干法选煤技术的发展应用.pdf

第 5期 2 0 0 6年 1 0 月 选 煤 技 术 C0AL PREPARAT1 0N TECHNOL 0GY No ．5 0c t ． 20 0 6 文 章 编 号 1 0 0 13 5 7 1 2 0 0 60 5一O 0 3 90 3 干法选煤技术的发展应用 石燕峰 ，卢连永，薛守军，张文，胡丙升 天地科技股份有限公 司 唐 山分公司，河北 唐 山0 6 3 0 1 2 摘 要 介 绍 了 目前 在 工业上 广 泛应 用的 干 法选煤 设备 的优 点、 工作原 理 、分 选过 程 和相 应典 型 工 艺流程 ，指 出了研究先进高效干法选煤技 术对顺应我国煤炭工业战略西移、促进 洁净煤事业全面 发展 的 重要 意 义。 关键词 干法 ；选煤；技 术应用；发展趋势 中图分 类号 T D 9 4 2 ． 4 文献标 识码 A 我国是世界上以燃煤为主的国家之一 ，煤炭在 我国一次能源消费结构 中约 占 7 0 ％ 。以煤炭作 为 主要能源直接燃烧 ，造成 了严重的大气污染 ，燃煤 的主要污染物是二氧化硫和烟尘。为了减少环境污 染，必须大力发展洁净煤技术 。 洁净煤技术是旨在减少污染和提高效率的煤炭 开采、加工、燃烧 、转换 和污染控 制新技 术 的总 称。选煤是洁净煤技术 的基础 ，通过选煤可以优化 产品结构 ，提高煤炭利用效率 。因此 ，加快发展选 煤技术对于实现煤炭资源的综合利用、节约能源 、 减少 环境 污染 具有 十分 重 要 的意 义 。 据 了解 ，目前各主要产煤 国原煤人选 比例分别 收 稿 日期 2 0 0 60 63 0 作者简介 石燕峰 1 9 7 3一 ，男 ，河 北省 唐 山 市人 ，高 级工 程 师。1 9 9 5年毕业于中国矿业 大学 选矿 工程 专业 ，现 就职 于天 地科 技股份有 限公 司唐 山分公司 ，主要从事选煤厂设计和选煤设备研究 工作，专 从 事 干法 选 煤技 术 的研 究 与推 广及 应 用。联 系电 话 0 3 1 5 7 7 5 9 4 1 5 。 一- ’一 -卜 ” 一- -- 4-一------ 卜 -- - 为美 国 5 5 ％、俄 罗 斯 6 0 ％、英 国 7 5 ％ 、德 国 9 5 ％ 、澳大利亚 7 5 ％ 、波兰 5 0 ％ 。和这些 国家相 比，我 国煤 炭 的 平 均 人 选 比例 较 低 ， 目前 仅 为 3 3 ％ ，其中国有重 点煤矿为 5 8 ％ ，地方 国有煤矿 为 1 9 ． 6 ％ ，乡镇煤 矿 7 ％ ，动力煤 的人选 比例较 低。为此 ，我国把发展选煤业纳人煤炭工业中长期 发展规 划 ，计划 到 2 0 1 0年 全 国原 煤 人 选率 达 到 5 0 ％ ，到 2 0 2 0年 达到 7 O ％ 。 造 成我 国煤炭 入选 比例较低 的原 因是 多方面 的，其 中水资源短缺是主要原因之一 。我 国煤炭资 源主要分布在干旱缺水地 区，已探 明的 l万亿 t 煤 炭保有储量中，晋、陕 、蒙 三省区占 6 0 ． 3 ％ ，新 、 甘、宁、青等省区占 2 2 ．3 ％ ，东部 4大缺煤 区的 l 9个 省 区只 占 1 7 ． 4 ％。 目前 煤 的湿 法 分选 工 艺 如重介和跳汰工艺 在生产过程 中需要消耗大量 的水 ，大约为 2 0 0 5 0 0 L ／ t ，这其 中包括产 品煤 的 水分 ，尾煤 带走的水 分 以及 生产过 程 中蒸 发的水 分 ；其次 ，中国相 当数量的年轻煤种 ，如褐煤、不 煤炭科学 技术 ，2 0 0 5 ，3 3 8 ． [ 5 6 ] 程宏 志 ．振荡 浮选原理与分选效 果 [ A]．第 十届 全 国煤炭 分选及加工学 术研讨 会论 文集 [ C]．