選煤:從原煤中分選出精煤的過程-中文百科頻道

基本概況

利用機械加工方法或化學處理方法，清除原煤中的有害雜質，回收伴生礦物，改善煤的質量，為不同用戶提供質量合适的煤炭産品及伴生礦物産品。原煤中的有害雜質有灰分、硫分、水分、磷分及其他少量礦物質。此外，在某些煤礦中含有少量稀有金屬如鍺、釩和放射性鈾等伴生礦物。

①灰分分内在灰分和外在灰分。在成煤時期形成并與煤緻密地結合在一起的灰分叫内在灰分；在采煤過程中混入的頂、底闆及夾矸層的矸石稱外在灰分。

②硫分分有機硫和無機硫兩種。無機硫又分為硫酸鹽硫和黃鐵礦硫。黃鐵礦硫由于存在的形式不同，可分為細粒浸染狀、結核狀和浸染、結核混合狀三種。

③水分分内在水分和外在水分兩種。内在水分是吸附在煤炭孔隙中的水分,需要加溫到105℃才能蒸發掉；外在水分是附着在煤炭表面上的水分。

上述有害雜質對用戶都是不利的。例如煉焦用煤的灰分将全部轉入焦炭,而焦炭的灰分每升高1%（或硫分升高0.1%）,煉鐵時焦炭消耗量将增加2～3%、熔劑消耗量将增加2～2.5%、高爐煉鐵的生産率将降低2～3%；煉焦用煤的水分增加，将會延長結焦時間、降低焦爐的生産率。燃料煤的灰分和水分增加，會降低熱效率，污染環境；燃料煤中的硫分高，會嚴重地腐蝕鍋爐、管道，并污染大氣，形成酸雨，危害嚴重。因此，不同用途的煤炭産品，其有害雜質含量都有一定限制。在采煤機械化程度愈來愈高的條件下，原煤質量愈來愈差，必須經過洗選加工，才能滿足不同用戶的要求，獲得更好的工藝指标和經濟效益。

選煤一般隻能清除原煤中的外在灰分、結核狀及浸染、結核混合狀的黃鐵礦硫分和外在水分。要想清除内在灰分和細粒浸染狀黃鐵礦硫分和有機硫分，必須采用化學處理方法，在工業生産中尚未大量使用。要使産品水分降到很低（例如8.0%以下）,必須應用熱力幹燥法。當伴生礦物含量符合回收條件時，可同時設法回收，成為伴生礦物産品，使選煤廠的經濟效益更為增加。

選煤方法

重選

利用煤與矸石的比重差異，在水或重介質（重液、重懸浮液）和空氣（幹法）介質中進行分選的方法，有：重介質選、跳汰選、槽選、搖床選和離心力場選等方法（見重選，摩擦與彈跳選）。

浮選

利用煤與矸石間表面物理化學性質上的差異進行分選,通常有泡沫浮選和多油浮選（油團選煤）等。

磁選

利用某些雜質具有磁性的特點，可用磁選法清除有害雜質，如用高梯度磁選機清除已達單體分離的細粒浸染的黃鐵礦（見磁選）。

電選

利用煤與雜質間電導率或介電常數不同，清除有害雜質，例如用電選獲得超低灰精煤（見電選）。

選煤生産中以重介質選和跳汰選或兩者聯合使用的應用最多。為了提高細粒級煤的分選精确性，離心力場選煤（重介旋流器、水介旋流器）和電磁風閥篩下氣室末煤跳汰機選煤發展很快;搖床選隻适用于細粒級（6～0.15mm）高硫煤的選别和回收黃鐵礦；幹式選别法隻适用于高寒、幹旱、缺水地區；槽選法的分選效果差，一般不采用,但在簡易回收矸石中或矸石堆中的煤炭時,也有應用不同結構的槽洗機的。對于煤泥(-0.5mm粒級)的選别，浮選是當前最好的分選方法，一般常用泡沫浮選法；多油浮選(油團選煤)隻在把煤改變為流質燃料（可代替石油直接燃燒，現已為美、意等國采用）時或為回收極細煤粒子用其他任何分選方法都無法奏效時方采用。磁選法在重介質選煤廠中作為回收加重劑的手段而應用；作為清除雜質的方法，和電選法一樣，均處在研究階段中。

