选煤厂设计中的煤质分析.pdf

3 2 煤炭加工与综合利用 C O A L P R O C E S S I N G＆C O M P R E H E N S I V E U T I L I Z A T I O N No ．2， 2 0 09 选煤厂设计中的煤质分析 郑均笛，唐中娅 中煤 国际工程集 团 西安设计工程有限公司，陕西 西安7 1 0 0 5 4 摘 要 通过实例分析，提出在选煤厂设计中，要重视对煤 田地质勘探报告提 出的浮煤 性 质进行分析；对既可作配焦煤又可作动力煤的选煤厂，选煤工艺选择要灵活；对易碎煤，在选 择选煤方法时，应尽量选用无压给料重介质旋流器分选，同时考虑粗煤泥重选工艺。 关键词 选煤厂设计；煤质分析 ；选煤工艺；煤泥处理 中图分类号T D 9 4 8 ． 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 5 8 3 9 7 2 0 0 9 0 2 - 0 0 3 2 - 0 2 在选煤厂设计过程 中，正确分析煤炭和煤质的 用途，对确定合理的选煤方法和工艺流程很重要 ， 同时也能为出资方进一步落实目标市场、项 目决策 提供可靠的依据。通过调研和实际接触的一些项目， 发现由于煤质分析不到位，引发煤质和煤的用途评 价结论有误、资源未能合理利用、项 目建成后因工 艺不合理出现二次改造等问题，结合实例谈一些看 法和体会，供选煤厂设计者参考。 1 实例分析 1 ． 1 对煤的内在灰分分析不够 云南某矿井井 田共含 1 5层煤 ，自上而下编 号 为 M 4 、M7 、M8 、M 9 、 M1 2 、M1 3 、M1 5 、 M1 6、 Ml 8、 M 1 9、 M2 0、 M21、M2 2、 M2 3、 M2 4 。矿井主采煤层为 M9 、M1 2 ；前 2 1 a主要开 采 M 4 、M 7 、M9煤。煤种为强粘结性的 2 5号焦 煤。设计按冶金焦用煤确定的选煤方法为 5 0～ 0 m m原煤预先脱泥 、5 0～1 m m 的原煤经无压 三 产品重介质旋流器分选 、1～ 0 ． 2 5 ra m粗煤泥由干 扰床分选 、 一 0 ． 2 5 mm细煤泥采用浮选 的联合分 选工艺。在产 品计算 时收集 临近矿井 M 9 、M1 6 煤生产大样 ，按 比例综合后 ，确定理论分选密度 为 1 ． 4 g ／ e ra ，精煤灰分为 1 0 ． 7 2 ％，精煤产率 5 0 ． 1 2 ％。按此计算 的选煤厂经济效益很好 。但 收稿日期 2 0 0 8 一 l 1 - 2 7 作者简介郑均笛 1 9 5 5 一 ，男，陕西乾县人，1 9 8 2年毕 业于中国矿业大学选煤专业 ，工学学士 ，中煤 国际工程集团西安 设计工程有限公司总经理助理，教授级高级工程师，电话0 2 9 8 7 8 5 0 7 2 7。 在详细分析后发现存在以下问题 1 浮煤灰分。根据煤田地质勘探报告提供的 煤芯煤样煤质特征 ，矿井前 2 1 a主要开采三层煤 的浮煤 一1 ． 4 g ／ c m 密度级 灰分见表 1 ，矿井前 期煤层开采比例及浮煤灰分综合分析结果见表 2 。 表 1 前期 开采煤层浮煤灰分统计表 注 后期主采的 M1 2煤浮煤灰分为 1 3 ． 9 9 ％ 。 表 2 前期 煤层 开采比例及浮煤灰分综合分析 年限 前 5 a 61 1 a 1 21 5 a 1 61 9 a 2 0 2 1 a 煤层 M 4 1 0 0．0 0 7 5 ． 7 8 5 2 ． 9 8 3 7 ． 3 8 2 4 ． 6 2 开采 M7 2 4 ． 2 4 7 5 ． 3 8 比例／ ％ M9 4 7 ． O 2 6 2 ． 6 2 浮煤平均灰分／ ％1 8 ． 9 1 1 8 ． 3 8 1 5 ． 1 5 1 3 ． 9 0 1 7 ． 2 8 从表 1 ，2可以看 出，本井 田煤 当理论分选 密度为 1 ． 4 g ／ c m 。 ，生产灰分为 1 0 ． 7 2 ％ 的炼焦精 煤时 ，产率不可能达到 5 0 ． 1 2 ％。 2 计算有误 。造成计算有误 的主要原因是 所采用的筛分浮沉大样 ，一1 ． 4 g ／ c m 浮煤累计灰 分为 1 0 ． 1 0 ％，如果不针对表 2进行修正，计算 结果必然误差偏大。因此，对煤的内在灰分分析 不够 ，将会引发错误 的结论。 1 ． 2 煤质特征处理方案 1 产品定位。