徐 州 中国矿业 大学 出版社 ，2 0 0 4 ． 。 [ 5 7 ] 程宏 志 ．振荡 分离高选 择性 浮选 的研究[ J ]．煤 炭科学 技术 ，2 0 0 5 ，3 3 1 ． [ 5 8 ] 杨丽君 ．气泡 表面积通 量 S 用于 浮选机 放大酌 可 行性评述[ J ]．国外金属矿选矿 ， 2 0 0 5 ， 1 0 ． [ 5 9 ] J C o w b u r n e t a 1 ．I m p r o v i n g t h e r e c o v e r y o f c o a r s e c o a l p a r t i c l e s i n a J a m e s o n c e l l[ J ]．Mi n e r a l s E n g i n e e r - i n g，2 006， 1 96 0961 8． [ 6 0 ] G r a e me J a m e s o n ．F l o t a t i o n o f c o a r s e a n d u l t r afi n e p a rt i c l e s[ A] ． C e n t e n a ry o f F l o t a t i o n S y m p o s i u m [ C]．B ri s b a n e ，A u s t r a l i a [ S ． n ． ] ， J u n e 2 0 0 5 ． [ 6 1 ]D e d e l y a n o v a K e t a 1 ．V I B R A T O R Y C O L U MN F L O T A ． [ 6 2 ] [ 6 3 ] [ 6 4 ] [ 6 5 ] Tl 0 MACHl E Vl BRAT0RY AC0US’l ’ J C A D T E C HN O L O G I C A L R E S E A R C H E S [ A] ．A n n u a l o f t h e U n i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d G e o l o g y [ C]． S o fi a [ S ． n ． ] ， 2 0 0 2 ． De d e l y a n o v a K e t a 1 ． AI R BUBBLES CREATI ON AND BEHAV1 0R I N A VI BRAT0RY AC0USTI C F I ELD [ A] ．5 0 y e a r s U n i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d G e o l o g y [ C ]．S o fi a[ S ． n ． ] ， 2 0 0 3 ． S At a， e t a 1 ． Th e f o r ma t i o n o f b ub bl e c l us t e r s i n flo t a- t i o n c e l l s[ J ]．I n t ．J ．Mi n e P r o c e s s ，2 0 0 5 ，7 6 1 231 3 9． J O列皮伦 ，等 ．粗粒浮选的 有效技术 泡沫 中 分选[ J ]．国外金属矿选矿 ，2 0 0 4 ， 9 ． A 阿 塔 ，等 ．C o l l e c t i o n o f h y d r o p h o b i c p a r t i c l e s i n t h e f r o t h p h a s e[ z ]．[ s ． 1 ] [ s ． n ]． 