我国洗选煤工业及洗选设备发展现状分析

        通过多年的自行开发和消化引进技术，我国选煤技术已有了长足进展，掌握了国际上先进的选煤方法；自行研制开发的设备已能满足400万t/a不同厂型、不同煤质、不同工艺的新厂建设及老厂技术改造的需要。如跳汰机已达40m2，重介质分选机槽宽达到4.5m粉碎机，重介质旋流器直径达到1200mm，浮选机单槽容积16 m3，筛分机面积27 m2，压滤机面积最大达1050 m2，过滤机面积200m2，且均已形成系列。达到了国际先进水平。
        自行研制的自动化仪表、传感器、计算机软件及自控装置，已能实现主要生产环节的自动测控和全厂集中控制。“八五”和“九五”期间完成的“跳汰机主要参数自动控制”、“浮选系统产品质量在线测控技术”、&lZSL系列大型冷矿振动筛dquo;末煤重介系统产品质量在线测控技术”、“单机自动化系统和工控网络系统”、“选煤厂电控系统可靠性诊断检测与工况参数监控系统”、 “同位素煤炭硫分快速测定仪”、“光电式浮选尾矿在线测灰仪”等攻关项目，在刚刚过去的“十一五”期间研发成功多供介、低耗能、适应各种难选煤分选的新结构无压给料三产品重介旋流器，并以其为主选设备构成工艺系统集成，通过一套低密度悬浮液工艺系统实现宽级别（80-0mm）难选煤有效分选；研发成功处理能力1250t/h的大型分级破碎机、过滤面积120m2的智能化加压过滤机、筛篮大端直径1200mm的大型煤泥离心脱水机。总体技术达到或接近国际先进水平。
1、我国选煤ZSK型直线双层振动筛行业现状
（一）选破碎设备煤工艺现状
&nb电机振动输送机sp;   我国地域广阔，煤炭资源丰富，煤种齐全，煤质变化较大，从世界范围看，可选性属难选煤和极难选煤。所以，各种选煤方法在我国均有应用，主要方法为跳汰、重介、浮选以及干法选煤。
 &nbs不锈钢输送网带p;  跳汰方法选煤对不同煤质的煤具有广泛的适应性，具有系统简单可靠，生产成本低，分选效果好等优点，长期以来一直被作为主要的选煤方法。目前在我国的各种选煤方法中约占1/3的比例。动筛跳汰近几年逐步地被应用，用来代替人工排矸。
   垂直提升机 重介方法选煤经过几十年的生产实践和科学研究已日趋成熟，特别是重介旋流器分选技术取得了重大进展。这主要归功于耐磨材料的应用，它延长了设备和管道的使用寿命，以及密度自动控制水平的提高，它使生产操作更加简单。同时，也降低了介质消耗。
    由于重介选煤的投资及生产成本已与跳汰接近，而随着社会对精煤产品的要求提高，使煤炭的可选性变难，近几年重介方法得到突波纹挡边输送机飞猛进的应用，大有取代跳汰方法成为第一的趋势。
    浮选技术在我国发展很快，但在移动皮带输送机应用中，只有炼焦选煤厂和用于高炉喷吹的无烟煤选煤厂选用浮选工艺。目前也广泛地用于煤泥分选，已提高选煤厂煤炭的回收率。
    干选(包括流化床选煤和风力选煤)在西部寒冷、水资源短缺地区以及易同步碎石封层泥化煤种得到应用。但数量较少，且主要为风力选煤。
    摇床分选、螺旋分选、自生介质螺旋滚筒分选、水力旋流分选在我国小型易选煤矿也有应用，但应用的较少。而国外螺旋分选在处理细粒煤中应用的较多。磁选、电选、X射线选、微波选机械振动筛、化学选、生物选尚在研究试验阶段。
