炼焦煤的分选工艺流程现状及发展趋势
摘要：本文对炼焦煤的分选工艺现状及新型工艺进行了相关论述，总结了各流程特点、优缺点和使用范围。
关键字：跳汰分选工艺 重介 新型分选工艺
Abstract: This article about the present situation of coking coal separation technology and new technology has carried on the correlation, and summarizing the process characteristics, advantages and using scope.
Keywords: Jigging separation process dense media separation The new sorting process
1.前言
随着国民经济的飞速发展，我国的煤炭的产量及炼焦煤的入洗量逐年攀升，其洗选工艺也日趋成熟。现对炼焦煤的分选工艺现状及发展趋势进行分析，有助于对以后分选工艺的发展提供理论支持。
2.炼焦煤主选工艺
2.1跳汰分选工艺
跳汰分选技术是一种比较古老的选煤工艺。历经了百年的发展, 其工艺技术已趋近成熟和完善。因为跳汰分选技术具有系统简单实用、基建投资费用相对来说较少、生产运行成本低、适应性较强等特点, 因此，世界各国的各类型选煤厂都有采用跳汰分选技术。随着不断的进行研究, 跳汰分选的机理已经逐步被人们所掌握, 而在此基础上研制开发的各类新型跳汰机也都相继问世, 如Batac、Boss- 2000和Ap ic型跳汰机都达到了相当高的水准。针对我国的原煤特性，由煤炭科学研究总院唐山研究院研制的拥有全部知识产权的SKT系列跳汰机, 在风阀、机体、排料装置、监测与控制系统等方面进行了重大改革, 使跳汰机风水制度的调节更加灵活便利, 可以适应不同煤种煤质对分选的要求, 提高了脉冲水流的上冲加速度, 改善了物料的分层效果；洗水的脉动均匀平稳, 物料移动顺畅[1]。有效提升了分选效果和处理能力； 排料系统可以适应块煤、末煤和不分级煤的不同需求, 能够自动检测床层厚度, 连续准确地调节各产品的排放量, 从而保证了较高的产品分离精度[2]。
当然，跳汰分选技术也存在很多的缺陷，对难选煤，尤其是当要求的精煤产品质量较高（Ad﹤8%），可选性又不好时，跳汰分选将是没有用的。所以，现今大多数选煤厂已改造为重介分选的工艺，但少数选煤厂仍使用跳汰分选技术，其运行情况简介如下：
如BX选煤厂，为一座民营的矿井型炼焦煤选煤厂，根据其原煤的筛分，浮沉实验结果可知，其灰分低， 中煤含量小, 邻近密度物含的量很少, 属于极易选煤。故采用跳汰分选工艺，已经完全可以满足要求，而且可以达到与重介质选煤工艺相同的分选效率。可充分体现出一次性投资低、入选粒度较宽、生产能力大、管理运行简单等特点。[3]
典型跳汰选煤工艺流程如图2.1所示：
图2.1 典型跳汰选煤工艺流程
图（a）为不分级入选跳汰主选流程，该流程适用于分选资源丰富的配焦煤生产低精煤；图（b）为跳汰主、再选流程该流程适用于易选或中等可选甚至较难选煤。主选机出精煤和矸石，主选中煤经再选后出再选精煤和最终中煤。图（c）为块、末煤分级入选跳汰流程。主选出两种产品，块、末煤合并进入再洗跳汰机出最终产品。
2.2 跳汰粗选—重介旋流器精选工艺流程
如图2.2所示，该流程适用于难选，极难选煤及要求生产低灰分精煤的低密度分选，原煤先经过跳汰进行粗选，从而得到粗精煤，中煤和矸石，然后，将粗精煤分级脱泥及脱水，分级后的末粗选精煤再进入重介质旋流器进行精选，旋流器溢流为低灰精煤，底流为中煤或洗末煤，分级筛上的块粗精煤作为高灰精煤。该流程的特点是发挥了跳汰和重介质旋流器两种选煤方法的优势。研究表明，当分选密度降低，重介旋流器的分选精度反而略有提高。本流程有利于生产多种产品，而且其灵活性很好。本流程的系统配置比较复杂，原煤中的大部分物料会受到重复分选，产生次生煤泥的可能性也比较大。相对于三产品重介旋流器，不分级分选流程，其分选效果稍显逊色，但是对跳汰分选的炼焦煤老厂改造来说，只需增设增设重介旋流器系统，来进行精选，具有改扩建容易，占地面积小的特点。
图2.2 跳汰粗选-重介旋流器精选工艺流程
2.3三产品重介旋流器分选工艺流程
如图2.3 所示，三产品重介旋流器的第一段溢流出精煤，第二段出中煤，底流出矸石。可保证精煤的质量合格，与二产品重介质旋流器分选工艺相比，可以节省一套重悬浮液的介质系统（高密度）。该工艺分为有压给料三产品重介质旋流器分选工艺方式和无压给料三产品重介质旋流器分选工艺方式。其中后者工艺简单、次生煤泥量小、设备磨损程度低、基建投资较低、管理方便，具有较低的分选下限，可推广应用。但中煤分选密度的调节比较困难，介耗比较大，对于多种产品生产的灵活性较差。
2.4 块煤重介—末煤重介工艺流程
