国内外炼焦煤选煤厂技术装备现状及对比分析

国内外炼焦煤选煤厂技术装备现状及对比分析 张伟

（中国矿业大学，化工学院，江苏，徐州，221116） 摘要: 通过对国内外炼焦煤选煤厂技术装备现状的研究分析和对比，提出了现阶段我国选煤技术装备研发的重点。

关键词: 炼焦煤选煤厂; 技术装备; 现状; 对比分析 0 引言

选煤是将煤炭加工成低碳产品的技术，为应对气候变化、保护生态环境，国内外都在大力发展选煤产业。2008 年煤炭在世界能源消费结构中虽仅占 29. 3%，但世界其他主要产煤国家的原煤入选比例却在 80% 以上; 而我国煤炭在一次能源消费结构中占 70%左右，但原煤入选率 2011 年仅在50% 左右。因此，加速发展我国的选煤产业，对节能减排，建设 “资源节约型、环境友好型”社会将具有重要的作用。我国炼焦煤产量约占原煤产量的 1/3，炼焦煤的生产直接关系到冶金、煤化工等重工业部门和部分电力、城市煤气等行业，对国家整个工业体系的长远发展具有重要影响，大力发展炼焦煤选煤厂的技术与装备刻不容缓。 选煤厂规模和装备大型化、选煤方法高效化、系统配置单元化、生产过程自动化和厂型模块化是国内外选煤厂建设的发展方向。为实现上述目标，选煤装备的大型化和高效化是关键，同时，随着我国煤炭资源的优化整合、煤炭企业的兼并重组和大型煤炭基地的加紧建设，一批大型选煤厂正在兴建，老厂扩能改造也在加速进行。因此，分析对比国内外炼焦煤选煤厂技术装备现状，从中吸取有益经验，为我国发展大型炼焦煤选煤厂提供技术支撑将具有现实的意义。

1 炼焦煤选煤厂技术装备现状

1. 1 国外炼焦煤选煤厂技术装备现状

国外炼焦煤选煤厂技术装备的特点为大型、高效和高可靠性。分选工艺系统主要有两种: 一种是分级入选，即原煤经分级和脱泥， ＞13 mm 粒级块煤重介质分选机分选; 13 ～ 0. 5 mm 粒级末煤重介质旋流器分选; ≤0. 5 mm 粒级煤泥浮选机分选。另一种是原煤经破碎到 50 以下 mm 并脱除 0. 5 mm级细粒级煤泥，50 ～0. 5 mm 粒级重介质旋流器分选; ≤0. 5 mm 粒级煤泥浮选机分选。前者多用于大型选煤厂，后者多用于中小型选煤厂。应该指出 的是，由于国外主要产煤国的原煤煤质很好，一般情况下排矸后即可得到合格的精煤产品，因此，只需采用一套高密度悬浮液就可实现原煤的有效分选，使工艺系统大为简化，同时也决定了选煤技术装备的发展方向。 1. 1. 1 大力发展块煤分选设备 针对块末原煤煤质、可选性及分选密度的不同，为获得最大精煤产率采用分级入选系统，分级分选便于构成系统的单元化配置，并排除了采用重介质旋流器分选功耗大的弊端。因此，大型、高效的块煤重介质分选机的研究开发成为其重点之一。块煤重介质分选机主要有斜轮、立轮和浅槽重介质分选机，其中斜轮分选机因结构复杂、故障多、不易大型化，已遭淘汰; 立轮分选机中德国的 TAIS-KA 型立轮、波兰的 DISA 型立轮较为知名，其主要特点是将排料轮斜置改为立式，从而简化了结构，但也由于高度问题限制了大型化，已很少被采用。浅槽分选机由于结构简单、易于大型化，次生煤泥少，而且分选长度短，只有 1. 2 ～ 1. 8 m ，物料在槽中停留时间短，仅为跳汰机停留时间的 1/5～ 1 /8，动筛停留时间的 1 /2 ～ 1 /3，已成为各国最主要的块煤分选设备。最知名的为美国的丹尼斯重介质分选机，其最大槽宽为 7. 9 m 。