原煤準備

不同的選煤方法适用于不同粒度級别的煤的選别。煤與有害雜質必須達到單體解離才能有效地分選。因此，煤在進入洗選過程之前，必須經過原煤準備的階段，需将不同的煤破碎到不同的粒度。一般的選煤廠在原煤準備階段中都包括有篩分、揀選和破碎幾個作業，其中手選作業是選煤生産中體力勞動最繁重的一個作業，應當采用現代選煤技術中有效的手段努力予以消除。

代替的手段有：

①選擇性破碎，在煤塊與矸石塊在硬度上有顯著差别時，采用碎選機将煤塊破碎掉，把合格的矸石排除掉，或者有很少一部分硬煤塊沒有破碎掉，隻需很少一部分手選工作量撿出煤塊，丢棄矸石塊及雜物；

②采用重介質選煤方法排除大塊矸石，對露天開采極為有效；

③全部破碎，進入洗選作業後機械排矸，例如采用颚式破碎機将大塊矸石和煤炭一起破碎後送入洗選作業。總之,要根據煤與有害雜質單體解離粒度、大塊的含量、使用的選煤方法和選煤機械型号等因素，在準備階段把煤控制到一定的粒度上限或分成不同的粒度級，為洗選作準備。

産品處理

煤經過洗選加工得出不同質量的産品後，還要進行産品的脫水、脫泥處理，以便進一步改善質量，并使産品的水分指标合格。一般對大中塊精品采用一次篩分分級脫水；對末煤精品必須在第一次篩分脫水之後，再進行第二次離心脫水；對于煤泥精品，必須進行真空過濾脫水（見脫水幹燥）。對于煤泥和浮選尾煤采用壓濾機脫水最為有效，但在一些已建成的選煤廠中多采用在廠外沉澱後挖掘、曬幹的方法。

流程規範

在整個選煤過程中，準備階段和産品處理階段的流程，已基本模式化，隻是因設備選型和産品水分指标要求上的不同而有所變化，流程環節可能有所增減，而其各自的任務不變。變化比較多的主要是洗選作業，要根據原煤的可選性、伴生礦物狀況、産品質量和品種的要求,充分發揮各種選煤方法的優勢,實行各種選煤方法的經濟合理的配合，組成不同的流程。并要采用不同設備，生産出質量和品種都符合要求的産品，獲得盡可能好的經濟效益。同時，要在經濟上合理、技術上可能的條件下，把原煤中的伴生礦物選别成有用的産品，化害為利或化無用為有用，進一步提高選煤廠的經濟效益。例如在選煤中增加必要的作業環節，把伴生的黃鐵礦分選成為硫精礦等。

選煤工業

1949年初，中國隻有生産選煤廠9座，設計能力為700萬噸/年，工藝流程簡單，方法落後。30多年來洗選加工能力有很大發展。截至1981年底，全國共有選煤廠99處，設計能力為11395萬噸/年,實際處理量已達11700萬噸/年。技術裝備水平不斷提高。廢除了落後的選煤方法和設備,發展了重介質選煤,應用重介質排矸和碎選機代替了部分選煤廠的人工選矸；篩下空氣室跳汰機已得到廣泛應用；直接浮選新工藝、大型浮選機、真空過濾機、壓濾機等也已得到廣泛應用；解決細粒級篩分的概率篩和等厚篩也已研制成功，并已推廣應用;自行設計、施工建成了年處理能力為350萬噸的全部重介質選、煤泥浮選流程的田莊選煤廠和一些應用直接浮選新工藝的跳汰浮選選煤廠；從美國和聯邦德國引進近代選煤技術的範各莊選煤廠和興隆莊選煤廠，已建成投産。槽寬4m的斜輪重介質分選機研制成功，并已在年處理量為600萬噸的撫順西露天選煤廠中使用。全國共有選煤廠近110座,選煤工藝指标和經濟效益正在不斷地提高到新的水平；環境保護、防止污染日益得到重視，已有一批選煤廠實現了煤泥水閉路循環；選煤生産技術不斷提高,工藝效果和經濟效益不斷改善,環境保護工作正在不斷地完善和提高。