3 9 维普资讯 第 5期 选 煤 技 术 2 0 0 6年 1 0月 2 5日 粘煤、长焰煤等遇水易泥化 ，不宜采用湿法分选 ； 第三 ，采用湿法选煤工艺 ，其煤泥水系统的投资一 般占到设备总投资的一半左右 ，吨煤投资及生产成 本均较高 ，使一些资金比较薄弱的中小煤矿望而却 步，从而导致大量未经加工的煤炭进入市场，造成 运力浪费和环境污染。 为顺应中国煤炭工业战略西移 ，促进洁净煤事 业全面发展 ，需要研究高效的干法选煤技术。干法 选煤主要是 利用煤与矸石的物理性质 差别实现分 选 ，物理性质包括密度、粒度、形状、光泽度、导 磁性、导电性 、辐射性 、摩擦系数等。干法选煤包 括风选 、摩 擦 选、磁 选、电选、x射 线选、微波 选 、空气重介流化床选煤等 ，其 中已实现工业应用 的是风力选煤 ，在我国得到比较广泛应用的干法分 选设备是 F X型风力摇床和 F G X型干选机 。 1 干法选煤 的主要优 点 1 投资少 ，建设 周期短 ，投 产快。干法选 煤工艺简单 ，设备少 ，不用水 ，不需煤泥水处理系 统 ，可不建厂房 ，投资仅为同型湿法选煤厂的 1 ／ 4 1 ／ 5。 2 维修 量小 ，运 转平稳 ，操 作简单 ，生产 成本低 ，加工费仅 2 4元／ t 。 3 劳动生 产效 率高，生产工人少。年处理 6 O万 t 以下干选系统全员效率 5 O一 7 0 t ／ I ；年处理 6 0万 t 以上千选 系统 8 0 t ／ 工 。 4 入料粒 度范 围宽。对 8 0 mm 以下 原煤可 分级人选，也可不分级人选。 5 对原煤水分要求不严 ，外在 水分9 ％ ， 内在水分不限。原煤经分选后 ，不仅不增加产品水 分，而且产品水分 比原煤还略有降低。 6 耗风量 小。所 需风 量只 用 于松 散床层 ， 造成物料有较好的流动性 ，而不是将物料悬浮。因 此，用风量 比传统风选少 ，不足其 1 ／ 3 。 7 占地 面积小 、占用空间小。对 于简单系 统可不建厂房 ，直接采用钢结构装 配式干选系统 。 建设周期短，维修量小。 8 除尘效果好 。两段或 三段除尘工 艺和负 压操作 ，保证 了大气环境 和工作环境不受 粉尘污 染。排 出的部分气体含尘 6 mm 的原煤 分选效 果得 到 明显提高；④干选机可 以按用户要求出灰分、发热 量由低到高的多种产 品；⑤干选机最适于高密度分 选 ，排 出矸 石 。 根据以上特点 ，干法选煤 工艺 应包 括 以下 作 业 原煤破碎分级、干法分选 、供风 、除尘 、产品 运输与储存。 目前生产 中采用 的干法选煤工艺流程 有 原煤不分级入选、原煤选前破碎分级人选和选 后产品分级等几种形式 ，如图 5所示。 有时为了保证精煤和排出矸石的质量 ，还需要 出一部分中煤产品或将 中煤分 出再选 。一般 中煤量 约 占人 选量 的 1 0 ％左 右 。 4】 维普资讯 第 5期 2 0 0 6年 1 0月 选 煤 技 术 C0AL PREPARATI ON TECHNOLOGY NO ． 5 0e t ． 20 0 6 文 罩 编 号 1 0 013 5 7 1 2 0 0 6 0 50 0 4 20 5 流膜分选技术研究与应用进展 陶有俊 ，刘炯天 ，高 敏 中国矿业大学 化工学院，江苏 徐 州 2 2 1 0 0 8 摘要 流膜选矿是具有一定浓度的颗粒群在极薄的流体介质层 中的松散 、分层过程，广泛应用 于 细粒矿 物和 煤 的分选 。这 类设 备主要 包括 斜槽 分 选机 、摇床 、螺旋 分 选机和 离心重 力分选机 。文 章论 述 了近年 来流膜 分 选技 术及设 备 的研 究开发 最新 进展 和应 用前 景 。 关键 词 流膜 ；分选 ；研 究 ；应 用 中图分类号T D 9 4 2 ． 