1. 1. 2 大力发展有压给料两产品重介质旋流器

由于原煤煤质好，只需排矸即可得到合格的低灰精煤产品，因此，三产品重介质旋流器

不是其研究和采用的重点。同时由于采用分级分选工艺系统，重介质旋流器的入料上限不大，不需要为提高入料上限而采用无压入料方式，同时，有压给料比无压给料具有循环介质量少、分选效率高、处理能力大的特点，因此，有压给料两产品重介质旋流器是国外研究开发的重点。德国申克公司的有压给料两产品重介质旋流器最大直径为 1 500 mm，入料上限为 100 mm，处理能力为 465 t/h。

1. 1. 3 大力发展大型机械搅拌式浮选机

浮选是国外炼焦煤选煤厂分选≤0. 5 mm 煤泥的主要方法，主导机型为机械搅拌式，单槽容积达45 m3、60 m3、和100 m3。由于国外入浮煤泥的可浮性好，因此，多采用浅槽型，单位处理能力大、功耗低。在国外的少数选煤厂也有采用浮选柱分选煤泥，其中以澳大利亚的詹姆森型较为知名。其特点是对 ＜0. 25 mm 粒级煤泥的分选效果较好，但对 ＞0. 25 mm 粒级煤泥的分选适应性差; 同时由于其单位处理能力低、浮选药剂用量比机械搅拌式高 20% ～30%，泡沫层需设喷水以降低精煤灰分，产品脱水困难，未能得到大规模推广应用。 1. 1. 4 主要辅助设备大型化

国外炼焦煤选煤厂规模的大型化不仅推动了分选设备的大型化，而且促进了配套的主要辅助设备的大型化。

( 1) 分级破碎机。近年来，国际上分级破碎机新产品层出不穷，如英国 MMD、DODCO 公司，德国 KRUPP、AUBEMA 公司、澳大利亚 ABON、JOY－ STAMLER、SCHENCK 公司、美国 PENNSYLVA-NIA、MCLANAHAN 以及波兰等有关公司先后开发出各种形式的分级破碎设备。其中，就煤炭行业而言，尤以英国矿山公司 MMD 的筛分破碎机最为突出，系列完整，分粗破、中破和细破三类，每类又分为短箱型、标准箱型和加长箱型三种; 其最大处理能力为10 000 t/h，而且破碎强度大，适应不同硬度的破碎物料。

( 2) 筛分设备。国外筛分设备大多以等厚直线筛为主，如申克、康威德、泰戈特、特雷克斯、英迈特公司，尤以德国申克公司产品最为知名，SLO 型单层香蕉筛最大面积为35.72 m2 ，双层达73.79 m2。发展方向为增大设备长度，提高筛分效率。 ( 3) 离心脱水机。德国、荷兰、澳大利亚和美国等一些发达国家在该技术领域处于领先地位。美国的 VM、THV 系列，荷兰的 HSG 系列，澳大利亚申克的 SCC 系列是其使用的较多机型。VM1500 型处理能力为 350 ～ 400 t/h ，荷兰天马公司生产的HGS1650 型，最高处理能力达 500 t / h。

( 4) 加压过滤机。国外已经大量使用加压过滤机，其最大过滤面积为 140 m2，目前正开发过滤面积 160 m2和 180 m2的加压过滤机。

( 5) 磁选机。磁选机以美国艺利公司生产的HMBA － 7 型最为知名， 最大型号筒体直径为1 219 mm，长度为 2 972 mm，机型大小和处理能力与国产相当，但可靠性高，性能指标好。

1. 2 国内炼焦煤选煤厂技术装备现状

我国煤质难选的特点决定了分选过程必须出精煤、中煤和矸石三种产品。处理能力为 4 Mt/a 及以下的选煤厂为多数的客观条件决定了我国选煤方法和技术装备具有以下特点。 ( 1) 有压和无压给料三产品重介质旋流器得到大力发展，技术居国际领先水平; ( 2) 煤泥重介质旋流器得到广泛应用;( 3) 由于煤炭资源中主焦煤和肥煤比例少，为了最大限度回收煤炭资源，原采用跳汰选煤方法的老选煤厂已大部分改为重介质分选，新厂也大多采用重介质分选; ( 4) 随着煤炭资源的优化整合，煤炭企业兼并重组和大型煤炭基地的建设，选煤厂向大型化方向发展迅速，推动了原煤分选系统的改变，大型选煤厂已大多采用分级分选方法，大型选

