我国选煤技术现状及发展趋势

　　摘要: 鉴于煤炭分选对煤炭清洁利用的重要性，概述了我国选煤工业发展现状与选煤厂大型化、设备国产化趋势，总结了近年来选煤工艺与装备取得的技术进步，分析了选煤装备可靠性、自动化水平等方面存在的问题与差距。针对我国煤炭工业规模化、集约化发展需求，选煤工艺简单化、装备大型化、智能化，资源利用合理化，提高动力煤入选比例和煤泥减量化是选煤技术的发展方向。

　　关键词: 选煤技术; 选煤设备; 重介旋流器; 跳汰机; 浮选机

我国选煤技术现状及发展趋势

　　1 我国选煤工业发展现状

　　1) 原煤入选比例大幅提高。2005—2015 年，原煤入选量从 7. 0 亿 t 增加到 24. 7 亿 t，入选比例从 31. 9% 提高到 65. 9% ( 表 1) ，实现了煤炭工业 “十二五”发展规划“到 2015 年全国原煤入选率达到 65% ”的目标。动力煤入选比例也快速增加， 2010 年动力煤入选量不足 8 亿 t，入选率约为 35% ; 2015 年入选量约为 14. 7 亿 t，入选率达到 53. 5% 。

　　2) 选煤厂大型化、工艺灵活化发展迅速。大型选煤厂建设投资省、生产效率高、运行费用低，发达国家选煤厂已经完成大型化、集中化和高效化的转变。美国、德国、澳大利亚等国家选煤厂的处理能力均在 1 000 t /h 以上，广泛应用分选效率高的重介质选煤方法，美国重介分选占 66% 、澳大利亚为 90% 、南非为 95% ，为了进一步提高分选效率、降低生产成本，构建了块、末煤分级分选的单元化分选系统。截至 2015 年，我国规模以上选煤厂从 2010 年的 1 800余座，上升到 2 000 余座，新建了一大批具有世界先进水平选煤技术和装备的大型和超大型选煤厂，其中设计年入选原煤能力超过 1 000 万 t 的选煤厂 57 处，设计入选能力超过 6. 5 亿 t，占全国原煤入选总能力的 25% 以上。目前，最大的炼焦型选煤厂处理能力达到 3 000 万 t /a，最大的动力煤选煤厂处理能力达到 4 000 万 t /a。建设大型高效选煤厂成为选煤工业的发展趋势[6 - 7]。

　　3) 选煤设备有了长足发展。通过引进美国、德国、澳大利亚等国外先进工艺及选煤设备，大幅促进我国选煤技术与装备的进步，目前，我国年处理原煤 4. 00 Mt 的选煤成套技术与装备实现了国产化，部分设备实现了出口。

　　2 我国选煤技术发展现状

　　2. 1 选煤工艺达到国际先进水平我国煤炭资源丰富，煤种齐全，煤质变化大，从低变质褐煤到高变质无烟煤均有赋存，除褐煤外，从低变质程度的长焰煤到高变质程度的无烟煤均有入选，跳汰、重介、浮选、风选等各种选煤方法均有应用。重介质选煤技术具有煤质适应能力强、入选粒度范围宽、分选效率高、易于实现自动控制、单机处理能力大等优点，在各种选煤方法中所占比例已从 2005 年的 39. 5% 上升到 2010 年的 54% ，成为我国的主导选煤方法。目前，新建的大型选煤厂多采用重介选煤工艺，原有采用跳汰选煤或重介 - 跳汰联合工艺选煤方法的选煤厂大部分也已完成了重介改造。选用的重介工艺有: 根据煤质差别和产品要求，采用块煤重介浅槽、末煤三产品重介旋流器分选或二产品重介旋流器主再选、粗煤泥干扰床或螺旋分选机、细煤泥浮选的联合分选工艺; 我国独创的原煤不脱泥无压三产品重介旋流器、煤泥重介简化工艺，以及脱泥分级重介旋流器分选工艺等[8]。

　　2. 2 选煤装备取得长足进步，大型化和可靠性明显提高目前，我国年处理原煤 4. 00 Mt 的选煤成套技术与装备已实现了国产化。研发成功的具有自主知识产权的三产品重介质选煤工艺及设备、干法选煤成套技术装备、大型全自动快开压滤机等达到国际领先水平，在选煤厂大规模推广应用并出口国外。跳汰机、浮选机、浮选柱、加压过滤机等大型化发展迅速，总体技术达到国际领先或国际先进水平，成为我国选煤厂使用数量达到或超过 90% 以上的国产设备，基本替代了进口设备，XJM - S 系列浮选机已成功出口到国外。在消化、吸收国外引进设备先进技术的基础上，研发的各种规格型号的离心脱水机、分级破碎机、振动筛、磁选机等设备逐渐接近国际先进水平，并在选煤厂大量应用。国内选煤设备的快速发展及应用，迫使同类设备的进口价格大幅下降，为我国煤炭工业发展提供了技术与装备支撑。

