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1、选煤工艺与技术第一章绪论第一节 选煤的目的和意义2004 年中国焦炭产量突破 2 亿吨，占世界焦炭的一半，焦炭出口 1500 万吨，占世界产量的近 60%。中国的焦炭对中 国的钢铁工业以致世界的钢铁工业的发展起到重要的支撑作用。我国是世界上最大的焦炭生产国和出口国， 2001 年前产量 基本稳定在 1.11.2 亿吨。焦炭主要用作钢铁工业的原料，根据钢铁工业的发展趋势，国内的焦炭需求不会有大的增长，但 对焦炭的质量要求越来越高。国际焦炭市场，由于发达国家因环保、资源、成本的问题。炼焦工业日趋萎缩，焦炭需求量会 有所增加，而且随着我国加入WTO,焦炭在国际市场上将获得更好的竞争环境。受国际大环境
2、的影响，我国焦炭工业迅速发 展，从 2001 年开始，随着焦炭价格的攀升大批焦化厂开工建设，焦炭产量的迅速增长，导致焦炭用煤形势恶化，炼焦价格 猛涨，从而使炼焦成本迅速增长，许多焦化厂不堪重负，故建设选煤厂是降低成本提高质量的唯一途径。按选煤设计规范， 煤厂的原煤存储量应保证生产时710天的用量，因此在煤料供应紧张时，选煤厂可作为煤源供应缓 冲器，在短期内减轻焦炉的生产压力，即可保证焦炉正常生产，也有利于保护焦炉炉体。因此，无论是降低炼焦生产成本，还是作为炼焦生产的基本后盾，对焦炭生产企业来说，建设选煤厂、选煤厂生产及管 理都是非常必要的。一、选煤的目的和意义由地下采出来的原煤，都夹杂着部分矸
3、石，并且不同程度的含有多种无机矿物组分。原煤直接用来燃烧，会出现利用效 率低、运送效率低、环境污染重等一系列问题。况且，在许多情况下，矿井采出原煤由于达不到工业利用所要求的诸如煤的 灰分、硫分、水分、粒度、发热量等标准而不能直接利用。因此原煤需要先经过适当加工处理后再利用。煤中夹杂的矸石和 矿物质形成的灰分，通过排除矸石和矿无助降低煤炭灰分的加工处理，有多方面重要的意义。例如炼焦煤灰分每降低 1%， 可使炼出焦炭的灰分降低1.33% 。在炼铁过程中，焦炭灰分每降低1% ，高炉的焦炭消耗量可减少2.66% ，同时少用 4%的石 灰石，生铁产量还可提高 2.6%-3.9%。若煤炭灰分过高，冶炼过程
4、消耗大，产率低，甚至无法进行。从铁路运输来说，煤的 灰分高，无异于让大量矸石“旅行” ，造成大量运力浪费。对动力用煤、化工用煤或民用煤，灰分都是有害的。煤炭燃烧时， 其中的绝大部分矿物质近不产生热量，反而要吸收一部分热量随炉灰排掉。动力煤灰分每增高1%，大约要多消耗 2.0%-2.5% 的煤炭。我国电厂粉煤锅炉燃原煤效率一半为 28%左右，如改燃洗选后精煤可提高到 35%。煤炭中的硫分虽然含量比灰分 量低，但是危害大。从经济角度计算， 1%的硫分一般相当于 10%的灰分的危害程度。除此以外，众所周知，硫分在燃烧过 程中产生的S02、S03、H2S等气体污染物严重危害大气环境，如果洗选1亿T原煤
5、，一般可减少燃煤排放S02100_150 万T。上述所举例说明，无论是提高煤炭能源利用效率，符合用户质量要求或整治环境污染为目标，都有必要对采出原煤进 行一定的加工处理，使其排出矸石和矿物杂质，达到合理的应用要求。煤利用的加工准备，就是煤炭洗选（即选煤）的主要 任务。1. 除去原煤中的杂质，降低灰分好硫分，提高煤炭质量，适应用户的需要。2. 把煤炭分成不同质量规格的产品，适应用户需要，以便有效合理利用煤炭，节 约煤炭。3. 煤炭洗选结果，矸石可就地利用或废弃，减少无效运输。提高资源综合利用效果。4. 煤炭可除去大部分的灰分和 50%-70%的黄铁矿硫，减少燃煤对大气的污染，它是洁净煤技术的前提