    我国现行的选煤厂主要有以下几种工艺：①大单辊破碎机于0.5mm级的煤，一般用跳汰、重介选或跳汰与重介组合分选；②小于0.5mm级的煤，一般用浮选或煤泥重介选；③特大块煤一般采用手选或动筛选或重介选。

（二螺旋给料机）选煤设备现状
（1）分选给料机设备
    发展较快的设备主要有：重介质旋流器、干法、分选机、动筛跳汰机、微泡浮选柱(机)、重介刮板分选机(浅槽)等。
    发展较慢的设备主要有：跳汰机、浮选机、重介斜(立)轮分选机、螺旋分选机等。几乎没有发展的设备  主要有：螺旋滚筒分选机、水介质旋流器、摇床等。
①重介质旋流器
    传统的DSM重介质旋流器分选精度高，一般用于分选比较难选的末煤。近年来，重介质旋流器发展很快，技术日趋成熟，应用越来越广。大直径(Φ1000mm)重介质旋流器(DSM)、无压给料重介质旋流器(LARCODEMS)、三产品重介质旋流器的发展尤其引人注目。
重介质旋流器的发展主要表现在4个方面：①大直径，入选不分级原煤；②无压给料，减少次生煤泥量；③三产品，简化分选工艺；④长寿命，降低维护费用。
    中国制造的二产品重介质旋流器最大直径为1300mm，处理能力为550t/h左右，分有压给料和无压给料两种。目前国内应用最多的二产品重介旋流器直径在660～1000mm之间。进口产品最大直径已达到1500mm(应用在大同马脊梁选煤厂，为澳大利亚产品)，处理能力为800t/h左右。
    中国三产品重介质旋流器的研制和应用居世界前列，特别是大直径无压给料三产品重介质旋流器在全世界独领风骚。有压给料三产品重介质旋流器最大直径为1400/1000mm(大同四台选煤厂)；无压给料三产品重介质旋流器最大直径为1400/1000mm(盘江老屋基选煤厂)。大直径三产品重介质旋流器简化了重介质分选工艺系统，促进了重介质选煤工艺在中国的应用。
②跳汰机
    近年，随着重介质选煤工艺的大力推广，跳汰选煤工艺所占比例在下降，跳汰机的发展创新也相对缓慢。现阶段所追求的目标是设备大型化、智能化，提高单机处理能力、分选效率、控制装置的灵敏准确性，检测装置的精确性和整机可靠性。目前国内使用较多的国产跳汰机有X系列、SKT系列筛下空气室跳汰机，少数为CT、LTG系列筛侧空气室跳汰机和BM系列跳汰机。X系列跳汰机最大跳汰面积45m2，SKT系列跳汰面积24m2。国外引进的有德国的巴达克跳汰机。巴达克跳汰机在性能及可靠性上略优于国产设备，但价格较高，目前国内使用不多。
    动筛跳汰机应用于大块煤的排矸，在300～50mm原煤排矸下已显示出独特的优势：排矸量大，用水量小，系统简单，故障少。在兖州地区，动筛跳汰机几乎成为各矿大块煤排矸的必配设备。目前不少矿区(如淮南等)都在考虑采用动筛跳汰机代替手选，其发展势头迅猛。
    国产动筛跳汰机有液压传动式和机械传动式两种类型，最大面积为3.6m2。，处理能力为200t/h。
液压传动式使用效果较好，但故障率高，液压系统尚需进口。机械传动式机构简单、可靠，适合目前我国的操作水平和管理水平，比较受欢迎，但存在噪音较大、不便在线调节的缺点。
③干选机
    干选机从早期的风力摇床、风力跳汰，到近年的空气重介选、复合干选的应用，逐步走向成熟。国内目前使用的主要有复合式干选机和空气重介干选机两类设备。