　　2. 3 选煤自动化控制取得新进展发达国家选煤厂基本实现了自动化控制，美国、加拿大、澳大利亚、英国等对重介质分选密度自动控制和跳汰机自动控制的研发技术居于国际领先行列，各种工艺参数检测和工况变化感知元器件、多种测灰仪、测水仪等均已广泛应用，选煤厂生产系统完全由计算机控制，为提高全员效率发挥了重要的作用。随着信息和自动化技术的发展，我国选煤厂自动化控制技术也在不断的更新与进步。现代化的自动管理、监测及控制技术广泛用于选煤厂生产。在选煤专用仪表及传感器方面，先后研发成功灰分、水分、发热量、悬浮液密度、煤浆流量、浓度、料液位等各种在线检测装置，均已应用于工业生产，实现了选煤厂原煤系统、重介质分选系统、跳汰分选系统、浮选系统和产品储装运系统的自动控制。这些在线检测装置配合计算机专家系统和全厂监控系统，为选煤设备的高效运行、生产工艺参数的优化、产品质量的稳定提供了技术保证，提高了生产效率。

　　3 选煤技术存在问题与发展趋势

　　3. 1 存在的问题 1) 原煤入选比例依然偏低。2015 年我国原煤入选量 24. 7 亿 t，入选比例上升到 65. 9% ，动力煤入选量约为 14. 7 亿 t，入选率达到 53. 5% 。但与世界主要产煤国家的平均入选率 80% 以上仍有差距。

　　2) 选煤技术及管理水平发展不均衡。国有大型企业选煤厂单厂规模大，原煤入选比例高，选煤厂自动化程度和控制水平高; 地方煤矿入选比例低，且单厂规模小、自动化水平低，个别甚至存在手动操作的情况。炼焦煤选煤厂发展快，技术先进、装备较好，而动力煤选煤厂整体发展比较慢，尤其是适用于低阶煤分选的工艺、装备有待完善提高。

　　3) 大型设备可靠性差，自动化程度低。大型选煤设备可靠性仅有 70% ，自动化程度不足 20% ，除个别设备外，选煤成套装备规格仅能满足处理能力 4. 00 Mt /a 选煤厂的需要，尚不能满足千万吨级特大型选煤厂建设的需要; 大型重介浅槽分选机、大型振动设备进口依赖度高，拥有自主知识产权的国产设备规格偏小。

　　3. 2 选煤技术发展趋势 1) 选煤工艺简单化，装备智能化、大型化。针对我国特大型选煤厂多采用块末煤分级入选的工艺特点，研究基于全厂最大精煤产率原则的各分选环节工艺参数匹配、产品质量与生产过程参数自动测控系统; 提高设备大型化和智能化水平，是选煤厂智能化控制和信息化管理的基础先决条件; 开发构建适用于千万吨级选煤厂分选系统单元化的块煤、末煤及细粒煤分选大型高效成套技术和关键装备，研发与之配套的大型分级破碎、脱水、脱介等辅助设备，为建设千万吨级高效自动化选煤厂提供技术装备。

　　2) 资源利用合理化、最大化。煤炭作为不可再生能源，提高煤炭资源综合利用效率，实现煤炭的分质分级梯级利用是国家的政策要求。加强毛煤井下排矸特殊工艺和装备的研究，实现矸石井下回填，既减少无效运输、节省占地又保护了环境。针对我国优质炼焦煤资源稀缺现状，开展选煤厂优质稀缺煤炭资源二次分选关键技术研究，实现稀缺煤炭资源的高效、合理利用。加大煤矸石、煤泥及煤伴生矿物等资源化利用研究，促进循环经济也是未来的发展方向。

　　参考文献( References) :

　　[1] 中华人民共和国国家统计局. 2015 年国民经济和社会发展统计公报[Z]. 2016 - 02 - 29.

　　[2] 国务院办公厅. 能源发展战略行动计划( 2014 - 2020 年) [Z]. 2014 - 06 - 07.

　　《我国选煤技术现状及发展趋势》来源：《煤炭科学技术》，作者：石焕，程宏志，刘万超。