煤技术装备正加紧研究开发。 1. 2. 1 块煤重介质分选机

大型选煤厂多采用浅槽重介质分选机分选＞ 13 mm 块煤，最大机型槽宽 6 700 mm， 处理能力为 700 ～ 800 t/h，国产设备和进口设备均有采用。 1. 2. 2 重介质旋流器

有压给料两产品重介质旋流器最大机型为直径1500，入料上限 100 mm，处理能力为 500 ～600 t / h; 有压给料三产品重介质旋流器最大机型为 3YNZX1200/850，入料上限 80 ( 100) mm，处理能力为 200 ～300 t/h; 双供介无压给料三产品重介质旋流器最大机型为 3SNWX1500/1100，入料上限 120 ( 150) mm，处理能力为 550 ～700 t/h 。 1. 2. 3 浮选机

机械搅拌式浮选机为主导机型，占各类浮选设备的 80%，XJM － KS 型带有预矿化器，单槽容积为 28 m3和 45 m3浮选机已投产，最大矿浆处理能力在 1 500 m3/ h 以上。XPM 型喷射式浮选机最大单槽容积为44 m3。旋流静态微泡浮选柱最大有处理能力为 850 ～ 1 000 m3/ h，主要有处理能力分别为350 ～450 m3/ h 的 FCSMC － 3000 × 6000 型和 700～ 900 m3/ h 的 FCSMC － 6000 × 6000 型。 1. 2. 4 主要辅助设备

目前国内有多家公司生产破碎机，主要以分级破碎机为主，代表机型为 SCC 系列、处理能力为 500 ～ 5 000 t /h，国外进口设备也占有一定比例。目前国内有多家公司生产筛分机，主要以等厚直线筛为主，代表机型为 SXJ 型香蕉筛，此外进口设备占有一定比例。WZY1400型卧式振动卸料离心脱水机处理能力为250 t/h，双质体型处理能力为300 t/h，1500 型也在现场得到应用，LLL1200 × 680 型煤泥离心机处理能力为 80 t /h。此外进口设备占有一定比例。目前国 内 生 产 应 用 的 加 压 过 滤 机 最 大 机 型 为140 m2，也有一些进口设备使用。过滤面积为1 200 m2的 DM － 2500 型压滤机为国际最大的机型。TDC1230 型磁选机入料粒级 ＜ 0. 75 mm，处理能力为 290 ～ 350 m3/ h， 此外进口设备占有很大的比例。

2 提高技术装备水平应采取的措施

( 1) 构建正确的设计理念，以工艺参数先进性和运行高可靠性作为设计的不懈追求目标。

( 2) 为实现大型化和高可靠性，必须从设计优化开始，并贯穿于材料选择、加工精度、主要元部件试验的全过程。

(3) 成本和售价要服从于质量，在保证高质量的前提下，降低成本和售价。 3. 研发重点

( 1) 开发 8. 00 ～ 10. 00 Mt/a 级选煤厂高效选煤关键技术与装备，替代进口产品。 ( 2) 通过选煤工艺技术的研究、工艺参数与机械参数优化组配，以大型高效分选和主要配套设备为基础，构成系统集成。

( 3) 探索煤炭井下分选排矸和加强稀缺煤炭资源高效利用技术新途径。

( 4) 加速褐煤、劣质煤提质改性技术的研究开发，为大规模高效利用提供技术支撑。 4.结语

我国选煤设备有很多优点，但是也有不足，为迎合中国经济的快速发展，选煤厂也趋于大型化和高效化， 为此我们要研发合适煤种的设备，引进先进的技术来发展我国选煤设备。 参考文献:

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［5］ 张友军 . 国内外选煤技术与装备现状及发展趋势［J］ . 选煤技术，2008 ( 1)

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