、跳汰、浮选和干法选煤等，因我国地域辽阔，煤炭资源丰富，煤种齐全，煤质变化大，故以上选煤方法均有运用。

重介分选设备主要有，两产品及三产品有压和无压旋流器。重介选煤法在我国选煤工业中占据主导地位，它分选粒级和分选密度的调节范围宽，适应性强，处理量大，对于难选煤和极难选煤也能进行高效的分选并容易实现自动化控制；但是它存在着一个重要的问题那就是介耗大。虽然我们可以再工艺、管理等方面进行改进，但介耗依然是一个值得继续深入研究的课题。

跳汰选煤已有百年历史，是一种成熟的选煤方法。其工艺流程简单、生产能力大、维护管理方便、生产成本低；但在一些方面还有着缺陷。如：密度分层与松散度的矛盾。

浮选即是一种煤泥分选的方法，也是净化洗煤水的有效方法。近年来，随着浮选机的迅速发展，浮选技术得到推广应用：虽然成本较高，但对于炼焦来说，回收大量的浮选精煤仍然可以获得可观的经济效益。

干法选煤是我国独创的一种新型选煤方法，具有不用水、工艺简单、投资少、生产成本低、高品煤回收率高、低能耗、劳动生产率高、对环境无污染、占地面积小、设备事故率低、建设周期短等优点。在我国一些中小型选煤厂得到了广泛地运用。

4.2煤炭洗选技术的展望

根据目前市场行情,受金融危机的影响,煤炭市场相对疲软,只有将原煤进行深加工,开发以优质喷吹煤、动力煤为主的多品种、多规格、多元化产品结构,加快煤炭洗选工艺流程与设备的研究、改进，才能发挥自身优势,在煤炭行业立于不败之地。 1、炭洗选加工要以加快动力煤洗选、提高冶炼精煤质量为重点，减少、控制原煤的直接销售、使用。因地制宜推广具有自主知识产权的重介质选煤和干法选煤等技术。

2、吸收国外的先进技术，再结合国内的实际情况进行创新，加快技术改造和整合,提升生产管理水平,提高选煤厂整体水平；要坚持工业化和信息化的结合，促进洗煤厂生产系统的自动化，操作系统的智能化，质量控制系统的标准化和企业管理的信息化。 3、建立完整的选煤设备制造体系,推行大型设备一体化,满足大型煤炭基地的建设要求。

4、按照发展循环经济的要求,从洗选加工入手,大力开展洗矸、煤泥等废弃资源的有效利用,节能降耗,从根本上缓解环境、资源的压力,提高综合效益。

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5、加快推进褐煤提质示范工程建设。褐煤主要作为动力煤、汽化或低温干馏的原料。随着褐煤产量的增加，褐煤的提质与利用技术仍然不能满足需求。因此要集中力量发展褐煤提质技术，带动褐煤资源的进一步开发和高效利用。

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