    空气重介干法选煤处理煤炭粒度下限为6mm，要求入选煤的外在水分<4％。虽然空气重介流化床在干法选煤工艺中处于领先地位，但实际应用效果却大受影响。主要原因为：由于机械化采煤过程中喷水较多，很难达到外水<4％的要求，原煤进行6mm分级非常困难；空气重介流化床所要求的介质粒度较窄，0.3～0.15mm级含量越高越好，<0.074mm的含量越低越好，这种粒度组成的介质很难配备。为此，空气重介干法选煤设备目前在我国使用不多，仍处于科研阶段。
    在我国使用较多的是FGX系列复合式干选机和FX系列风力干法选煤机。这两种设备综合了摇床和风力分选的优点，实用性强，投资较低，吨煤投资3～6元；煤炭加工费用比较低，吨煤加工费2～3元；入料粒度6～75mm，入料外在水分<7％。经过分选后，精煤灰分比原煤灰分降低约5～10个百分点。作为湿法分选的补充，FGX和FX系列干选机已在我国推广，在干燥缺水地区和对产品质量要求不高的企业，该干选机具有良好的应用前景。
④微泡浮选机(柱)
    浮选机一直是用于<0.5mm级粉煤分选的主要设备。我国目前大量使用的是机械搅拌式浮选机，但其单槽容积已趋向大型化，最大的单槽容积16m3。
    近年我国引进了德国KHD公司生产的微泡浮选机，单槽矿浆处理能力高达400m3/h。平顶山田庄选煤厂和株洲洗煤厂合作开发的Φ3m、Φ2m微泡浮选机，采用压入空气和射流吸入空气相结合的进气方式，强化了微泡矿化过程。Φ3m微泡浮选机单槽矿浆处理能力可达200～250m3/h，干煤泥处理能力为15～20t/h，精煤灰分低于机械搅拌式浮选机，应用前景广阔。
    浮选柱用于细粒煤的分选，近年在我国有较大的发展。经过不断改进的浮选柱在柱体高度上大大降低，对细粒煤的选择性较好，如在浮选泡沫层加喷淋水，精煤灰分较浮选机的低1-1.5个百分点。现国内使用较多的是FXZ系列静态浮选柱和FC-SMC系列旋流一静态微泡浮选柱(床)。
    FXZ系列静态浮选柱直径1～3m，高度6～9m。FCSMC系列旋流一静态微泡浮选柱有浮选柱、浮选床两个系列，柱体高度5.5～6m。处理能力相当时，浮选床的占地面积较小。
    浮选柱的缺点是：①对粗粒煤泥的选择性较差，当入选物料粗粒级含量较多时，尾煤存在跑粗现象；②浮选药剂耗量较普通浮选机大；③当在泡沫层加喷淋水时，由于浮选精煤浓度减小，粒度较细，故精煤脱水比较困难。
⑤重介质分选机
    20世纪80～90年代，在我国使用的用于块煤分选的重介质分选机多为斜轮、立轮分选机。20世纪90年代末，平朔安太堡选煤厂首次从美国引进了重介质刮板分选机(俗称浅槽)，用于分选150～13mm级块煤。由于该设备具有易操作、易维护、低投资和高效率等特点，有替代重介斜轮、立轮分选机的趋势。目前我国新建选煤厂块煤分选工艺多采用重介浅槽和动筛跳汰机。重介浅槽分选机和动筛跳汰机相比，在价格和分选精度上有优势。与块煤跳汰机相比，也具有分选精度高，块煤破碎率低，矸石带煤量少的优势。国内目前使用较多的是美国彼德斯公司生产的重介分选槽，其设备排矸量在250～300t/h，分选槽槽宽2～7m。国产重介浅槽分选机目前应用数量较少，但各种技术参数与国外设备差别不大。
（2）辅助设备
    发展较快的设备主要有：筛分机、煤泥脱水设备(如加压过滤机、隔膜压滤机)等。
    发展较慢的设备主要有：末煤脱水离心机、破碎机等。几乎没有发展的设备主要有：渣浆泵等。
①筛分机
