洗煤工艺概述

选煤

利用机械加工方法或化学处理方法，清除原煤中的有害杂质，回收伴生矿物，改善煤的质量，为不同用户提供质量合适的煤炭产品及伴生矿物产品。原煤中的有害杂质有灰分、硫分、水分、磷分及其他少量矿物质。此外，在某些煤矿中含有少量稀有金属如锗、钒和放射性铀等伴生矿物。

①灰分分内在灰分和外在灰分。在成煤时期形成并与煤致密地结合在一起的灰分叫内在灰分；在采煤过程中混入的顶、底板及夹矸层的矸石称外在灰分。

②硫分分有机硫和无机硫两种。无机硫又分为硫酸盐硫和黄铁矿硫。黄铁矿硫由于存在的形式不同，可分为细粒浸染状、结核状和浸染、结核混合状三种。

③水分分内在水分和外在水分两种。内在水分是吸附在煤炭孔隙中的水分,需要加温到105才能蒸发掉；外在水分是附着在煤炭表面上的水分。

上述有害杂质对用户都是不利的。例如炼焦用煤的灰分将全部转入焦炭,而焦炭的灰分每升高1％（或硫分升高0.1％）,炼铁时焦炭消耗量将增加2～3％、熔剂消耗量将增加2～2.5％、高炉炼铁的生产率将降低2～3％；炼焦用煤的水分增加，将会延长结焦时间、降低焦炉的生产率。燃料煤的灰分和水分增加，会降低热效率，污染环境；燃料煤中的硫分高，会严重地腐蚀锅炉、管道，并污染大气，形成酸雨，危害严重。因此，不同用途的煤炭产品，其有害杂质含量都有一定限制。在采煤机械化程度愈来愈高的条件下，原煤质量愈来愈差，必须经过洗选加工，才能满足不同用户的要求，获得更好的工艺指标和经济效益。

选煤一般只能清除原煤中的外在灰分、结核状及浸染、结核混合状的黄铁矿硫分和外在水分。要想清除内在灰分和细粒浸染状黄铁矿硫分和有机硫分，必须采用化学处理方法，在工业生产中尚未大量使用。要使产品水分降到很低（例如8.0％以下）,必须应用热力干燥法。当伴生矿物含量符合回收条件时，可同时设法回收，成为伴生矿物产品，使选煤厂的经济效益更为增加。

选煤方法主要有以下几种：

①重选利用煤与矸石的比重差异，在水或重介质（重液、重悬浮液）和空气（干法）介质中进行分选的方法，有：重介质选、跳汰选、槽选、摇床选和离心力场选等方法（见重选，摩擦与弹跳选）。

②浮选利用煤与矸石间表面物理化学性质上的差异进行分选,通常有泡沫浮选和多油浮选（油团选煤）等（见浮选）。

③磁选利用某些杂质具有磁性的特点，可用磁选法清除有害杂质，如用高梯度磁选机清除已达单体分离的细粒浸染的黄铁矿（见磁选）。

④电选利用煤与杂质间电导率或介电常数不同，清除有害杂质，例如用电选获得超低灰精煤（见电选）。

选煤生产中以重介质选和跳汰选或两者联合使用的应用最多。为了提高细粒级煤的分选精确性，离心力场选煤（重介旋流器、水介旋流器）和电磁风阀筛下气室末煤跳汰机选煤发展很快;摇床选只适用于细粒级（6～0.15mm）高硫煤的选别和回收黄铁矿；干式选别法只适用于高寒、干旱、缺水地区；槽选法的分选效果差，一般不采用,但在简易回收矸石中或矸石堆中的煤炭时,也有应用不同结构的槽洗机的。对于煤泥(-0.5mm粒级)的选别，浮选是当前最好的分选方法，一般常用泡沫浮选法；多油浮选(油团选煤)只在把煤改变为流质燃料（可代替石油直接燃烧，现已为美、意等国采用）时或为回收极细煤粒子用其他任何分选方法都无法奏效时方采用。磁选法在重介质选煤厂中作为回收加重剂的手段而应用；作为清除杂质的方法，和电选法一样，均处在研究阶段中。