6、选没死利用煤的物理、化学性质的不同，尽量分离和排除煤中的矸石和矿物杂 质，将原煤分选成为不同质量和规格的机械加工过程。二、我国留煤炭用户对质量的要求1 冶金焦炭用煤。用于生产冶金焦炭的精煤灰分必须低于 12.5%，硫分一般低于 1.5%。冶金部门提供的资料表明，精煤 灰分每降低 1%，焦炭灰分可降低1.33%；而焦炭灰分降低1%，炼铁焦比可降低2%，高炉利用系数可提高3%，同时可以降 低石灰石的耗量提高生铁的质量。因此，钢铁厂要求精煤的灰分尽量降低，以提高焦炭的质量，增加经济效益。硫分对炼铁 的影响比灰分对炼铁的影响大 10 倍，因此炼焦用精煤对硫分要求十分严格。水分对焦炉寿命有不良影响，而且
7、延长结焦时 间，消耗热量。冬季在寒冷地区使精煤冻结，对运输造成影响，所以水分要尽量降低。2. 化肥造气用煤。化肥造气对煤的品种、块度、灰熔融性、热稳定性、化学活性、粘结性、灰分、水分、硫分、挥发分、 机械强度等都有特殊要求。大、中型煤气发生炉的化肥厂，要求提供粒度 25mm 以上的无烟块煤或无烟块精煤灰分一般在 15%以下，硫分一般小于1%,小化肥厂，可用1325mm无烟块煤、无烟洗小块或无烟型煤。3蒸汽机车用煤。蒸汽机车因为膛炉小，烟囱短，一般要求发热量大于25.10mj/kg,灰分小于25%，硫分小于2.5%,挥 发分约16%,灰熔融温度大于1200C，粒度1350m的气煤。长焰煤或弱粘煤
8、。4高炉喷吹用煤。高炉喷吹用煤一般用粒度小于13（6）mm的末煤或粉煤，灰分小于12.5%,水分要尽量低，固定碳 含量要高，硬度要相对小。5. 电厂用煤。不同设备的火力发电厂所燃用的煤种和质量规格也不同。层状锅炉用块煤，新的电厂均采用喷吹粉煤 宜供应加工后的粒度小于13mm的末煤。电厂燃用低灰的精煤，可以提高锅炉热效率，减少设备磨损和自用电，增加设 备利用率，减少燃煤对大气的污染。6. 民用煤。民用煤应该用无烟块煤，或者用无烟末煤成型的煤球和蜂窝煤。为了减少大气污染，城市应逐步用煤气 天然气和液化气代替烧煤，同时应该采用集中供热。第二节 选煤工艺一、选煤厂分类对煤进行分选，生产精煤等产品的工厂
9、称为选煤厂。根据用户的不同，选煤厂可分为炼焦煤洗煤厂和动力煤洗煤 厂。矿井的关系，选煤厂又可分为五种类型：1. 矿井选煤厂。厂址位于煤矿工业场地内，只选该矿所产生毛煤或原煤的选煤厂。这里所说的毛煤是指煤矿生产 出来未经任何加工处理（一般指手选的煤），原煤咋舌从毛煤中选出规定粒度的矸石，包括黄铁矿等杂质以后的 煤。2. 群矿选煤厂。厂址位于某一煤矿的工业场内，可同时选该矿及附近煤矿所产生毛（原）煤的选煤厂。3. 矿区选煤厂。在煤矿矿区范围内，厂址设在单独的工业场地内，入选外来妹的选煤厂。4. 中心选煤厂。厂址设在矿区范围外地理的工业场地上，入选外来煤的选煤厂。5. 和用户选煤厂。厂址设在用户（如
10、焦化厂）等工业场地上的选煤厂。我国现有选煤厂大部分是矿井选煤厂。 现代化的选煤厂是一个有许多作业所组成的连续接续机械加工过程。所以作业分为选作业和辅助作业两类。二、选煤方法选煤方法种类很多，可概括分为两大类：干法选煤和湿法选煤。选煤过程在空气中进行的，叫做干法选煤，选煤 过程在水、重液或悬浮液中进行的，叫湿法选煤。选煤方法还可以分为重力选煤、浮游选煤和特殊选煤等。 重力选煤主要是依据煤分离和矸石的密度差别而实现煤和矸石分选的方法。重力选煤主要分选 +0.5mm 煤炭，依靠 煤与矿物质密度密度不同而进行分类，煤的密度通常在1.21.8g/cm 3之间，而矸石的密度在1.8g/cm 3以上，在选
11、煤机内借助重力把不同密度的煤和矸石分开。重力选煤又可分为跳汰选、重介质选、溜槽选、斜槽选、摇床选等。浮游选煤简称浮选，主要是依据煤和矸石表面润湿性的差别分选细粒（小于0.5mm ）煤的选煤方法。特殊选煤主要是利用煤和矸石导电率、导磁率、摩擦系数、射线穿透能力等的不同，把煤与矸石分开。它包括静 电选。磁选、摩擦选、放射性同位选和X射线选等。此外，还有手选，即人工捡牙。它是根据煤块与矸石的颜色和光泽、外形上的差别由人工拣除。对煤和矸石硬度 差别较大的煤块，可以采用滚筒碎选机进行选择性破碎，实现煤与矸石的分离。我国选煤厂中采用最广泛的选煤方法是跳汰选，其次是重介质选和浮选，其他方法均用的较少。 选煤
