馬頭洗煤廠煉焦中煤分選的探討
0 引言
我國是一個富煤、貧油、少氣的國家，從能源消費構成看，煤炭消費占能源消費總量的70%左右，在一段時間內，煤炭是我國主要一次能源的地位不會改變。盡管我國有著豐富的煤炭資源，但是其數量和地域分布卻極不均勻。從煤種分布上看，其比例也相差很大，在已發現的資源中，動力煤約占72.54%，用于煉焦的中變質程度的煙煤，即傳統上稱之為“煉焦用煤”，其數量約較少，只占27.46%，而且大多數為氣煤，占煙煤的46.9%，肥煤、焦煤、瘦煤則較少，分別占煙煤的13.6%、24.3%和15.1%[1,2]。
目前，世界上主要的選煤方法有重介選煤、跳汰選煤和浮游選煤等，由選煤方法的限制，產生了大量的中煤。而我國主焦煤選煤廠的中煤幾乎全部最為燃料使用，而且在富煤地區的中小選煤廠的中煤和煤泥則大量廢棄，這無疑是對我國稀缺煤種的極大浪費[3]。
在“十二·五規劃”中明確指出，要大力發展煤炭潔凈化利用，最大效益的利用煤炭資源。在這個大背景下，結合我國資源自身性質，從中煤回收質量合格的精煤，不僅從經濟效益，而且從環境效益都不失為一種提高精煤產率，解決我國煉焦用煤短缺的有效途徑[4]。
所以，本文以冀中能源峰峰集團馬頭洗煤廠的重介中煤為研究對象，探索處理中煤再選的有效方法[5]。
1 馬頭洗煤廠概況
馬頭洗煤廠是冀中能源峰峰集團有限公司的中央洗煤廠，始建于1957 年，1959 年投產，是我國“一五”期間156 項重點建設項目之一，與武漢鋼鐵焦化廠相配套。原設計能力為年入洗原煤200 萬噸，工藝為跳汰+濃縮浮選工藝。1998 年進行了工藝技術改造，改造為跳汰粗選、粗精煤重介再選、煤泥浮選、尾煤壓濾工藝。
為適應焦肥煤難選和極難選的特點，解決原設計中存在的分選效率低，精煤產率低，質量不穩定，難以洗選出灰分較低的優質精煤，用人多、洗選加工工藝成本高，以及煤泥、矸石、煤泥水對環境污染等問題，2006 年又將工藝改造為不脫泥無壓三產品重介旋流器選煤。
技術改造方案綜合采用了國內外先進的選煤技術，以“提質、提效、減排”為目標。設計年處理原煤400 萬噸（新建200 萬噸/年，改造200 萬噸/年），主要工藝采用不脫泥三產品重介旋流器取代原來的跳汰粗選與二產品重介精選的工藝，煤泥水系統由濃縮浮選改為直接浮選，增加了煤泥重介分選工藝，以優化分選效果，截取進入浮選的粗煤泥，尾煤采用兩段濃縮，兩段回收。
改造后，以無壓給料三產品重介質旋流器為主選設備的高效、全重介選煤工藝，投資低，生產成本低，同時工藝簡單，易于操作。不僅如此，通過技改，生產效率、產品質量和分選數量效率大大提高，生產狀況大為改善，企業的市場競爭力大大增強，經濟效益顯著[6]。
2 實驗研究
2.1 煤樣煤質分析
本文以三產品無壓重介旋流器的中煤為研究對象，對該中煤樣進行篩分實驗，實驗結果。
從結果可以看出，煤樣灰分為36.63%，煤樣各粒級分布較均勻，隨著煤樣粒度由大到小（50-3mm），隨灰分有所降低。
2.2 浮選實驗
眾所周知，有機組分與礦物質的分離是實現煤炭洗選的前提，解離是否充分影響著分選效果的好壞。欲實現好的解離情況，需將煤樣破碎至一定的解離粒度。筆者通過顯微鏡對煤樣進行煤巖分析，發現該煤樣中有機質與礦物嵌布粒度很細，破碎到常規粒度（6mm 或3mm），難以實現較好的解離。
筆者選取具有代表性的煤樣，采用實驗室用顎式破碎機對煤樣進行破碎。將煤樣分別破碎至-6mm，-3mm，再分別篩出其中的-0.5mm 的煤樣，記作6（-0.5）和3（-0.5）；同時將所有煤樣通過破碎、磨碎至-0.5mm，記作（-0.5），將以上煤樣進行分步釋放試驗，實驗條件為：入料濃度100g/l，充氣量0.2m3/(m2min)，捕收劑：柴油，起泡劑：仲辛醇。
3 經濟分析
由破碎試驗知，當將煤樣破碎至-6mm時，其產生的6（-0.5）占煤樣的20%左右，而把煤樣破碎至-3mm 時，產生的3（-0.5）占煤樣的50%左右，再經過浮選實驗，其相應精煤產率為：
1）通過將煤樣簡單破碎至6mm，并篩出-0.5mm，再經過浮選處理，可以增加精煤4.27*0.3%=1.28%；
2）通過將煤樣簡單破碎至3mm，并篩出-0.5mm，再經過浮選處理，可以增加精煤7.68*0.3%=2.30%；
3）通過將煤樣破碎，磨碎至-0.5mm，再經過浮選處理，可以增加精煤12.85*0.3%=3.85%；對于情況 2），該洗煤廠一年可以增加的經濟效益為2.30%*400 萬噸*1200 元/噸=11.04（千萬），不考慮破碎成本和浮選成本。
4 技術路線
在通過以上經濟技術分析，可以看出，雖然將煤樣全部破碎至-0.5mm 產生的經濟效益最大，但是破碎、磨碎這大的工作量將耗掉很大的成本。而將煤樣破碎至3mm這只需要經過簡單的破碎處理，工作量較小，所以認為對于馬頭洗煤廠，建議采用以下的工藝流程。
5 結論
本文以馬頭洗煤廠的重介選中煤為研究對象，探討中煤再選的處理方法，將煤樣破碎實現有機質和礦物質的解離。通過浮選實驗，考慮實際情況，得出一條處理中煤再選的途徑，即將煤樣破碎至-3mm，將其中的-0.5mm 煤樣篩出，再通過浮選實驗，可以得到較低灰分的優質精煤。這不僅可以提高選煤廠的經濟效益，而且可以解決我國煉焦用煤短缺的狀況。
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參考文獻
[1] 中國科學技術協會主編.能源科學技術學科發展報告.北京：中國科學技術出版設，2008.2:45?48
[2] 陳鵬.煤炭性質、分類和利用(第二版)[M].北京：化學工業出版社,2009: 39
[3] 張相國,韓春龍,沈笑君等.中煤再選的研究與探討[J].選煤技術.2007(3)
[4] 董陳剛,付學軍.實施中煤再洗工藝增加精煤產率[J].煤質技術.2006(5)
[5] 荊樹春,趙昕.城山煤礦選煤廠中煤再選的研究與探討[J].工業技術.2009(5)
[6] 楊玉華,曾付洋.馬頭洗煤廠工藝系統改造[J].選煤技術.2009(3)
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