原煤准备不同的选煤方法适用于不同粒度级别的煤的选别。煤与有害杂质必须达到单体解离才能有效地分选。因此，煤在进入洗选过程之前，必须经过原煤准备的阶段，需将不同的煤破碎到不同的粒度。一般的选煤厂在原煤准备阶段中都包括有筛分、拣选和破碎几个作业，其中手选作业是选煤生产中体力劳动最繁重的一个作业，应当采用现代选煤技术中有效的手段努力予以消除。代替的手段有：①选择性破碎，在煤块与矸石块在硬度上有显著差别时，采用碎选机将煤块破碎掉，把合格的矸石排除掉，或者有很少一部分硬煤块没有破碎掉，只需很少一部分手选工作量捡出煤块，丢弃矸石块及杂物；②采用重介质选煤方法排除大块矸石，对露天开采极为有效；③全部破碎，进入洗选作业后机械排矸，例如采用颚式破碎机将大块矸石和煤炭一起破碎后送入洗选作业总之,要根据煤与有害杂质单体解离粒度、大块的含量、使用的选煤方法和选煤机械型号等因素，在准备阶段把煤控制到一定的粒度上限或分成不同的粒度级，为洗选作准备。

产品处理煤经过洗选加工得出不同质量的产品后，还要进行产品的脱水、脱泥处理，以便进一步改善质量，并使产品的水分指标合格。一般对大中块精品采用一次筛分分级脱水；对末煤精品必须在第一次筛分脱水之后，再进行第二次离心脱水；对于煤泥精品，必须进行真空过滤脱水（见脱水干燥）。对于煤泥和浮选尾煤采用压滤机脱水最为有效，但在一些已建成的选煤厂中多采用在厂外沉淀后挖掘、晒干的方法。

流程的规范化在整个选煤过程中，准备阶段和产品处理阶段的流程，已基本模式化，只是因设备选型和产品水分指标要求上的不同而有所变化，流程环节可能有所增减，而其各自的任务不变。变化比较多的主要是洗选作业，要根据原煤的可选性、伴生矿物状况、产品质量和品种的要求,充分发挥各种选煤方法的优势,实行各种选煤方法的经济合理的配合，组成不同的流程。并要采用不同设备，生产出质量和品种都符合要求的产品，获得尽可能好的经济效益。同时，要在经济上合理、技术上可能的条件下，把原煤中的伴生矿物选别成有用的产品，化害为利或化无用为有用，进一步提高选煤厂的经济效益。例如在选煤中增加必要的作业环节，把伴生的黄铁矿分选成为硫精矿等。

中国的选煤工业1949年初，中国只有生产选煤厂9座，设计能力为700万吨／年，工艺流程简单，方法落后。30多年来洗选加工能力有很大发展。截至1981年底，全国共有选煤厂99处，设计能力为11395万吨／年,实际处理量已达11700万吨/年。技术装备水平不断提高。废除了落后的选煤方法和设备,发展了重介质选煤,应用重介质排矸和碎选机代替了部分选煤厂的人工选矸；筛下空气室跳汰机已得到广泛应用；直接浮选新工艺、大型浮选机、真空过滤机、压滤机等也已得到广泛应用；解决细粒级筛分的概率筛和等厚筛也已研制成功，并已推广应用;自行设计、施工建成了年处理能力为350万吨的全部重介质选、煤泥浮选流程的田庄选煤厂和一些应用直接浮选新工艺的跳汰浮选选煤厂；从美国和联邦德国引进近代选煤技术的范各庄选煤厂和兴隆庄选煤厂，已建成投产。槽宽4m的斜轮重介质分选机研制成功，并已在年处理量为600万吨的抚顺西露天选煤厂中使用。现在全国共有选煤厂近110座,选煤工艺指标和经济效益正在不断地提高到新的水平；环境保护、防止污染日益得到重视，已有一批选煤厂实现了煤泥水闭路循环；选煤生产技术不断提高,工艺效果和经济效益不断改善,环境保护工作正在不断地完善和提高(图1[株洲选煤厂])。

发展趋势①加强选煤厂的科学管理，大力提高管理水平，要使选煤生产沿着高质量、多品种、产销对路、合理供应煤炭产品和综合利用各种伴生矿物资源的方向前进，努力提高选煤生产的经济效益，并要合理回收伴生矿物如黄铁矿及其他稀有金属矿物等，进一步提高选煤厂的经济效益。②研究新技术、新工艺和新设备，以更新改造旧有选煤厂，装备新建选煤厂。例如研究油团选煤工艺和技术经济效果;化学选煤工艺技术和设备;高梯度磁选脱硫及其他深度脱硫方法;电选超低灰精煤;选择性絮凝工艺技术和药剂、脱水干燥工艺、技术和设备等等。③向设备大型化厂型装配式集中化，选煤生产工艺过程和质量分析自动化等方向发