洗煤

洗煤是煤炭深加工的一個不可缺少的工序，從礦井中直接開採出來的煤炭叫原煤，原煤在開採過程中混入了許多雜質，而且煤炭的品質也不同，內在灰分小和內在灰分大的煤混雜在一起。洗煤就是將原煤中的雜質剔除，或將優質煤和劣質煤炭進行分門別類的一種工業工藝 ^[2]  。

洗煤過程後所產生的產品一般分為有矸石、中煤、乙級精煤、甲級精煤，經過洗煤過程後的成品煤通常叫精煤，通過洗煤，可以降低煤炭運輸成本，提高煤炭的利用率，精煤是一般可做燃料用的能源，煙煤的精煤一般主要用於煉焦，它要去硫，去雜質等工業過程，以達到煉焦用的標準。

中國煤炭資源豐富，除上海以外其它各省區均有分佈，但分佈極不均衡。在中國北方的大興安嶺-太行山、賀蘭山之間的地區，地理範圍包括煤炭資源量大於1000億噸以上的內蒙古、山西、陝西、寧夏、甘肅、河南6省區的全部或大部，是中國煤炭資源集中分佈的地區，其資源量佔全國煤炭資源量的50%左右，佔中國北方地區煤炭資源量的55%以上。在中國南方，煤炭資源量主要集中於貴州、雲南、四川三省，這三省煤炭資源量之和為3525.74億噸，佔中國南方煤炭資源量的91.47%；探明保有資源量也佔中國南方探明保有資源量的90%以上。

2007年1-12月中國煤炭開採和洗選行業實現累計工業總產值916,447,509,000元，比上年同期增長了28.06%。2008年1-10月中國煤炭開採和洗選行業實現累計工業總產值1,155,383,579,000元，比上年同期增長了57.81%。

“十一五”期間是煤炭工業結構調整、產業轉型的最佳時期。煤炭是中國的基礎能源，在一次能源構成中佔70%左右。“十一五”規劃建議中進一步確立了“煤為基礎、多元發展”的基本方略，為中國煤炭工業的興旺發展奠定了基礎。“十一五”期間需要新建煤礦規模3億噸左右，其中投產2億噸，轉結“十二五”1億噸。中國煤炭工業將繼續保持旺盛的發展趨勢，在北方以平頂山、唐山煤炭科學研究院為主的洗煤研究，在南方主要以能環機械技術研究所為主的洗煤研究。今後一個較長時期內，中國煤炭工業的發展前景都將非常廣闊。

煤炭加工、矸石處理、材料和設備輸送等構成了礦井地面系統。其中地面煤炭加工系統由受煤、篩分、破碎、選煤、儲存、裝車等主要環節構成。是礦井地面生產的主體。

受煤是在井口附近設有一定容量的煤倉，接受井下提升到地面的煤炭，保證井口上下均衡連續生產。

將各種原煤按一定比例，為使最終產品符合精煤客户要求而相互摻配。

用帶孔的篩面把顆粒大小不同的混合物料分成各種粒級的作業叫篩分。篩分所用的機器叫篩分機或者篩子。

在選煤廠中，篩分作業廣泛地用於原煤準備和處理上。按照篩分方式不同，分為幹法篩分和濕法篩分。

把大塊物料粉碎成小顆粒的過程叫作破碎。用於破碎的機器叫作破碎機。在選煤廠中破碎作業主要有以下要求 ^[3]  ：

（1）適應入選顆粒的要求；精選機械所能處理的煤炭顆粒有一定的範圍度，超過這個範圍的大塊要經過破碎才能洗選。

（2）有些煤塊是煤與矸石夾雜而生的夾矸煤，為了從中選出精煤，需要破碎成更小的顆粒，使煤和矸煤分離。

（3）滿足用户的顆粒要求，把選後的產品或煤塊粉碎到一定的粒度。物料粉碎主要用機械方法，有壓碎、劈碎、折斷、擊碎、磨碎等幾種主要方式。

我國煤炭行業較為突出的問題就是洗煤率較低。

由於煤加工產業的出現，其主要是初級產品，市場所佔比例相對較小。對煤炭的加工和大型設備的技術掌握一直以來都是發達國家的優勢所在，將其運用自如，便能夠很好地抓住煤炭商品的控制權，而大型的煤炭焦化與氣化也能更好地實現其商業化和產業化。

