在能源市場中，煤炭作為我國主要能源之一，在國民經(jīng)濟以及社會發(fā)展中占據(jù)著重要地位。但未經(jīng)洗選的煤炭直接燃燒或使用，不僅會降低能源利用效率，還會造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染。煤炭洗選是提高煤炭質(zhì)量、減少污染物排放以及實現(xiàn)煤炭資源清潔高效利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展理念的提出，傳統(tǒng)煤炭洗選工藝的局限性逐漸凸顯，迫切需要對其進行優(yōu)化和改進，以適應(yīng)新時代煤炭行業(yè)發(fā)展的需求。

1傳統(tǒng)煤炭洗選工藝概述

傳統(tǒng)煤炭洗選工藝是煤炭加工利用的重要手段，旨在提升煤炭質(zhì)量，減少燃燒污染。在常用的選洗工藝中，跳汰選煤利用脈動水流，使煤炭和矸石按沉降速度差異分層。該工藝設(shè)備簡單且成本低，適用于中等可選性原煤，但對細粒煤分選精度相對欠佳。

重介質(zhì)選煤是借助加重質(zhì)配成的重懸浮液，依據(jù)密度不同分離煤炭與矸石，分選精度高且處理能力強，不過介質(zhì)回收系統(tǒng)復(fù)雜且設(shè)備磨損大、成本高[1]

浮選工藝主要針對細粒煤泥，通過添加藥劑讓煤粒附著氣泡上浮，能夠有效回收細粒煤資源，但受多種因素影響大，藥劑成本高且精煤水分高需脫水。

2傳統(tǒng)煤炭洗選工藝存在的問題

2.1 分選效率低下

在煤炭生產(chǎn)中，傳統(tǒng)煤炭洗選工藝面對煤炭復(fù)雜的粒度組成和多樣化礦物成分，難以實現(xiàn)高效精準(zhǔn)分離。如跳汰選煤工藝，對細粒煤的分選精度有限，導(dǎo)致精煤中?；烊氩糠指呋壹毩ｍ肥?，同時，矸石中也會夾帶一定量的煤炭，造成煤炭資源浪費。此外，浮選工藝受煤泥性質(zhì)、藥劑制度以及操作條件等因素影響較大，浮選精煤的灰分和回收率往往難以同時達到理想水平，部分細粒煤炭無法有效回收，降低了煤炭的整體回收率。

2.2工藝流程復(fù)雜且缺乏靈活性

在煤炭洗選工藝中，優(yōu)化工藝流程可提升分選效率，傳統(tǒng)煤炭洗選工藝流程通常由多個相對獨立的環(huán)節(jié)依次串聯(lián)而成，設(shè)備多且流程冗長，各環(huán)節(jié)銜接緊密且固定。一旦原煤性質(zhì)發(fā)生較大變化或市場對煤炭產(chǎn)品質(zhì)量要求調(diào)整，整個工藝流程很難迅速做出適應(yīng)性改變[]

2.3水資源浪費嚴(yán)重

煤炭洗選過程消耗大量水資源，傳統(tǒng)工藝對洗選廢水的處理和循環(huán)利用程度較低。洗選廢水通常僅經(jīng)過簡單的沉淀、澄清處理后就部分回用或直接排放，而廢水中殘留的煤泥，懸浮物，重金屬離子以及浮選藥劑等污染物未得到有效去除，導(dǎo)致回用過程中會對后續(xù)洗選環(huán)節(jié)產(chǎn)生負面影響，同時排放的廢水也會對環(huán)境造成污染

此外，由于缺乏有效的節(jié)水措施和水資源管理系統(tǒng)，許多洗選廠存在用水不合理，跑冒滴漏等現(xiàn)象，加劇了水資源浪費。在水資源日益短缺的背景下，成為煤炭洗選行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。

2.4過程控制自動化程度低

在傳統(tǒng)煤炭洗選工藝中，煤選洗生產(chǎn)過程的控制更依賴人工經(jīng)驗和簡單的儀表監(jiān)測，自動化水平較低。重介質(zhì)選煤過程中，懸浮液密度，黏度等關(guān)鍵參數(shù)難以實現(xiàn)精確穩(wěn)定的自動控制，多依賴人工頻繁檢測和調(diào)整。這不僅增加了工人的勞動強度，而且容易因人為因素導(dǎo)致參數(shù)波動而影響分選效果。

