選煤廠選煤方法及原則流程的確定

選煤廠選煤方法及原則流程的確定在確定選煤工藝流程之前，根據(jù)煤質特性和用戶的要求，應分析解決以下幾個問題。一、選煤方法選煤方法是制定選煤廠工藝流程的核心問題。選擇選煤方法應考慮煤的牌號、可選性，用戶對產(chǎn)品的質量要求以及各種選煤方法的適應范圍和優(yōu)缺點。同時，還需要考慮技術經(jīng)濟上的合理性及國產(chǎn)選煤設備的技術性能和制造能力。選煤方法，主要包括跳汰選煤法、重介選煤法、槽選法、旋流器選煤法、搖床選煤法、浮選法等。跳汰選煤法跳汰選適宜處理易選和中等可選性煤，其分選粒度上限可達50?100mm，甚至更大，其下限為0.5?0.3mm。在國內外選煤生產(chǎn)實踐中，是應用最廣泛的一種選煤方法。跳汰選煤法之所以廣泛被采用，主要在于其工藝流程簡單易行、生產(chǎn)能力大（國產(chǎn)35m2大型跳汰機，小時處理能力可達350?490t）、維修管理方便、選煤成本低。在處理難選煤時，其工藝指標僅次于重介，并且對原煤性質適應性強，選別易選煤的數(shù)量效率可達90%以上;選別難選煤其數(shù)量效率為70%?80%。重介選煤法重介選在我國的應用僅次于跳汰選，主要用于處理難選和極難選煤，也常用于動力煤分選時排除砰石或代替人工手選。重介選煤的優(yōu)點：分選效率和分選精確性高于其它選煤方法。生產(chǎn)實踐表明，塊煤重介數(shù)量效率達95%以上;末煤重介旋流器的效率約90%左右，可能偏差E值為0.03?0.07。分選粒度和密度范圍寬。分選粒度下限為0.5mm,上限視分選機槽寬而定，達500mm以上。分選密度一般在1.3?2.0kg/dm2范圍內調整。工藝操作簡單，調節(jié)方便，易于實現(xiàn)選煤廠自動化。重介選煤的主要缺點是介質回收再生系統(tǒng)復雜，設備磨損較大，生產(chǎn)費用較高。因此，對于難選煤，究竟采用重介選還是跳汰選，必須在技術上、經(jīng)濟上進行全面衡量和比較；對極難選煤，優(yōu)先考慮采用重介選。旋流器選煤法重介旋流器分選過程是在離心力場中進行的，因而可強化礦粒的分選作用。重介旋流器選煤的主要特點：分選精確度高，在選別細粒煤時，其可能偏差Ep=0.02?0.06，同時，可以脫除煤中黃鐵礦硫。重介旋流器入料粒度由原來的13(10)mm，擴大到50mm，有效分選下限為0.15(0.10)mm。三產(chǎn)品重介旋流器的應用，大大簡化工藝流程，降低廠房占地面積和體積，節(jié)約了投資。由于重介選煤存在不少缺點如介質流程比較復雜，設備、管路、閘門的磨損，維修養(yǎng)護困難，介質耗量較大等，因而，以水為介質的水介旋流器作為粗選設備在選煤廠廣泛被采用。水介質旋流器分選細粒易選煤，可以獲得低灰分精煤產(chǎn)品，但對于難選煤，其產(chǎn)品灰分較高，在某些選煤廠往往摻入中煤出售。為拓寬水介質旋流器的適應范圍，可以采用水介質旋流器和搖床配合使用，用水介質旋流器實現(xiàn)一次高密度粗選，克服重介旋流器目前存在的缺點（如設備、管路、閘門的磨損、維修養(yǎng)護困難等用搖床實現(xiàn)二次精選，提高分選效率。水介質旋流器具有系統(tǒng)簡單、操作方便、基建投資省、噸煤成本低等優(yōu)點。但其分選精度不如重介質旋流器，且耗水量較大。4.流槽選煤法和斜槽選煤法流槽是一種簡易的選煤設備。