王愛卿

（黑龍江工業(yè)學(xué)院 環(huán)境工程系，黑龍江 雞西 158100）

煤炭燃燒對(duì)于我國的大氣污染具有重要的影響，特別是在燃燒中產(chǎn)生的顆粒狀物質(zhì)占據(jù)了總排量的大部分比例.所以煤炭的清潔使用也成為了一項(xiàng)重要的課題，煤炭的洗選對(duì)于煤炭的清潔具有重要的幫助.在煤炭的洗選過程中應(yīng)當(dāng)注意對(duì)粒度的控制，在實(shí)際的應(yīng)用中不同產(chǎn)業(yè)對(duì)于煤炭的粒度要求不同，其具有的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和用途也不同.

1 煤炭清洗的重要意義

西方國家早就認(rèn)識(shí)到了煤炭清洗的意義，所以它們的煤炭清洗比例已經(jīng)接近100%，而我國的煤炭清洗在建國之后才開始，到2010年我國的煤炭清洗比例剛剛過半，仍然有巨大的發(fā)展空間[1].近年來隨著煤炭產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，煤炭洗選產(chǎn)業(yè)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，選煤廠的規(guī)模也越來越大.經(jīng)過多年的發(fā)展，我國的選煤設(shè)備和技術(shù)也得到了極大的進(jìn)步，甚至某些技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位.我國工業(yè)的發(fā)展離不開煤炭能源，所以煤炭行業(yè)也在逐漸的向低碳經(jīng)濟(jì)方向轉(zhuǎn)變.而煤炭清洗能夠?qū)崿F(xiàn)能源的高效利用，同時(shí)對(duì)于改變能源的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)煤炭資源的清潔生產(chǎn)具有重要的意義.

煤炭洗選是利用煤炭中的不同成分在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的不同，通過物理、化學(xué)、生物等方法進(jìn)行篩選的過程，達(dá)到煤炭和雜質(zhì)分離的目的，同時(shí)洗選之后的煤炭還能夠進(jìn)一步的加工成為用途不同的質(zhì)量均勻的煤炭產(chǎn)品[2].在煤炭的開采和洗選過程中，粒度是影響其質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)于煤炭的后續(xù)加工和煤炭的安全生產(chǎn)具有重要的影響.在煤炭的應(yīng)用過程中常常面臨著許多問題，主要是由于煤炭中含有比較多的雜質(zhì)，例如灰分等，影響了煤炭的質(zhì)量.因此在煤炭的應(yīng)用和發(fā)展上，煤炭洗選具有良好的發(fā)展空間.

煤炭清洗能夠提高煤炭的質(zhì)量，如果煤炭的質(zhì)量沒有達(dá)到使用的標(biāo)準(zhǔn)就投入使用，往往會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響，給企業(yè)帶來比較大的經(jīng)濟(jì)損失.將煤炭中的有害物質(zhì)和礦物質(zhì)清除出去可以提高對(duì)煤炭的利用率，煤炭清洗之后可以更好的發(fā)揮其功能，用來進(jìn)行發(fā)電、冶金以及民用等.同時(shí)在煤炭洗選之后，可以將其中的雜質(zhì)篩選掉，減少運(yùn)費(fèi)，降低對(duì)環(huán)境的污染，提高煤炭的熱能利用率.煤炭洗選可以除去煤炭中60%左右的灰分，以及35%的全硫，這對(duì)于環(huán)境保護(hù)具有重要的應(yīng)用，能夠減少大氣中的煙塵、硫化物、氮化物的排放，經(jīng)過煤炭洗選之后，1億噸動(dòng)力煤可以減少60~70萬噸的二氧化硫的排放，同時(shí)還可以有效的去除矸石[3].

煤炭清洗主要是是提高煤炭的精度和純度，以滿足使用的要求.在洗選煤炭的過程中，還應(yīng)當(dāng)主要對(duì)粒度進(jìn)行控制和分級(jí)，在實(shí)際的應(yīng)用中不同的煤炭粒度具有不同的應(yīng)用價(jià)值，而且也有不同的市場需求.煤炭粒度不同其洗選方式也相應(yīng)的不同，煤炭在粒度的分級(jí)上一般可以分為焦煤、無煙煤、不粘煤等幾種類型，了解了煤炭粒度的分級(jí)對(duì)于煤炭的洗選工作具有比較大的幫助，而且還可以選擇合適的方式進(jìn)行處理，從而取得良好的經(jīng)濟(jì)效益.經(jīng)過煤炭清洗可以提高煤炭的利用效率，例如能使焦煤的灰分降低1%，煉鐵的焦炭消耗量可以降低2.6%左右，煉鐵高爐的利用率可以通過4%；在合成氨的生產(chǎn)中使用經(jīng)過清洗的無煙煤可以降低煤炭的消耗量20%，在工業(yè)鍋爐中利用洗選煤熱效率可以提高5%左右[4].

2 煤炭清洗過程中的中粒度的控制分析

粒度指的是在礦物質(zhì)被破壞后，不同顆粒的大小情況，也可以單獨(dú)的指某一顆粒的物理尺寸.在實(shí)際的生產(chǎn)中，常常面對(duì)的是由不同粒徑所組成的顆粒群.顆粒群的粒度通常用能否通過某一規(guī)格的篩孔來度量的，例如在煤炭的清洗中常常使用的篩分法是用某一個(gè)直徑的圓孔篩來進(jìn)行篩分的，而且在達(dá)到一定的通過率之后就可以確定這些顆粒群的粒度.