3煤炭洗選工藝優(yōu)化策略

3.1采用先進的分選設(shè)備

3.1.1精細分選設(shè)備應(yīng)用

在分選設(shè)備的選擇中，應(yīng)當(dāng)推廣精細分選設(shè)備的應(yīng)用。引進新型高精度篩分設(shè)備，如超聲波振動篩或者張弛篩等，可以對煤炭進行更精細的粒度分級，有效提高入料的均勻性，為后續(xù)的分選作業(yè)創(chuàng)造良好條件。另一方面，采用先進干選設(shè)備，如空氣重介質(zhì)流化床干選機，智能干選機等設(shè)備，可實現(xiàn)煤炭在不加水的情況下進行高效分選。這避免了煤炭因水洗造成的熱值損失和水分增加，特別適用于干旱缺水地區(qū)或?qū)γ禾慨a(chǎn)品水分有嚴(yán)格要求的場合。

3.1.2集成復(fù)合分選工藝

復(fù)合分選工藝的集成，強調(diào)將多種分選原理和技術(shù)有機結(jié)合，形成復(fù)合分選工藝。例如，將重介質(zhì)選煤與浮選相結(jié)合，對于粗粒級煤炭采用重介質(zhì)分選，充分發(fā)揮其分選精度高、處理能力強的優(yōu)勢；對于細粒煤泥則應(yīng)采用浮選進行深度回收，從而提高煤炭的綜合回收率。此外，還可以積極探索其他復(fù)合分選模式，如磁選與重選，電選以及浮選等，根據(jù)煤炭的性質(zhì)和產(chǎn)品目標(biāo)靈活選擇和組合分選方法，實現(xiàn)煤炭資源的最大化利用，進一步提高精煤產(chǎn)品的質(zhì)量和市場競爭力。

3.2 優(yōu)化工藝流程

3.2.1 簡化與緊湊化設(shè)計

簡化與緊湊化設(shè)計，旨在對傳統(tǒng)復(fù)雜的煤炭洗選工藝流程進行簡化和優(yōu)化，去除不必要的中間環(huán)節(jié)和冗余設(shè)備，減少物料的轉(zhuǎn)運次數(shù)和停留時間，持續(xù)降低能耗和設(shè)備磨損。通過合理布局設(shè)備并采用緊湊化的設(shè)計方案，使各生產(chǎn)環(huán)節(jié)緊密銜接，形成高效、流暢的生產(chǎn)系統(tǒng)。例如，在流程優(yōu)化中，將破碎、篩分、分選等主要工序進行一體化設(shè)計，構(gòu)建聯(lián)合加工機組，可以實現(xiàn)煤炭的連續(xù)、快速處理。不僅提高了生產(chǎn)效率，還減少了占地面積和建設(shè)投資，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.2.2構(gòu)建靈活可調(diào)工藝

在靈活可調(diào)工藝構(gòu)建過程中，開發(fā)具有靈活性和可調(diào)節(jié)性的煤炭洗選工藝流程，使其能夠根據(jù)原煤性質(zhì)的變化，市場需求的波動以及環(huán)保要求的調(diào)整，進行迅速便捷的優(yōu)化和切換。在分選實踐中，采用模塊化的設(shè)計理念，將工藝流程中的各個功能單元設(shè)計成獨立的模塊。通過改變模塊的組合方式和運行參數(shù)，適應(yīng)不同煤質(zhì)和產(chǎn)品要求。

結(jié)合自動化技術(shù)的發(fā)展，引入先進的自動化控制技術(shù)和智能決策系統(tǒng)，實現(xiàn)工藝流程的自動切換和遠程監(jiān)控。這有助于提高生產(chǎn)的智能化水平和應(yīng)對市場變化的能力，確保企業(yè)在復(fù)雜多變的市場環(huán)境中保持競爭力。

3.3加強水資源管理與循環(huán)利用

3.3.1洗選廢水深度處理技術(shù)

在加強水資源管理與循環(huán)利用環(huán)節(jié)中，可以采用先進的廢水處理技術(shù)，如混凝沉淀、過濾、超濾、反滲透等組合工藝，對煤炭洗選廢水進行深度處理，去除廢水中的煤泥、懸浮物、重金屬離子以及浮選藥劑等污染物，使其達到生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用[3]