12、的主要产品是精煤，副产品中有煤、混煤、煤泥等。选后的尾煤和矸石为废弃物，由于它含有一些可燃物， 也可以制砖、烧水泥的原料，进行综合利用。选煤厂是对煤进行分选。生产不同质量规格产品的加工厂。按精煤使用的目的不同，选煤厂可分为炼焦煤选煤厂 和动力煤选煤厂。炼焦煤选煤厂的工艺过程比较复杂，生产的精煤灰分低、质量高，主要供给焦化厂生产焦炭。动力 煤选煤厂的工艺过程一般比较简单，生产的精煤主要作为动力燃料，大部分动力煤选煤厂只选块煤，末煤和粉煤不入 选。第一节 选煤专业学习煤化学的目的和意义选煤的任务是机械加工的方法除去煤中的矿物杂质，提高煤炭品质；根据不同原煤的性质和用途，选择不 同的选煤工艺，将原煤
13、分选加工成为不同品质规格的多种产品，适销对路地工艺不同用户，以适合不同用煤 单位的不同要求，达到合理利用煤炭资源、提高煤炭的使用价值、提高用户及煤炭企业自身的技术经济指标 的目的。选煤学习煤化学的目的在于：一、了解自己的工作对象入选原煤的生成、组成、结构、性质和合理的加工利用途径，从而选择合理 的选煤工艺条件，确定合理的工艺指标、提高选煤的技术经济效果，并探索新的选煤方法和工艺。二、选煤厂的技术检查是检查、分析选煤生产过程是否正常的一项经常性的工作。学习了解煤化学的知 识，才能正确理解技术检查数据所标示的意义及其所反映问题的实质，正确判断选煤生产的各个环 节操作是否正常，正确选择使生产恢复正常
14、并达到最佳状态采取的措施，以便及时调整和改善操作、 保证产品品质。三、了解各种煤的工艺性质及各种加工利用方法对煤质的不同要求，在选煤生产中做到心中有数，主动 地选出适合不同用户的优质产品，满足不同用户的要求，为煤的合理利用、综合利用创造条件。第 二节 煤的形成煤是由古代的植物在湖泊、沼泽地带埋没在水底、泥沙中，经过漫长的地质年代和地壳运动，在隔绝空 气的情况下，在细菌、高温、高压的作用下，经过生物、物理、化学作用，逐步演变而成的。据现在约 2.5 亿年以前，地球上水路纵横，沼泽密布，气候温和湿润，很适合植物的生长，到处是茂密 的植被群。植物死后，遗体堆积在充满水的沼泽中，由于地壳运动，沉积地带
15、逐渐下降，泥沙不断冲积，植 物遗体一层一层的埋在地层中，在缺氧的条件下，受厌氧细菌的作用，发生复杂的生物化学、物理化学变化 逐渐变成腐泥和泥炭。这是过程的第一阶段泥炭化阶段。成煤阶段的第二阶段是变质阶段，也叫煤化阶段，也就是从腐泥、泥炭转化成煤。由于地壳下沉和变动 及其他原因，已生成的腐泥、泥炭被埋在地表深处，在温度压力作用下，随着时间的推移，逐渐失去氧、氮 和氢，相对地增加了碳的含量，硬度增加，变成了最年轻的煤褐煤。随着地壳的继续下沉，温度和压力继 续上升，煤层的煤质继续发生变化，煤化过程一步加深，褐煤逐步变成烟煤，最后变成无烟煤。根据煤的形 成过程，煤可以分为泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤四大类
16、。这四大类煤炭的主要特征列于表2-1表 2-1 不同煤化程度的煤炭特征特征泥炭褐煤烟煤无烟煤颜色 光泽 外部条带 燃烧现象内在水分密度（t/cm 3 ）硬度 碳水化合物 腐植酸棕褐色、黑色 无有原生植物残体 有烟，发热量很 低，不结块 很高 很低彳艮软，呈海绵状 有 有褐至黑褐色 多数暗 不明显 有烟，发热量很低，不结块高1.11.4脆弱，已裂 无 有黑色 有一定光泽 呈条带状 有烟，发热量很 低，不结块 低1.21.4 很高 无 无灰黑色 有弱金属光泽 无明显条带 无烟，发热量很 低，不结块 很低1.351.9 以上 高 无 无第三节 煤的组成和性质由于成煤的原生物质和成煤的地址地理条件不同，不同地区各种煤的组成和性质有很大的差异。煤是不 均与的