鉴于煤的内在灰分偏高、粘 结性强、硫分特低的特点，该选煤厂的产品定位 应以生产其他炼焦煤为主，兼顾生产冶金用炼焦 精煤。 2 0 0 9年第 2期 郑均笛，等选煤厂设计 中的煤质分析 3 3 2 煤质资料的处理方法。结合煤 田地质勘 探报告提供的简选样 ，对所采用的临近矿井的浮 沉资料 ，逐密度级对灰分进行修正 ，然后计算产 品方案，使之更接近生产实际。 3 配煤人洗。鉴于本井 田为强粘结性 、特 低硫的焦煤 ，在选煤厂布置时应有收购内在灰分 较低的外来煤系统，实现配煤入洗 ，以生产合格 的冶金用焦煤。 1 ． 3 选煤方法没有针对煤种特征 吉林省是东北地区的缺煤大省 ，近几年在长 春市附近开发了一座 1 ． 8 M t ／ a的大型矿井。该井 田煤属特低 ～ 低硫煤 ，精煤挥发分为4 2 ％ ，粘结 性指数在 l 2～9 3 ，平均 为 5 7 ． 6 。按照 国标 中 国煤炭分类总表，煤种应属 4 4号气煤 ，是 良好 的炼焦配煤 。矿井配套建设 的选煤厂采用的联合 工艺是2 0 0～1 3 m m原煤经重介质浅槽排矸 ，1 3 ～ 2 ra m原煤 由两 产 品重介质 旋流器 排矸 ，2～ 0 ． 1 5 mm的原煤经螺旋分选机排矸，细煤 泥直接 回收。选后产品为洗大块 、洗混 中块和洗末煤， 灰分在 2 0 ％左右，主要用户为民用和发 电用煤。 该选煤工艺存在的主要问题是未选择炼焦配煤 的 方案 ，必然造成资源利用的不合理 。 我国东北地 区炼焦煤资源接近枯竭，因此 ， 保护性开发利用炼焦煤资源在该地区显得尤为重 要。结合煤质特征，选煤厂在确定洗选 工艺时， 应考虑 以下因素 1 该井 田煤粘结性指数变化幅度大，最高 达9 3 ，应结合钻孔资料，详细分析强粘结性煤是 以点形式，还是以面的形式分布，这样在制定选 煤方法时 ，才能做到 “ 对症下药” ，心中有数。 2 进一步落实炼焦配煤的用户 ，为制定选 煤方法提供可靠的依据 。 3 选煤方法的选 择宜在以下两个方案 中， 结合目标市场进一步优选。 方案一2 0 0～1 3 ram原煤经重 介质浅槽排 矸 ，l 3～1 m m原煤由三产品重介质旋流器分选 、 1 ～ 0 ． 1 5 m m原煤 由螺旋分选机 或干扰床 分选。 该系统的特点是以洗优质动力煤为主，末煤系统 有出炼焦配煤的灵活性。 方案二 8 0～1 mm原煤进三产品重介质旋流 器分选，1 ～ 0 ． 1 5 ra m原煤由螺旋分选机 或干扰 床 分选。该系统 的特点是 以洗炼 焦配煤为主， 有 出8 0～ 5 0 或 4 0 m m块精煤的灵活性。 4 对煤泥是否需要浮选 ，应结合 目标市场 进一步论证。 1 ． 4 对煤质的特殊性估计不足 陕西韩城矿务局桑树坪煤矿生产的低硫贫瘦 煤 ，是 良好的高炉喷吹用煤。2 0 0 4年矿务局决定 建设选煤厂。该煤质特征是矸石泥化不严重，但 煤极易碎 ，其中原生煤泥占2 5 ％左右，加上次生 及浮沉煤泥 ， 一 0 ． 5 mm煤泥总量达 3 0 ％ ～3 5 ％。 在选择选煤方法时，通过招标在脱泥有压和脱泥 无压旋流器之间选择 ，最终确定选用脱泥有压旋 流器分选，由于煤泥量大 ，必须加浮选工艺。投 产后，由于煤泥含量远高于设计值 ，加之有压给 料产生的次生煤泥相对较多，造成浮选人料浓度 偏高，致使选煤厂的处理能力达不到设计的 5 0 ％。后来通过调查研究，矿务局决定再投入资 金 ，增加煤泥分选系统。改造项 目完成后，选煤 厂才进入正常生产阶段 ，耽误时间达 2 a 。此种情 况在河南梁北选煤厂也同时出现过。 2 体会 1 随着我国煤炭开发强度的加大，一些煤 层结构复杂、煤质比较特殊的井田均配套建设选 煤厂，在选择选煤方法及工艺流程时要充分考虑 特殊 的煤质变化因素。 2 新井田开发在不具备做筛分浮沉资料时， 可以采用临近井田的资料，但设计时要认真分析 煤田地质勘探报告中简选样的浮沉资料 ，该资料 直接代表了所开采煤层的真实特征 。在矿井建设 期间具备出煤条件时，应尽快安排做适合本井田 煤质特征的筛分浮沉大样 ，以便进一步核实所选 的选煤方法和工艺流程是否合适。 3 在炼焦煤 比较缺少的地 区，如果入洗煤 具有一定的粘结性 ，可作为配焦用煤时 ，工艺流 程选择一定要具有灵活性 ，以便适应市场 ，合理 利用资源。 4 对陕西渭北 、郑州煤 田等矿 区的这种易 碎煤 ，选择选煤方法时，应优先选择无压给料的 人洗方式 ，尽量减少煤的过粉碎 ，同时应有粗煤 泥分选环节。