    选煤厂通常使用各种筛分机来实现物料的分级、脱水、脱介。>50mm原煤分级大量使用的是圆振动筛、50～13mm筛分多使用直线振动筛、香蕉筛、棒条筛、概率筛；对于6mm及其更小粒级物料的筛分和外水较高煤炭的干法筛分，多采用棒条筛、琴弦筛、弛张筛等。
    选煤产品的脱水、脱介大量采用的是直线振动筛。弧型筛+直线振动筛是我国选煤厂最常见的脱介方式。近年来，高频振动筛广泛用于粗煤泥的脱水，香蕉筛广泛用于产品脱介。
    20世纪80年代引进美国RS公司技术制造的YA系列圆振动筛、ZKX系列直线振动筛使我国筛分机制造技术迈上了一个新台阶。20世纪90年代引进德国技术制造的USK系列圆振动筛、USL系列直线振动筛、YK/YKR系列圆振动筛和ZK/ZKR系列直线振动筛，更为我国筛分机的选型增加了新品种。这些筛分机目前仍是我国选煤厂主要分级设备，近几年，国产筛宽3m及其以下筛分机的可靠性已不断提高，不需要再引进设备。
    采用高频筛，对1.5～0.2mm物料进行初步脱水，然后与13～1.5mm末煤混合进离心机脱水，是近几年使用的粗煤泥脱水方法之一。高频筛因此得到重视和发展。
    目前筛分机的研究方向主要有三个方面：a、增加筛分面积，提高筛分机的单机处理能力；b、提高筛分机的工作可靠性；c、提高筛分效率。
②离心机
    末煤脱水使用较多的仍是各种立式、卧式离心机。其发展方向是加大筛篮直径、增加单机处理量，降低产品水分。长期以来，卧式振动离心机在我国推广缓慢，立式刮刀离心机创新更少。
    沉降过滤式离心机因其设备动平衡要求高、维护量大、占地面积大、电耗高等缺点，在我国使用数量在不断减少。
③加压过滤机与隔膜压滤机
    过滤式煤泥脱水设备在引进设备的推动下有了长足的进展。自20世纪90年代末，大柳塔选煤厂、田庄选煤厂引进奥地利Andritz公司的加压过滤机以来，加压过滤机以其处理能力大、产品水份低且呈散状易掺混的特点，在我国得到推广。国产加压过滤机研制成功并投入使用后，经过不断改进，其性能可与进口设备相媲美，且在有些环节超过进口设备。我国已成为世界上使用加压过滤机数量最多的国家，目前加压过滤机已形成系列，并将朝着降低成本、提高可靠性的方向发展。
    快速隔膜压滤机也是近年来发展较快的煤泥脱水设备，以其循环周期短、单位处理能力较大、产品水分低的优势逐渐得到认可。板框式压滤机虽然技术改进不大，但仍是选煤厂大量使用的最终煤泥回收设备。
④破碎设备
    随着选煤厂的大型化，破碎设备近年也向着大型化的方向发展。大通过量、简化工艺配置、降低机体高度、增加设备可靠性是破碎设备研究所追求的目标。美国、澳大利亚、德国、英国的分级破碎机在国内使用较多。国内开发的FP、2PGL等系列分级破碎机或强力破碎机，已逐渐成为主流机型。
    FP系列破碎机具有破碎强度高、处理能力大、超粒和过粉碎较少、能处理湿粘物料的特点，且带有自动控制装置，可方便地纳入全厂集控，可靠性高。其中FP500分级破碎机主要用于选煤厂原煤或精煤的破碎作业。入料粒度上限400mm，少量可到500mm；排料粒度40mm、50mm、80mm、120 mm、150mm、200mm。如果系统采取了除铁和除钼的有效措施，则原煤无需预先筛分及手选而直接破碎，从而简化选煤工艺流程，降低厂房高度，减少选煤厂的建设投资与生产费用。
⑤渣浆泵