如图2.4所示，该流程先采用+13mm分级筛将原煤先进行分级，然后块煤用浅槽重介分选得到块矸石和块精煤，末煤用重介旋流器分选得到洗混煤和末精煤，该流程的分选精度较高，旋流器入料为-13mm级物料，减小了块煤的破碎；块煤在浅槽中使用高密度分选得到块精煤。但该流程有以下缺点：介耗大，流程管路的布置比较复杂，设备的耗资费用高，厂房等基建投资大。
图2.3 三产品重介旋流器工艺流程 图2.4 块煤重介—末煤重介工艺流程
2.5 三产品重介质旋流器分级分选工艺流程
如图2.5所示，该工艺是先把原料煤进行预先分级，并且进行脱泥处理，粗粒级煤进入大直径重介质旋流器进行分选，而细粒煤则进入小直径重介质旋流器中进行分选，煤泥进入浮选系统。该工艺可实现原煤的分级入洗。因使用了大型的选煤设备，其布置科学合理，可简化脱介、介质回收工艺，降低运行成本等。在我国的一些大型选煤厂已应用了这个工艺，比较适合块、末煤分选密度相差较小、块煤中夹矸煤含量少的原煤煤质。
2.5 三产品重介质旋流器分级分选工艺流程
3.炼焦煤的配套分选工艺
炼焦煤的配套分选工艺主要包括粗煤泥分选工艺和细煤泥分选工艺。粗煤泥分选工艺主要为煤泥重介旋流器、TBS干扰床等。细煤泥分选即为浮选工艺。
3.1 粗煤泥分选工艺
由于我国采煤机械化程度的不断提高, 原煤中所含的粉煤量也在逐步增加。此外在,一些极难选的炼焦煤选煤厂，为了提高选煤效率,将大块物料破碎后，再进行分选，通过增加煤与矸石的解离度, 从而提高精煤的产率,但这也使得入洗原煤中的粗煤泥含量增加。据统计, 粗煤泥占原料煤约20%左右, 此部分煤泥中含有精煤量大约60%左右, 若不妥善处理粗煤泥, 势必会影响到选煤厂经济效益[3]。特别是近年来, 炼焦精煤的价格一直在不断地上涨, 所以最大限度地回收炼焦精煤,是选煤厂获得最大经济效益的基本途径, 粗煤泥回收分选也因此越来越受到重视。
在炼焦煤选煤厂中粗煤泥主要有以下几种处理方法：（1）粗煤泥返回主选系统,进入分选设备分选; （2）TBS干扰床分选;（3） 精煤稀介质与中煤稀介质单独磁选, 尾矿分别回收粗精煤泥和粗中煤泥;(4)煤泥重介分选。
3.2 浮选工艺
微细粉煤的处理方法，主要采用浮选机，浮选柱及浮选床作为分选设备。各分选设备都有各自的优缺点。其中浮选柱（浮选床）工艺集浮选原理和重选原理于一体, 完成粗选、精选和扫选作用, 从而使高灰细泥对精煤的污染小, 提高对物料的分选精度及分选效率。
4.炼焦煤新型工艺及发展趋势探讨
由于我国煤炭工业的高速发展，原有的炼焦煤洗选工艺已不能满足生产要求，故产生了许多新型工艺流程，从而来弥补传统洗选工艺的不足之处。
下面介绍一种典型的新型分选工艺：预先脱泥无压给料重介旋流分选+TBS干扰床+浮选柱工艺
通过与传统重介旋流分选工艺的分析比较, 华宇设计公司结合传统工艺的优点以及弥补传统重介旋流工艺分选的不足之处, 针对我国的原煤性质多样化特点, 分选下限不理想的情况,提出了预先脱泥-无压三产品重介旋流器联合分选新工艺。预先脱泥-无压重介旋流分选新工艺是在不脱泥无压三产品重介旋流器分选工艺基础上发展起来的。原煤经过原煤准备车间后,进入脱泥筛，在喷水作用下实现脱泥,脱泥后的筛上物由自重到旋流器的漏斗,从旋流器的中心给入, 介质则由泵从旋流器的底部沿切线给入。物料进入旋流器后, 在介质的旋流作用下作螺旋运动, 密度大的重产物越过分离界面进入到重产物中, 密度小的轻产物则不穿越分离界面直接从中心柱排出, 该工艺具备无压给料重产物单向运动的优点, 避免了轻、重产物交错穿越分离界面相互干扰的弊端。
预先脱泥无压给料重介旋流分选新工艺同原有的预先脱泥有压给料和不脱泥无压给料相比较具有如下优点：（1）入料粒度不受泵叶轮间隙的限制，入洗粒度范围宽,。(2)原煤破碎率降低，次生煤泥量减少 (3) 物料和介质接触时间短,可减少矸石泥化, 更有利于矸石易泥化的原煤分选。(4) 原煤进行预先脱泥后, 合格介质里面的煤泥量得到了有效的控制 , 有助于提高分选效率。从而分流量减少, 磁选机负荷也降低, 介质耗量减少,选煤成本得到了更好的、有效的控制。
配套工艺采用TBS分选粗煤泥，浮选柱分选细煤泥。其原则流程如下图所示：
图4.1 预先脱泥无压给料重介旋流分选+TBS干扰床+浮选柱工艺
我国现阶段的炼焦煤分选工艺发展趋势以重介分选技术及浮选工艺为主要技术，尤其是采用1+1模式的炼焦煤选煤厂模式。
5.结语
随着煤炭工程的快速发展，炼焦煤的分选工艺也日趋成熟，但各流程都有各自的优势与缺陷。另外，随着煤炭资源的需求量增加，特别是稀缺煤种炼焦煤的价格持续上涨，最大限度地提高精煤产率，是合理利用有限煤炭资源的最佳选择，同时也是企业获得最大经济效益的有效途径。因此，在充分考虑简化选煤工艺流程的同时，应考虑如何改进该选煤工艺流程，以提高精煤产率为目的，增加企业经济效益和社会效益。
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