6 文献标识码 A 随着采煤机械化程度的不断提高，原煤中的煤 泥量大大增加 ，而煤泥分选的常规设备都有不同程 度的缺陷 煤泥跳 汰机分选效果差 ，己逐渐被 淘 汰 ；煤泥重介质分选机虽然分选精度高 ，但工艺流 程复杂，操作管理难度大 ，管道磨损严重等 ，也很 难得到广泛应用 ；浮选有效分选 上限虽然通常 是 0 ． 5 mm，但实际浮选过程中，0 ． 5～ 0 ． 3 mm级分选 效果往往较差 ，因此 ，如果生产 中出现跑粗现象 ， 往往会造成粗粒低 灰精煤损失严重 ，尤其对无 烟 煤 、氧化煤 、含硫煤的分选效果更不理想，并且基 建投资高，耗电量和耗药量大 ，成本高 。因此，近 收稿 日期 2 0 0 6 0 63 0 作者简介 陶有俊 1 9 6 4一 ，男，安徽滁 州人 ，副教 授，工学博 士 ，1 9 8 7年毕业于中国矿业大 学 ，现在 中国矿 业大学 化工学 院任 教。电话 0 5 1 6 8 3 9 9 5 9 7 6 。 原煤 T 分级筛 煤 煤 石 ’ 岔垒蕴． T t P 5 O n u n 一- 1 5 O ri o n 4 - 块精煤矸 l t 石 Ⅱ 分级筛 f怕lI IIll ， 粉煤精煤 6 ～0 眦n 5 0 - - - 6 a 原煤不分级入选 b 原煤选前分级入选 c 选后产品分级 圈 5干法选煤工艺流程 5 干法选 煤发展趋势 ‘ 我国西北部地区，包括新疆 、青海、甘肃 、宁 夏 、陕西和蒙西在 内，煤炭总储量约 3 9 6 0 9亿 t ， 占全国煤炭资源量的7 2 ％ ，探明储量约 4 9 8 4亿 t ， 占全国的 6 7 ％。在探 明储 量 中，毛 乌素沙地外 围 拥有 3 6 5 1亿 t ，约占全国的2 ／ 3 ，是我国西部最大 的煤 田。 目前 ，西部 地 区煤炭 总产 量约 为 5 5 0 0 42 2 0年来 ，国内外一直在致力于细粒矿物重选设备 的开发和研制工作。其突出成就在于拜格诺理论在 流膜类选矿设备开发中的应用 ，研制成功了一批具 有旋转薄流膜离心选矿设备 ，显著降低了有用矿物 的分选下限，大大加强了重选与其它选矿方法的竞 争力。比如 ，上世纪 8 O年代后期开始研究适合粉 煤分选的螺旋分选机 、复合力场条件下离心摇床分 选机以及近年来在国外开始应用的一批细粒离心重 力分 选 机 ，如 F a l c o n分 选 机 、K n e l s o n选 矿 机 、 K e l s e y离心跳汰机 以及 MG S分选机即离心摇床分 选机等多种型式 的重力分选机 。这些设备 的共同特 点都是应用流膜分选技术在薄层水流中实现轻重矿 物按密度分离。 流 膜选 矿发 生在 浓密 的液 固两 相流 中 ，它与稀 疏的液固两相流有质的区别 。处理细粒级的流膜具 万 t ，其中西北部为 5 0 0 0万 t ，主要开采集 中在毛 乌素沙地外围与河西走廊西端渭北一带 ，产量 达 4 5 2 0万 t 。 这些地区是干旱严重缺水地区。随着西部大开 发战略的实施 ，研究适合我国特点的高效干法选煤 技术等节水型选煤技术已十分迫切 。就我国国情而 言 ，节水型选煤技术 已成为煤炭洁净生产的一个重 要的发展方 向。国家计委、国家科委等 1 0个部委 编制的 中国洁净煤技术“ 九五”计划和 2 0 1 0年 发展纲要 中提出“ 特别要根据我 国主要矿 区分 布在干旱缺水地区的情况 ，加强开发干法及省水型 洗选 技 术 ” 。 干法选煤的主要发展趋势是开发研究大处理能 力、高可 靠 性 及 高 自动 化程 度 的干 法选 煤 设 备 如 F X一1 8 A型干 选 机 ，以及 与其 配 套 的干 法 深 度筛分系统、干法除尘系统等辅助设备 ，以满足西 部煤 田大力发展选煤工业的需要 。 ～ 维普资讯