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概 况
目前国内动力煤选煤厂工艺大部分采用13mm或25mm分级入洗、末煤不入洗工艺。这种工艺虽然简单，但精煤产率低，末煤灰分偏高。部分末煤量低的选煤厂采用全入洗工艺，虽然提高了精煤产率，但增加了煤泥水处理难度。
动力煤预先深度筛分入洗是提高煤炭产品热值的一种有效途径，但现有动力煤选煤厂入洗下限大部分是13mm，主要是因为限于当时装备应用水平和产品市场需求。传统的分级设备对于小于13mm原煤分级效率较低，造成洗选过程中煤泥水处理难度较大。由于煤炭深度筛分设备不断地应用开发。目前市场上6mm筛分效率较高的分级筛已在很多选煤厂应用，而6mm分级入洗与全入洗相比，前者具有煤泥量少、运行效率高、洗煤成本低等优势；与13mm分级入洗相比，洗煤深度增加，产品热值提高。基于此种情况，根据准能公司矿区煤质，是否有必要进行6mm分级入洗？为此，准能选煤厂对6mm及13mm分级入洗的总体经济效益进行了分析对比，并对弛张筛应用的可行性进行了论证。
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产品结构及销售对比
2.1
200～13mm块煤入洗工艺分析
准能选煤厂目前采用的是200～13mm块煤浅槽入洗工艺。根据原煤筛分浮沉资料，结合现有重介浅槽系统生产实际，按原煤处理能力10.0Mt/a，优煤与劣煤入选比例3:7，分级筛效率85%计算，综合分析得出，在优煤和劣煤分选密度为1.9g/cm³时，洗选产品数质量关系见表1和2。
表1 13mm分级产品结构（优煤）
表2 13mm分级产品结构（劣煤）
根据表1，表2中优精煤、劣精煤、优末煤、劣末煤四种产品的数量和质量，通过产品配煤可以配出的商品煤数量为874万t，平均热值为19.07kJ/g，按2013年车板价，得出3mm分选商品煤结构及销售额如表3所示。由表3可知，总销售额为21.09亿元。
表3 13mm分选商品煤结构及销售额
2.2
200～6mm混煤入洗工艺分析
一般块煤重介浅槽分选下限为13mm，这是因为当分选密度较高时，重介质悬浮液固体浓度高，结构化明显，静止粘度较高，以至于一些较细的矸石颗粒，也浮在重介质的表面上。这些细粒级物料得不到有效分选，大部分进入精煤，影响精煤质量。准能选煤厂采用的分选密度为1.9g/cm³，因此，13～6mm分选不适合采用浅槽分选机，应该采用两产品旋流器分选。
优煤与劣煤入选比例仍按3:7，设6mm弛张筛筛分效率为85%（厂家提供数据）计算，根据原煤浮沉资料分析得出，在10.0Mt/a原煤处理能力时，优煤、劣煤分选密度在1.9g/cm³，选煤厂洗选产品数质量关系见表4和表5。
表4 原煤6mm分级产品结构表（优煤）
表5 原煤6mm分级产品结构（劣煤）
根据表4和表5中优精煤、劣精煤、优末煤、劣末煤四种产品的数量和质量，通过产品配煤可以配出的商品煤数量为835万t，销售热值为19.57kJ/g。按2013年车板价，得出6mm分选商品煤结构及销售额见表6。由表6可知，总销售额为21.25亿元。
表6 6mm分选商品煤结构及销售额表
通过以上分析对比得出，200～6mm入洗工艺商品煤销售额较200～13mm入洗工艺多收入1600万元。
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两种入洗工艺生产指标对比
3.1
商品煤水分
由于末煤入洗量增加，相应的产品带水量会增加。根据试验，13～6mm精煤水分是12.3%，增加了洗煤水耗。原煤200～6mm入洗较原煤200～13mm入洗，销售商品煤水分升高0.8%，损失热值0.234MJ/kg。
3.2
煤泥量
通过原煤筛分浮沉试验数据，并结合生产实际分析得出，-13mm末煤占全级的54%，其中-6mm粉煤占全级的22%。200～13mm入洗时，煤泥量占入洗煤的2.0%，占入选原煤的0.9%；200～6mm入洗时，煤泥量占入洗煤的4.2%，占入选原煤的3.3%。煤泥量过大给煤泥水处理系统造成较大压力。