該設備結構簡單，動力消耗少，易于土法上馬，迄今仍被使用，尤其當煤中砰石呈片狀時，其分層效果較好。但因分選效率低、循環(huán)水量高，故新設計的大型廠-一般不采用。而對于質量要求不嚴格的動力煤和無煙煤，在生產(chǎn)能力不大的情況下，可考慮采用槽選法。斜槽分選機是一種分選劣質煤、臟雜煤或從跳汰選砰中回收可燃體的設備。目前，小型動力煤選煤廠采用斜槽排砰方法，分選灰分高、硫分高的動力煤，使原來無法銷售的劣質煤，改善煤質，而被銷售。因此，它主要適用于沒有選煤廠的中、小型動力煤煤礦和地方煤礦。5.搖床選煤法搖床可處理3?0mm的粒級煤。它既可單獨使用，也可與其它選法相配合使用。其優(yōu)點是分選效果好，尤其對脫除細粒的黃鐵礦硫有顯著作用。近年來由于雙層、三層、四層甚至六層懸掛式搖床的應用，克服了搖床占地面積大等缺點。搖床選煤的主要缺點是單位面積處理量低。搖床通常是為了脫硫，處理粗煤泥或分選低灰精煤。為提高搖床的生產(chǎn)能力和精選效果，唐山煤炭研究分院和南桐選煤廠研制了離心搖床，床面改成圓弧形，在旋轉的同時又有軸向運動，使搖床上運動的顆粒加上離心力場的作用進行分選。6.浮游選煤法浮選是分選細煤泥和洗水凈化有效的選煤方法。隨著采煤機械化程度不斷的提高，煤粉量的大量增加，從合理利用煤炭資源和節(jié)約能源角度出發(fā)，回收這部分精煤日趨重要。實踐證明，增設了浮選作業(yè)，可獲得顯著經(jīng)濟效益。因此，在我國新建或舊有的煉焦選煤廠都設置浮選車間。二、入選煤的粒度上限和選別深度的問題在制定選前準備作業(yè)流程時，首先必須考慮入選煤的粒度上限。決定入選煤粒度上限的因素主要有：選煤方法要求的入料最大粒度。跳汰選，如采用不分級入選其上限有為50mm，也有入選上限采用100、80、60或40mm的；而分級入選其上限可達100mm或更大。重介選煤，可提高入選粒度上限，塊煤重介其入選上限最大可達1000mm;重介旋流器上限可達50mm。浮選入料上限為0.5mm。分選設備本身允許的入料最大粒度。如跳汰機，允許的最大粒度為100mm。斜輪式重介分選機，若槽寬為1.6m時，一般入料最大粒度為300mm;立輪式重介分選機，若槽寬為2.5m時，一般入料最大粒度為300mm。（3）夾砰煤含量及其可解離程度。當塊原煤中的夾砰煤含量較高時，為提高精煤回收率， 應根據(jù)夾砰煤條帶的厚度和可解離程度，通過破碎和相應的浮沉試驗資料分析，確定適宜的入選粒度上限，不能片面強調單體解離任意提高或降低入選上限。若入選上限過高，給跳汰機操作上帶來困難；若入選上限過低，原煤經(jīng)破碎后，產(chǎn)生大量細粒級末煤和粉煤，不但增加了煤泥水系統(tǒng)處理負擔，有時還污染了精煤。選別深度，也就是入選下限。這個界限實際上已基本定型。對于煉焦煤，其入選下限為零，即全部入選。主要是為了節(jié)約煤炭資源，提高煉焦精煤的回收率；對于煉焦配煤，根據(jù)其可選性及稀缺程度和精煤質量要求來定。如我國有些地區(qū)，氣煤儲藏量大，其入選下限可不為零；對于動力煤，因其價格低廉，若入選下限過低，則流程復雜，噸煤成本提高，因此，其下限依據(jù)細粒級含量和質量而定。一般選別深度為25、13、6或3mm。三、入選方式分組與分級問題分組問題，如來自幾個礦井或幾個煤層的原煤，其原煤牌號不同或可選性相差懸殊，則考慮是混合入選或分開入選。