王衛(wèi)星

（汾西礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司煤質(zhì)處，山西介休 032000）

汾西礦業(yè)煤炭資源豐富，品種齊全，品質(zhì)優(yōu)良，以其強粘結(jié)性、強結(jié)焦性、高熱強度和高流動度的焦化特性享譽海內(nèi)外。在煉焦中起著骨架作用，有著不可替代性，是全國乃至世界的優(yōu)質(zhì)品牌煉焦煤。配煤主要是根據(jù)不同原料煤的硫分、灰分、揮發(fā)分、黏結(jié)指數(shù)、膠質(zhì)層最大厚度、熱強度等指標的分析結(jié)果，研究配比，生產(chǎn)出上述指標及鏡質(zhì)組反射率均符合用戶要求的精煤產(chǎn)品［1，2]。

1 基本情況及必要性

1.1 配煤系統(tǒng)基本情況

汾西礦業(yè)選煤廠配煤中心整個配煤工藝流程分為：精煤產(chǎn)品的存儲、精煤產(chǎn)品的配煤、配煤后產(chǎn)品的裝車三大部分。

（1）精煤產(chǎn)品的存儲流程。配煤中心精煤產(chǎn)品有三個來源：火車來煤、汽車來煤、本廠自洗精煤產(chǎn)品。入廠（或自洗）精煤產(chǎn)品根據(jù)灰分、硫分指標裝入不同的配煤倉中存儲。

（2）精煤產(chǎn)品的配煤流程。配煤倉共設(shè)6個，每個煤倉存儲能力6000 t。每個配煤倉下設(shè)4臺動態(tài)稱重式甲帶給煤機，其給料范圍從180～1500 t／h變頻無級可調(diào)。按照用戶對精煤產(chǎn)品的灰分、硫分等質(zhì)量指標要求，由控制系統(tǒng)根據(jù)配煤比例調(diào)整各倉下給煤機的給料量，配好的精煤給入帶式輸送機運至裝車系統(tǒng)。

（3）配煤后產(chǎn)品的裝車流程。配好的精煤產(chǎn)品通過帶式輸送機運至火車快速定量裝車站、汽車裝車倉和現(xiàn)有鐵路裝車倉中。

配煤系統(tǒng)能將汾西礦業(yè)集團各選煤廠的精煤產(chǎn)品按照市場和用戶要求合理配煤，避免精煤重復(fù)洗選造成經(jīng)濟損失，使煤炭資源得到合理有效利用，并且充分利用汾西礦業(yè)選煤廠優(yōu)越的鐵路資源、倉儲資源和洗選資源的優(yōu)勢，實現(xiàn)集團公司整體利益最大化。

1.2 配煤的必要性

（1）《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》和 《山西省煤炭生產(chǎn)煤質(zhì)管理暫行辦法》中對生產(chǎn)煤和商品煤的質(zhì)量指標要求是，在中國境內(nèi)遠距離運輸（運距超過 600 km）的煉焦煤需滿足發(fā)熱量（Qnet，ar）不小于 18 MJ／kg、 灰分（Ad）不大于 30%、硫分（St，d）不大于2%。汾西部分煤礦硫分一直在2%以上，并且用戶單位均屬遠距離區(qū)域，面臨著嚴重的銷售壓力。

（2）在脫硫方面，目前國內(nèi)外常規(guī)的選煤技術(shù)均僅可脫除無機硫，對于有機硫含量高的煤，在洗選上暫無有效的、經(jīng)濟的解決方法。

（3）硫分對產(chǎn)品售價的影響非常大，通過合理配煤，降低硫分，可以有效提高經(jīng)濟效益。

綜上分析，為了滿足環(huán)保要求、解決銷售問題、提高經(jīng)濟效益，需要研究配煤技術(shù)和配比，生產(chǎn)出質(zhì)量合格、穩(wěn)定的產(chǎn)品。

2 原料煤性質(zhì)分析

2.1 煤質(zhì)指標分析

按照國家煤炭分類標準，賀西精煤為焦煤、雙柳精煤為肥煤、高陽精煤為瘦煤，不同煤種的煤生產(chǎn)出的焦炭性質(zhì)差別較大，雙柳和賀西精煤從煤種和硫分角度分析均較高陽精煤適合煉焦。3種煤的煤質(zhì)分析結(jié)果見表1。從表中可以看出，高陽精煤硫分最高，膠質(zhì)層最大厚度Y值、黏結(jié)指數(shù)G值和揮發(fā)分Vdaf值均較低，不適合于煉焦，但其灰分較低，可以與賀西、雙柳的優(yōu)質(zhì)精煤進行配煤。

表1 原料煤煤質(zhì)指標表

2.2 巖相分析

煤巖分析鏡質(zhì)組反射率分布能更好地反映煤的變質(zhì)程度和結(jié)焦性能，煤的變質(zhì)程度越高，鏡質(zhì)組反射率越高，其分析在配煤煉焦生產(chǎn)中具有較高的使用價值［3]。表2為賀西、雙柳和高陽精煤的鏡質(zhì)組反射率及其分布情況。三種煤均為單一煤種，標準差小于0.1。