深度處理后的廢水，可回用于煤炭洗選的各個環(huán)節(jié)，如原煤加濕、介質(zhì)制備以及設(shè)備沖洗等，大大減少新鮮水取用量，降低水資源消耗和廢水排放，具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

3.3.2水資源綜合平衡與優(yōu)化配置

在水資源的綜合平衡中，建立完善的水資源管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對煤炭洗選過程中的水資源進行全面、科學(xué)的規(guī)劃和管理。通過實時監(jiān)測和分析各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的用水情況，進一步優(yōu)化水資源的分配和使用，實現(xiàn)水資源的綜合平衡。

在分選工藝中，根據(jù)不同工藝環(huán)節(jié)對水質(zhì)和水量的要求，合理調(diào)配回用水和新鮮水的比例，優(yōu)先使用回用水，不足部分再補充新鮮水，確保水資源的高效利用。

加強對洗選設(shè)備的節(jié)水改造，采用節(jié)水型的噴頭、閥門和設(shè)備密封裝置等，減少生產(chǎn)過程中的“跑”“冒”“滴”“漏”現(xiàn)象，進一步提高水資源的利用效率，為煤炭洗選行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

3.4強化過程控制與自動化

3.4.1智能化監(jiān)測與控制系統(tǒng)的構(gòu)建

強化過程控制與自動化借助現(xiàn)代傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)和自動化控制技術(shù)，構(gòu)建煤炭洗選過程的智能化監(jiān)測與控制系統(tǒng)。在各生產(chǎn)環(huán)節(jié)安裝高精度的傳感器，實時采集煤炭的粒度、密度、灰分、水分等質(zhì)量參數(shù)，以及設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù)，如溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速等，并將這些數(shù)據(jù)傳輸至中央控制系統(tǒng)進行分析處理。中央控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的工藝參數(shù)和控制模型，自動調(diào)整設(shè)備的運行參數(shù)和工藝流程，實現(xiàn)對煤炭洗選過程的精準(zhǔn)控制和優(yōu)化[4]

在數(shù)智化技術(shù)發(fā)展背景下，運用智能化數(shù)據(jù)分析軟件，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行深度挖掘和分析，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的潛在問題和異常情況，提供預(yù)警和解決方案，提高生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

3.4.2自動化設(shè)備與機器人的應(yīng)用

在煤炭洗選過程中，大力推廣自動化設(shè)備和機器人，代替人工完成重復(fù)性、危險性高的工作，如煤炭的裝卸、運輸、采樣、制樣等環(huán)節(jié)。自動化設(shè)備和機器人的應(yīng)用不僅可以提高生產(chǎn)效率和工作質(zhì)量，還可以減少人工操作帶來的誤差和安全風(fēng)險，也可以降低勞動強度，改善工人的工作環(huán)境。通過自動化設(shè)備與機器人的廣泛應(yīng)用，推動煤炭洗選行業(yè)向智能化無人化方向發(fā)展，提升企業(yè)的核心競爭力。

4結(jié)語

煤炭洗選工藝的優(yōu)化是煤炭行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然路徑。在分選的過程中，通過對傳統(tǒng)煤炭洗選工藝存在的問題進行深入分析，并采取針對性的優(yōu)化策略，可以有效提高煤炭洗選的效率和質(zhì)量，并且降低資源消耗和環(huán)境污染，持續(xù)增強煤炭企業(yè)的市場競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。未來，隨著科技的進步和創(chuàng)新，煤炭洗選工藝將不斷向更加高效、智能、綠色的方向發(fā)展，為煤炭行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展提供堅實的技術(shù)支撐。

參考文獻：

［1］牛娜，聶淼.煤炭洗選工藝技術(shù)改造及應(yīng)用研究[J].清洗世界，2024，40(14)：190-192.

[2］王卓勃.煤炭洗選加工過程中的粒度控制研究[J].工程學(xué)研究與實用，2022（23）：154.

［3］牛莎莎.淺析煤炭洗選加工存在的問題及對策[J].化工中間體，2022(3)：154.

［4］賀紅軍，吳國慶.煤礦洗選廢水零排放處理技術(shù)研究與應(yīng)用[J].礦山工程，2024，12(4)：141.