采用混合入選，為便于跳汰機操作并達到設計指標，必須使入選原煤質量穩(wěn)定。國外趨向配煤混合入選，因此，一則需要龐大容量的儲煤設施，確保入選原煤質量穩(wěn)定；二則必須對原煤進行分米、分運和分別儲存。如果采用分開即分組入選，在設計時應考慮進行雙系統(tǒng)（或多系統(tǒng)）入選。所謂系統(tǒng)是指原煤從進入選煤廠開始，直到產(chǎn)品處理結束的主要煤流線構成的一個獨立完整體系。因而雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)，均使作業(yè)系統(tǒng)復雜，廠內基建和生產(chǎn)費用高，生產(chǎn)管理困難。所以，一般很少采用。在我國大多數(shù)選煤廠，采用單系統(tǒng)輪選的方式較多，即在同一系統(tǒng)里不同時間內進行輪選，以便按照不同的分選制度分選。實踐證明，能得到較好效果，達到設計指標。分級問題，就是原煤進入分選設備之前，是采取分級入選還是混合入選。對于跳汰選是否分級入選，有兩種觀點：一種觀點是基于自由沉降理論的等沉比原理，認為為了使跳汰分選過程更接近于按密度差分層，應當設法消除由于粒度級別的懸殊而引起的干擾，并認為煤的可選性愈難，其分級范圍應當愈狹；另一種觀點是干擾沉降的原理，認為在跳汰周期不同階段里，各種粒度級別的物料都有獲得良好分層機會。在我國生產(chǎn)實踐中，跳汰選煤采用不分級入選已得到肯定。分級入選，存在溜槽多，廠房布置不整齊，篩分作業(yè)的機械事故多，經(jīng)常遇到原煤中塊煤、未煤比例不均勻的缺點，給生產(chǎn)的操作管理帶來困難。因此，我國目前設計的選煤廠，兒乎全是采用混合入選的跳汰流程。對于重介選，由于在重介分選過程中，懸浮液粘度所引起的阻力作用，對不同顆粒分層速度是不同的。為了提高分選機的處理能力，首先進行分級，其下限為13(或8)mm。塊煤采用重介分選，末煤視其煤的牌號和煤質，可采用重介旋流器，或在跳汰機中分選。對于非煉焦用的動力煤，末煤可直接作為商品煤銷售。四、 主選中間產(chǎn)物的處理關于主選中間產(chǎn)物的處理方式，主要取決于煤的牌號及其稀缺程度，還有中間產(chǎn)物的含量及其夾砰體的結構特征。因此，某些動力煤選煤廠，原則上不存在中煤再選，而直接將中煤出售。通常為便于操作，保持選煤廠總效率，根據(jù)煤的牌號及稀缺程度，本著提高精煤回收率，以彌補資源的不足，跳汰選一般產(chǎn)出二個最終產(chǎn)物和一個中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物的處理方式有三種：中煤回選。主選產(chǎn)出中煤數(shù)量少，在選煤機處理能力富裕的情況下，可將中煤返回到選煤機進行回選。中煤再選。中煤是否到另一臺選煤機中再選，應當根據(jù)增設中煤回收系統(tǒng)，所獲得的經(jīng)濟收益與由此額外增加的投資費用和生產(chǎn)費用進行技術經(jīng)濟對比決定。中煤破碎再選。中煤是否破碎解離再選。主要是對焦煤而言。同樣，也必須從技術經(jīng)濟上進行衡量比較，即不破碎再選所獲得經(jīng)濟效益與破碎后再選所獲得的經(jīng)濟效益進行對比，同時，還需兼顧對后續(xù)作業(yè)的影響。