在傳統(tǒng)的煤炭生產(chǎn)中，煤炭的破碎主要分為兩步進(jìn)行，第一步是在煤礦礦井中對(duì)于煤炭顆粒比較大（超過300mm）的物料由破碎機(jī)破碎之后再上井；第二步是對(duì)上井的原煤進(jìn)行過篩，篩過之后的直接進(jìn)行洗選，篩上的原煤進(jìn)行破碎之后再送到選煤廠進(jìn)行洗選[5].在目前的煤炭生產(chǎn)中常常采用綜采和放頂煤的開采方式，所以原煤中有大量的大粒度顆粒產(chǎn)生.在礦井輸送的過程中，大顆粒物料容易在速度比較快的膠帶上滑落，同時(shí)還會(huì)損害膠帶、淺槽等設(shè)備；此外，大塊顆粒還容易造成系統(tǒng)堵塞，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行.不同的煤炭用戶對(duì)于煤炭的粒度具有不同的要求，在動(dòng)力生產(chǎn)企業(yè)中對(duì)于粒度沒有比較高的要求，而且電廠還自己配置有煤炭的破碎設(shè)備.在循環(huán)流化床鍋爐中對(duì)于煤炭的粒度具有明確的要求，顆粒應(yīng)當(dāng)保持在一定范圍之內(nèi)，不能太大，也不能過于粉碎，超過一定的范圍都不能形成流化層，影響系統(tǒng)的正常工作.對(duì)于無煙煤用戶來說，塊煤主要用來進(jìn)行造氣，所以對(duì)于煤炭的顆粒要求比較高，在生產(chǎn)中需要進(jìn)行二次破碎[6].在工業(yè)生產(chǎn)中用來作為氣化原料的褐煤，對(duì)于其粒度范圍也具有明確的要求.同時(shí)在不同時(shí)期，不同粒度的產(chǎn)品價(jià)格也不相同，煤炭企業(yè)為了提高利潤，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)粒度的控制.

在煤炭的洗選過程中，不同的洗選工藝都有原煤的顆粒也有不同的要求，如下表所示：

洗選方法 入料的顆粒大小（mm） 對(duì)粒度特性的要求 對(duì)粒度上限要求的敏感性 容易堵塞的部位小直徑無壓旋流器 0~60 低 高 底流口大直徑無壓旋流器 0~80 低 高 底流口小直徑有壓旋流器 0~40 低 極高 泵葉輪、管道、底流口中型有壓旋流器 0~50 低 高 泵葉輪、管道、底流口淺槽 13~250 高 一般 刮板鏈、排料機(jī)構(gòu)跳汰機(jī) 0~80 高 一般 排料機(jī)構(gòu)動(dòng)篩跳汰機(jī) 13~250 高 一般 排料機(jī)構(gòu)FX風(fēng)力干選機(jī) 0~80 高 一般 無FGX風(fēng)力干選機(jī) 0~50 高 高 無

在生產(chǎn)的過程中，要想控制好煤炭的粒度，應(yīng)當(dāng)根據(jù)產(chǎn)品的粒度要求來選擇合適的設(shè)備.在經(jīng)過破碎之后絕大部分的物流都能夠通過篩孔，在不同的應(yīng)用環(huán)境中應(yīng)當(dāng)選擇不同的尺寸.在實(shí)際的應(yīng)用中，分級(jí)破碎機(jī)的破碎比應(yīng)當(dāng)在2~4之間，最大不應(yīng)當(dāng)超過6[6].因?yàn)檫^大的破碎比不僅造成了資金的浪費(fèi)，而且影響了煤炭洗選的效率，更容易造成設(shè)備的磨損，在情況嚴(yán)重的情況下還容易影響設(shè)備的正常運(yùn)行.

3 結(jié)束語

煤炭產(chǎn)業(yè)對(duì)于我國的社會(huì)發(fā)展具有非同一般的意義，加強(qiáng)煤炭的洗選對(duì)于煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用.在煤炭的洗選過程中，粒度是衡量其合格與否的重要標(biāo)準(zhǔn).為了保證煤炭粒度能夠滿足使用的要求，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)煤炭破碎粒度標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)，選擇合適的生產(chǎn)工藝.在煤炭的洗選過程中，也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)粒度的控制，以提高煤炭的利用率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益.

〔1〕潘永泰.煤炭洗選加工過程中有關(guān)粒度控制問題的探討[J].選煤技術(shù),2012(3):66-69.

〔2〕M ichael O’Brien,Bruce Firth,Anita Hill等.篩選效率的預(yù)控制[C].第16屆國際選煤大會(huì)論文集，2010.255-261.

〔3〕馬躍.煤炭洗選加工過程中粒度控制問題淺談[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(34):124-124.

〔4〕潘永泰.煤炭洗選加工過程中遇到的有關(guān)粒度問題探討[C].2011年全國選煤技術(shù)交流會(huì)論文集，2011.130-133.

〔5〕常永剛,賀昌斌,王艷萍，等.露天礦煤層爆破機(jī)理與煤炭粒度關(guān)系分析應(yīng)用[J].露天采礦技術(shù),2009(4):18-19,22.

〔6〕陳洋,陳大力,唐碩，等.煤樣粒度及揮發(fā)分與煤的殘存瓦斯含量的關(guān)系分析[C].2012年全國煤礦安全學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2012.139-141.

〔7〕Albett Klein,Guoli Ma,Frank Rullang 等.利用 X-射線分析粒度小于50mm煤的成分[C].第16屆國際選煤大會(huì)論文集，2010.414-419.