表2 原料煤鏡質(zhì)體最大反射率分析表

2.3 煤灰成分組成

煤灰是煤中礦物質(zhì)在一定條件下經(jīng)一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后的殘留物。煤中的礦物質(zhì)包括：碳酸鈣、黃鐵礦和頁巖以及氯化物、無機硫酸鹽等微量成分。從表3可以看出，高陽、雙柳和賀西精煤灰成分中CaO的含量為4.87%、1.51%和1.07%，高陽精煤灰成分中CaO含量最高，為其他煤的3～4倍。在煉焦時，由于CaO的侵蝕作用，會加速焦炭與CO2的碳溶反應(yīng)，造成焦炭熱反應(yīng)性高，反應(yīng)后強度降低［4，5]。

2.4 小焦爐試驗結(jié)果分析

對高陽、賀西和雙柳的精煤分別進行了小焦爐試驗，試驗設(shè)備為40 kg側(cè)裝式小焦爐，采用硅碳棒加熱，計算機控溫。試驗過程模擬生產(chǎn)大焦爐結(jié)焦過程，以焦炭轉(zhuǎn)鼓機械強度、反應(yīng)性CRI以及反應(yīng)后強度CSR作為評定指標，對原料煤的結(jié)焦性能作評價［6]。原料煤的小焦爐試驗結(jié)果見表4。

表3 原料煤灰成分分析

表4 原料煤小焦爐試驗結(jié)果

根據(jù)表4中小焦爐試驗結(jié)果，分析如下：

（1）賀西和雙柳精煤的耐磨強度達到了一級冶金焦的要求，高陽精煤的耐磨強度未達到三級冶金焦的要求。

（2）賀西和雙柳精煤的反應(yīng)性CRI和反應(yīng)后強度CSR達到了一級冶金焦的要求，高陽精煤的反應(yīng)性CRI和反應(yīng)后強度CSR未達到二級冶金焦的要求。

3 產(chǎn)品指標要求

（1）煉焦精煤：灰分不大于10%，硫分不大于1.3%，揮發(fā)分21%～25%，粘結(jié)指數(shù)大于80，膠質(zhì)層最大厚度16～20 mm。

（2）焦炭強度指標（40 kg小焦爐試驗）：抗碎強度82.5%～85.5%，耐磨強度6.8%～8.5%，反應(yīng)性16.5%～22.0%，反應(yīng)后強度63.0%～68.5%。

（3）鏡質(zhì)體反射率：1.34%～1.46%。

4 配煤方案

依據(jù)賀西、雙柳和高陽精煤煤質(zhì)指標及客戶對產(chǎn)品的指標要求，制定出配煤方案：按照賀西精煤∶雙柳精煤 ∶高陽精煤=3∶3∶4的比例配煤。配煤產(chǎn)品的煤質(zhì)分析和小焦爐試驗結(jié)果見表5、 表 6。

表5 配煤產(chǎn)品煤質(zhì)指標

表6 配煤產(chǎn)品小焦爐試驗結(jié)果

根據(jù)表5和表6所示的煤質(zhì)及小焦爐試驗結(jié)果，分析如下：

（1）從煤質(zhì)指標檢測結(jié)果分析，配煤產(chǎn)品灰分9.83%、硫分1.28%、揮發(fā)分23.0%、粘結(jié)指數(shù)82、膠質(zhì)層最大厚度17.5 mm，均達到了產(chǎn)品要求。

（2）從小焦爐試驗結(jié)果分析，配煤產(chǎn)品抗碎強度85.2%、耐磨強度8.2%、反應(yīng)性20.8%、反應(yīng)后強度63.8%，均達到了產(chǎn)品要求。

5 效 益

5.1 直接效益

按照市場售價，賀西精煤1550元／t、雙柳精煤1500元／t、高陽精煤 710元／t和配煤產(chǎn)品1320元／t，按3∶3∶4比例進行配煤，噸煤售價可提高120元／t，經(jīng)濟效益顯著。

5.2 間接效益

通過利用賀西、雙柳和高陽精煤在煤質(zhì)上的差異，發(fā)揮各自的優(yōu)點，取長補短，解決了高陽高硫瘦精煤的遠距離銷售問題。

通過配煤，豐富了汾西礦業(yè)的產(chǎn)品種類，硫分1.3%的配煤產(chǎn)品廣受客戶歡迎，為集團公司的長遠發(fā)展貢獻了力量。

賀西、雙柳精煤屬稀缺煉焦煤資源，通過配煤更大程度地利用了稀缺資源，并將不太適宜煉焦的高陽精煤轉(zhuǎn)變?yōu)闊捊姑海岣吡藷捊姑寒a(chǎn)量。

配煤產(chǎn)品滿足了 《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》和 《山西省煤炭生產(chǎn)煤質(zhì)管理暫行辦法》中對生產(chǎn)煤和商品煤的質(zhì)量指標要求。

6 結(jié) 語

煉焦煤在冶煉過程中起著還原作用和骨架作用，目前及未來較長時間內(nèi)，沒有任何一種資源可以完全替代煉焦煤。社會的基礎(chǔ)建設(shè)離不開鋼鐵，需求量不會因煉焦煤資源的短缺而減少。因此，將不太適宜煉焦的煤與內(nèi)在煤質(zhì)指標過剩的煤進行合理配煤，以達到增加煉焦煤資源的目的，有著顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。筆者闡述了煉焦精煤的配售方案，以此為思路，將來也可推廣至原煤的配洗。