    对于采用重介旋流器工艺的重介质选煤厂，渣浆泵是关系到分选效果好坏的关键设备之一。引进澳大利亚技术生产的沃曼泵和按两相流理论设计的国产渣浆泵基本覆盖了国内选煤市场。沃曼泵的特点是过流通道大，可泵送大粒度物料，耐磨性能好，使用寿命长，但泵的重量大，效率稍低；应用两相流理论设计的系列泵的特点是泵的体积小，效率高，由于采用了高铬耐磨材料，使用寿命长。

2、我国选煤行业目前取得的成就
    我国已经从一个落后的选煤国家成为当今世界第一选煤大国，向世界选煤强国迈进，主要表现为：
（1）原煤入选能力和入选率大幅提高（见表6）

    1978年我国只有99座选煤厂，原煤入选能力10322万t/a；2007年选煤厂已增加至1300座，原煤入选能力达到12.50亿t/a以上，稳居世界第一。
    1978年我国入选原煤量11317万t，2007年已达到11亿t，是1978年的10倍，预计2008年达到12亿t，成为世界第一选煤大国。
    2007年，由选煤带来的效益为：节约煤炭1.1-1.65亿t，节约运力1188亿t•km，减排SO2约520万t，煤炭企业获得经济效益约300亿元。
     30年来，原煤入选比例由1978年18.3％，上升到2007年的43.6％。
（2）高效简化重介质选煤技术取得举世瞩目的进步和发展
    2008年我国采用重介质选煤工艺的入选能力首次超过跳汰并位居首位（见表7），特别是重介质旋流器选煤工艺国际领先水平。

（3）建成一批技术先进、设备优良的现代化选煤厂
    最大炼焦煤选煤厂入洗能力12.5Mt/a（临涣）；动力煤选煤31.0Mt/a（神东布尔台）入选能力达到或超过10Mt/a有15座选煤厂，正在建设还有5～6座。新建的现代化选煤厂具有以下特点：
①采用计算机软件CAD和装配式钢结构厂房，建设速度大大提高，一座2.0 Mt/a的炼焦煤选煤厂从2～5年缩短到6～8月。
②采用先进的选煤方法和大型、高效设备，简化了工艺流程，提高了劳动生产率。
③生产过程和管理采用计算机控制，由过去一座1.0～2.0 Mt/a选煤厂需配备400～500人，到现在一座10.0 Mt/a选煤厂一般只配100～200人，甚至50～60人。
④采用比较完善有效的煤泥水处理系统，基本实现煤泥厂内回收，洗水闭路循环。
⑤采用大容量的产品储装煤仓和快速装车系统，小时装车能力达到3000～6000吨。
（4）创新了一批高效实用的关键技术
    选煤新工艺：
    原煤不分级不脱泥入选；“1＋1”模式炼焦煤选煤厂创新工艺；煤泥两级浮选、精煤泥两段脱水；尾煤泥水两段浓缩、两段脱水。
    选煤新设备：
    高效简化的三产品重介质旋流器；不需要单设超细介质悬浮液的煤泥重介质旋流器；不用水的复合式干法选煤；双空气式复频节水跳汰机；煤用喷射式浮选机；用于煤泥水处理、脱水的加压过滤机、板框式压滤机、沉降过滤式离心脱水机；斜管浓缩机；煤泥干燥机等。
（5）淘汰了一批生产规模小、技术落后的选煤厂，提升了选煤厂整体技术水平。
（6）形成比较完整的选煤标准体系
    到2009年已形成有56项选煤标准，其中包括转化国际标准化组织（ISO）发布的11项国际选煤标准；还有19项选煤设备标准和26项选煤试验方、选煤管理等标准。我国80％的选煤设备能够自给，并不断出口到国外。
（7）形成一批有实力的选煤设备生产企业