2008年我國全年的煤炭入洗率31.43%，遠低於發達國家的入洗率，較低的入洗率，不僅會對環境造成很大的影響，而且對下游行業的產品也會造成很大的影響。

選煤是利用與其它物質的不同物理、物理—化學性質，在選煤廠內用機械方法去除混在原煤中的雜質，把它分成不同質量、規格的產品，以適應不同用户的需求。

按照選煤廠的位置與煤礦的關係選煤廠可以分為：礦井選煤廠、羣礦選煤廠、中心選煤廠和用户選煤廠；我國現有的洗煤廠大多是礦井洗煤廠。現代化的洗煤廠是一個由許多作業系統組成的連續機械加工系統。

跳汰選煤是指在垂直脈動的介質中按顆粒密度差別進行選煤過程。跳汰選煤的介質是水或空氣，個別的也用懸浮液。目前，選煤中以水力跳汰的最多。

跳汰機是利用跳汰分選原理將入選原料按密度大小分選為精煤、中煤和矸煤（氧化鈣）等的產品設備。

在密度大於1g/

的介質中，按顆粒密度的大小差異進行選煤，叫作重介質選煤或重介選煤。選煤所用的重介質有重液和重選浮液兩類。重介選煤的主要優點是分選效率高、入選粒度範圍寬，其分選機入料粒為1000

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，漩流器為80

0.15mm，生產控制易於自動化 ^[4]  。

重介選煤的缺點是生產工藝複雜，生產費用高，設備磨損快，維修量大。

重介選煤一般都分級入選。分選塊煤一般在重力作用下用重介質分選機進行；分選沫煤在離心力作用下用重介質漩流器進行。

它也是洗煤工藝的一種，並且可以與上述跳汰和重介相配合使用，可以更好地加大精煤的出產率。

洗煤新技術，幹法煤矸石分選設備。開闢了新的技術，無需用水乾法煤與煤矸石的分離。使缺水地區、高寒地帶建立洗煤廠成為可能。

（1）適用於煤礦井下排矸及除雜，回填採空區。在井下對煤與煤矸石就地進行分選，實現“矸石換煤”。煤炭運輸到地面，矸石不出井直接進行井下充填可將“三下”（水下、道路下、建築物下）的煤置換出來；避免地表塌陷、減少環境污染，同時節省矸石的井下、井上的運輸量。

（2）在地面對煤與煤矸石進行分選，被分離出的煤矸石可用於生產建築材料（制磚、輕骨料、空心砌塊、水泥）、生產低熱值煤氣、與中煤混燒發電、製造陶瓷、製作土壤改良劑等。

（3）適用於洗煤廠的物料前期預處理，提高生產效率、降低設備損耗、減少用水量。

（4）選煤廠、發電廠、煤炭集運站、動力煤等排矸與除雜，降低灰分、提高發熱量。

（5）尤其適用於褐煤、易泥化煤、劣質煤的排矸及除雜。

（6）尤其適用於缺水地區、高寒地區選煤廠原煤的排矸及除雜。

與現有的水洗技術相比，具有以下明顯優勢：

（1）大幅降低運行成本、維護費用與能耗；

（2）無需使用水及與水處理相關的設施，使缺水地區及高寒地區建設選煤廠成為可能；

（3）無需處理廢水，無需設置廢水尾庫，大大降低了選煤廠對周圍環境的破壞；

（4）可實現井下就地作業，“矸石換煤”，大幅度提高煤炭開採率。

（1）提高煤炭質量，減少燃煤污染物排放

煤炭洗選可脱除煤中50%～80%的灰分、30%～40%的全硫（或60%～80%的無機硫），燃用洗選煤可有效減少煙塵、SO₂和NOx的排放，入洗1億噸動力煤一般可減排60～70萬噸SO₂，去除矸石16Mt。

（2）提高煤炭利用效率，節約能源

煤炭質量提高，將顯著提高煤炭利用效率。一些研究表明：煉焦煤的灰分降低1%，鍊鐵的焦炭耗量降低2.66%，鍊鐵高爐的利用係數可提高3.99%；合成氨生產使用洗選的無煙煤可節煤20%；發電用煤灰分每增加1%，發熱量下降200～360J/g，每度電的標準煤耗增加2～5g；工業鍋爐和窯爐燃用洗選煤，熱效率可提高3%～8%。

（3）優化產品結構，提高產品競爭能力

發展煤炭洗選有利於煤炭產品由單結構、低質量向多品種、高質量轉變，實現產品的優質化。我國煤炭消費的用户多，對煤炭質量和品種的要求不斷提高。有些城市，要求煤炭硫分小於0.5%，灰分小於10%，若不發展選煤便無法滿足市場要求。

（4）減少運力浪費

由於我國的產煤區多遠離用煤多的經濟發達地區，煤炭的運量大，運距長，平均煤炭運距約為600公里，煤炭經過洗選，可去除大量雜質，每入洗100Mt原煤，可節省運力9600Mt-km。