五、 生產(chǎn)多品種使產(chǎn)銷對路為給國民經(jīng)濟各部門和人民生活提供質量穩(wěn)定，品種對路的煤炭產(chǎn)品，達到合理利用煤炭資源，減少無效運輸，必須變單一產(chǎn)品為多品種產(chǎn)品使產(chǎn)銷對路，從而提高選煤廠的經(jīng)濟效益和社會效益。目前，為確保提高入選煉焦用煤比重的同時，須大力發(fā)展動力煤、化工用煤、民用煤的分選。因此，在確定選煤方法和制定選煤工藝流程，本著〃工藝上合理，技術上先進，實際中可行〃的原則，使工藝流程對煤質變化的適應性強，靈活性大。制定煉焦煤選煤廠工藝流程時，可考慮生產(chǎn)甲、乙二種精煤，甲級優(yōu)質精煤供冶金，而乙級精煤可供化工、煤氣、鑄造等。同時，根據(jù)我國焦、肥煤儲量少，主焦煤難選且硫分高，而氣煤儲量大、易選，且硫分低等特點。因此，對主焦煤及焦肥煤采取提高精煤產(chǎn)品灰分以提高精煤產(chǎn)量；對氣煤降低精煤灰分，以保證兩者摻和后達到精煤灰分要求。這樣，既保證精煤灰分要求，又達到了節(jié)能的目的。除此之外，還要求合理安排中間產(chǎn)品，如對中間產(chǎn)品采用分級篩進行分級，篩出13~6mm粒級煤供層狀燃燒爐使用等。對于動力煤選煤廠，生產(chǎn)多品種產(chǎn)品是設計和生產(chǎn)的一大特點，生產(chǎn)粒級煤和分選后達到降灰，提高發(fā)熱量，也是企業(yè)盈利和提高社會效益的來源。為滿足不同用途和用戶要求，兼顧企業(yè)和社會各行業(yè)的效益，充分利用煤炭資源和節(jié)省能源，目前，對動力煤制定了24個品種（未計煤種），每個品種分39個灰分等級或40個發(fā)熱量等級，以達到按質論價和產(chǎn)銷對路，既鼓勵煤炭加工，又獲得導顯著的社會效益。例如蒸汽機車等塊煤用戶，通過粒級煤的深加工，可大大提高蒸汽機車動力和用煤的熱效率、減少損耗；又如大型火力發(fā)電廠使用煤粉鍋爐，理想情況是供應經(jīng)過篩選或選后的末煤，這樣發(fā)電廠可以不需設置塊煤破碎機，可降低發(fā)電成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。故此，在動力煤選煤廠設計中，必須合理確定產(chǎn)品結構，選擇切實可行、效益最佳的產(chǎn)品結構方案，以滿足不同用戶的要求。六、黃鐵礦回收硫分在煤炭的存在形式有無機硫和有機硫，無機硫中絕大部分是以黃鐵礦硫為主。據(jù)資料表明，我國多數(shù)煤中的硫分是黃鐵礦硫，全國除東北和華北煉焦煤中黃鐵礦硫所占比例較低外，其它各大區(qū)黃鐵礦硫所占比例均很高。在非煉焦煤產(chǎn)量中，黃鐵礦硫比例也較大?；厥拯S鐵礦的重要性主要體現(xiàn)在：提高煉焦煤質量。在煉焦時，煤中硫有60%以上轉入焦炭，焦炭中硫分每增加0.1%，高爐用焦就多消耗2%，石灰石多消耗2%，生鐵產(chǎn)量降低2%~2.5%，硫轉入鋼鐵中直接影響產(chǎn)品質量。因此，必須脫硫。防止大氣污染。當高硫煤經(jīng)分選后，大量黃鐵礦富集到砰石中排往砰石山，經(jīng)長期日曬、雨淋，黃鐵礦氧化燃燒產(chǎn)生大量二氧化硫。對于動力用煤，民用煤，煤中可燃硫在燃燒后，生成大量二氧化硫氣體，這種氣體不僅腐蝕設備，而且嚴重污染大氣和影響生物生長?？勺儚U為寶。硫是寶貴化工原料，可生成硫酸，又能