    唐山国华科技、森普矿山装备、唐山研究院、 景津压滤机、山东煤机、唐山神州、鞍山重机等，供应我国1700多座选煤厂90%的设备，并部分出口。
（8）培养出大批的选煤专业工程技术人才，具备了一支技术力量雄厚的教学、科研、设计队伍，如： 中国矿业大学、安徽理工大学、黑龙江科技学院、太原理工大学等。
（9）选煤副产品得到了综合利用
洗矸石和高灰分煤泥用作综合利用电厂的燃料，或用于生产矸石砖、水泥等，有的用作铺路、充填塌陷区和造地复田，延长了煤炭企业的产业链，为发展循环经济和节能减排创造了条件，减少了矿区环境污染。
3、我国选煤快速发展的原因
（1）国家领导的重视和法规、政策的支持。煤炭洗选业是煤炭工业调整经济结构、转变经济增长方式、节能降耗、保护环境、节约运力、提高经济效益的重要途径，一直得到国家领导和政府法律法规的重视和支持。
    1980年在谈到长远计划时邓小平同志就说“能源问题是经济的首要问题”、“就能源的消耗来说，把煤洗一下，每年可以增加几亿收入。”、“开发煤炭，首先应当做也必须做的，是要提高洗煤比重，现在我们只占百分之十几，日本、美国占百分之九十几以上。仅此一项，我们现在每年要丢掉好几个亿。煤洗与不洗不一样，洗了以后可以提高热效能，节约运输，剩下的可以发电，搞蜂窝煤供应农村需要，煤渣可以搞水泥，增加建筑材料。煤搞起来，要搞坑口发电，并且要跟着发展煤化工。”
时任国务院副总理李先念在写给总理的信中说：“专家们提出要把发展洗选加工作为煤炭生产不可缺少的一环，这条意见应重视”。在邓小平、李先念等领导人的关怀下先后引进了安太堡、兴隆庄、范各庄、晋阳等一批选煤厂。
    根据中央领导同志的指示，国家能源委员会于1982年12月12日发布了《国务院关于发展煤炭洗选加工合理利用能源》的指令(节能指令第五号)，指出：“为了节约能源，减少矸石运输，防止环境污染，并提高工业产品质量，必须积极发展煤炭洗选加工，合理使用煤炭，逐步由燃用原煤改为主要燃用加工商品煤。”
    1989年8月29日颁布的《大气污染防治法》中，明确指出了选煤对防治燃煤产生大气污染所起的作用和建设煤矿应配套建设选煤厂的条款。
（2）市场的拉动。用户越来越注意煤炭质量的提高。冶金部门特别重视炼焦煤的洗选，提高炼焦精煤的质量。由于钢铁生产的不断发展，推动了焦炭生产，而焦炭生产的发展又拉动了炼焦煤的洗选。
    1978年生铁的产量3479万t，焦炭产量4690万t，炼焦精煤的产量(统配煤矿)5399万t。2007年，生铁产量46944万t，焦炭产量32894万t，全国炼焦精煤产量达到了41400万t。为了降低炼铁焦比，降低生产成本和节约炼焦煤资源，钢铁工业大量采用经过洗选的高炉喷吹煤，目前全国生产洗选的高炉喷吹煤约5000万t。化工用煤一般都采用洗选后的煤，因此，化工工业的发展也促进了煤炭的洗选。发电用煤近年来也逐步采用洗选后的优质动力煤，以减少发电能耗、节约运输，减少自用电，降低发电成本。发电用煤的增加也拉动了煤炭的洗选。
（3）煤炭出口的增长拉动了煤炭洗选。煤炭经洗选后，提高并稳定了质量，同时可提高煤炭价格和市场竞争力。我国几个出口煤基地十分注意发展煤炭洗选。
（4）煤炭企业为了求生存、谋发展急需发展煤炭洗选。30年来，我国由计划经济转变为市场经济体制，煤矿企业把煤炭洗选作为改变产品结构、延伸产业链，提高经济效益的龙头，是走转变经济增长方式和可持续发展道路的重要手段，因此需要大力发展煤炭洗选加工。