3.3
初期设备投资
13～0mm的末煤进行6mm分级，13～6mm用旋流器分选，需要增加6mm筛分设备及两产品旋流器系统。旋流器采用有压给料方式，还需要增加混料桶、磁选机、混料泵等设备（设施）。准格尔矿区一直采用优劣煤分别入洗工艺，旋流器系统也相应采用优劣煤两套分选系统，结构和工艺比较复杂，初期投资估算为6000万元。
3.4
系统运营的成本费用
从水、电、介质、排矸、煤泥处理五个方面对比分析，结果见表7。
表7 洗选1000万t原煤五项生产成本对比
由表7可知，200～6mm入洗工艺较200～13mm入洗工艺生产成本增加1164.4万元。
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分级入选的可行性分析
4.1
综合效益
对于新建原煤处理能力10.0Mt/a的选煤厂，根据准格尔矿区煤质实际情况，若采用200～6mm分选，初期设备投资增加6000万元，商品煤综合热值可以提高501.6kJ/g，但商品煤数量较200～13mm分选减少39万t，总销售额提高1600万元。同时介质、水、电、排矸费、煤泥处理及检修维护、配件折旧等成本增加1975万元/a，总体经济效益降低375万元/a。对于在原有13mm分级系统上进行6mm深度筛分改造，通过增加入洗比例，提高产品煤质量，是企业提质增效的有效手段，也是国家提倡的煤炭清洁高效绿色发展的应有之意。因此对原煤预先进行6mm筛分，200～6mm的原煤通过浅槽分选机分选，-6mm的末煤直接装仓，并与洗后产品配煤后作为商品煤销售的工艺，对于准格尔矿区煤炭的加工是合理的。
但是如果对现有系统进行工艺改造，新增旋流器系统，若不增加上仓皮带及排矸胶带和走廊，以现有设备运力不能满足改造后精煤的运量。同时末煤产量下降，末煤输送设备与能力将不匹配，增加电量消耗，造成产量大的产品输送设备能力小，产量小的产品设备能力过大。若新增输煤设备走廊，则投资较大，且在厂房布局等方面也有诸多困难，不利于企业增加总体经济效益、节能减排和资源充分利用。
4.2
弛张筛的运用
现有分级筛分级下限一般是13mm，对于水分含量高的原煤，容易堵塞筛缝，增加了煤泥水处理难度。若降低动力煤入洗下限，需要使用筛分效率较高、入洗下限低的分级筛。
目前6mm分级效率较高的设备是弛张筛，这是一种用于细、粘、湿等难筛分物料进行筛分的设备。根据厂家提供数据，弛张筛筛分效率在85%以上，采用高弹性耐磨聚安酯制作的弹性筛板。根据其工作原理，弛张筛最大的特点是筛板不堵塞、不卡孔。而准格尔矿区煤炭水分含量低，透筛率好，筛分效率高，且为露天开采，更不存在堵卡的现象。但由于煤的硬度、密度和韧性都较大，不易破碎，对筛面的冲击破坏和磨损程度高。弛张筛筛面弯曲疲劳强度大，耐磨性好，但是抗砸性与金属筛面相比较差，因此会存在频繁更换的现象，设备的后期运行维护成本较高。
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结 语
实施深度筛分和增加动力煤的入洗比例已经成为选煤行业的发展趋势，新设备、新技术的应用将最大程度提高生产力，也必然会产生新的问题。特大型动力煤选煤厂采用6mm筛分分级技术的生产工艺或者对原有系统进行改造应用，都会产生生产管理等方面的问题。如果将6mm筛分分级与目前技术先进的智能干选技术结合，会很大程度减轻6mm弛张筛应用带来的生产运营问题。通过6mm筛分将毛煤分为200～80mm和80～6mm两个粒级，分别进入智能干选系统和原有的水洗系统，通过增加工艺简单、设备数量最少的系统，可减少对原有系统的改造扰动，可减轻原有洗选系统的压力，生产高附加值的产品。这种工艺结合方式将对动力煤3mm深度筛分技术的研究应用具有借鉴意义。
原文引自
作者简介
张建成（1967—），男，内蒙古呼和浩特人，2004年毕业于中国矿业大学矿业工程专业，工程硕士，神华准格尔能源有限责任公司选煤厂厂长，高级工程师。
引用格式
张建成，刘利波．动力煤选煤厂采用弛张筛分级洗选的工艺分析［J］．煤炭加工与综合利用，2019（2）：1－3，8．返回搜狐，查看更多