煤炭是中國重要的能源，在推動社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中有重要作用。但是受到行業(yè)競爭、市場機(jī)制、經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響和洗煤工藝的限制，煤炭質(zhì)量較低，在很大程度上影響了煤炭行業(yè)的節(jié)能減排效果。因此，應(yīng)結(jié)合中國洗煤工藝的常見問題，有針對性地采取有效措施，優(yōu)化和改進(jìn)洗煤工藝，不斷提高煤炭質(zhì)量，推動中國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
1 洗煤工藝概述
洗煤是煤炭生產(chǎn)加工過程中不可缺少的作業(yè)環(huán)節(jié)，是煤炭深加工和提煉精煤的重要過程。洗煤主要是借助有效的科學(xué)手段剔除原煤中的礦物雜質(zhì)、P、水、S等，將煤炭轉(zhuǎn)化為發(fā)熱值高、灰分和硫分低的精煤[1]，提高煤炭品質(zhì)和利用率，減少煤炭的運(yùn)輸成本。由于煤炭生產(chǎn)要求和目標(biāo)不同，不同的洗煤工藝之間存在明顯差異，主要包括以下幾種。
1.1 化學(xué)洗煤工藝
化學(xué)洗煤工藝主要是利用一系列化學(xué)反應(yīng)以不同形態(tài)快速分離原煤中的硫，常見的有熔融減法、氯解法、生物氧化還原法、快速熱解法等，將壓濾機(jī)作為煤炭泥水基本處理設(shè)備，利用高壓泵加工煤炭泥注入壓濾機(jī)，再借助于壓力將煤炭泥在濾布上過濾，通過壓濾得到清水，將清水輸送到水箱中實現(xiàn)循環(huán)利用。在化學(xué)洗煤工藝中，壓濾機(jī)具有穩(wěn)定性高、處理能力強(qiáng)、回收利用率高等特點，并且通過閉路循環(huán)實現(xiàn)洗煤水的循環(huán)利用，從而減少污水排水，降低對自然生態(tài)環(huán)境的影響，在洗煤過程中保持洗水平衡。通過化學(xué)洗煤工藝，可脫離90%以上的全硫和99%的礦物硫，洗煤效果較好，但是這種洗煤工藝比較繁雜，對洗煤機(jī)械設(shè)備要求高，在一定程度上會影響煤炭品質(zhì)和煤質(zhì)結(jié)構(gòu)。
1.2 物理洗煤工藝
物理洗煤工藝是指線破碎或粉碎煤質(zhì)，通過跳汰法、重介質(zhì)法和浮選法從煤質(zhì)中提取礦物雜質(zhì)，通過物理洗煤工藝，可提出60%左右的灰分、黃鐵礦硫等雜質(zhì)。跳汰法是指根據(jù)矸石和煤炭的密度差異，通過變速脈動上下波動的水流快速沖洗煤炭，從而達(dá)到雜物分離目的。重介質(zhì)法是指在洗煤工藝中將磁鐵礦粉配制成重介質(zhì)懸浮液，重介質(zhì)懸浮液米芾處于矸石和煤炭之間，在重力作用下使煤炭和矸石、灰分等雜質(zhì)分離，具有較高的分選精度和分選效率，并且這種洗煤工藝可自動控制重介質(zhì)懸浮液的磁性物含量、液位、粘度、密度等工藝參數(shù)。浮選法是指利用矸石表面和煤炭的濕潤性差異，洗出顆粒度小于0.5 mm的煤泥[2]。
1.3 篩分洗煤工藝
篩分洗煤工藝主要是根據(jù)煤炭中的不同顆粒，利用帶孔篩面將顆粒大小不同的煤炭分開，然后進(jìn)行雜物剔除、脫水等操作，篩分洗煤工藝被廣泛的應(yīng)用在原煤處理和準(zhǔn)備中。根據(jù)篩選方式的不同，篩分洗煤可分為濕篩和干篩，粒度小于篩孔的物料透過篩面，保留粒度較大的煤炭，可進(jìn)行煤炭回收再利用，減少煤炭浪費。
1.4 微生物脫硫工藝
微生物脫硫工藝是指利用假單胞菌、硫化葉菌、硫桿菌等微生物進(jìn)行洗煤，減少SO2的排放量，彌補(bǔ)化學(xué)洗煤和物理洗煤的缺陷，但是需要大量高效低耗的菌種和較高的脫硫環(huán)境，脫硫過程較長，洗煤效率較低。
2 洗煤工藝的常見問題
2.1 洗煤技術(shù)不成熟
當(dāng)前，中國洗煤工藝還不成熟，受到工藝技術(shù)的限制，存在一些缺陷和不足，使得煤質(zhì)干燥處理水平較低，易導(dǎo)致大量的煤炭物料堆積在尾煤濃縮機(jī)中，不僅影響洗煤工藝的回收率，而且易干擾正常的洗煤過程。例如，在處理洗煤水過程中，可利用混凝沉淀法將洗煤水中的雜質(zhì)快速去除，使其滿足洗煤水排放要求，但是由于處理措施不當(dāng)，易腐蝕洗煤機(jī)械設(shè)備，影響過濾和壓濾脫水，成本較高，消耗量大，需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)。
2.2 洗煤流程不合理
在洗煤過程中，會產(chǎn)生大量的硫化物，不僅污染自然環(huán)境，而且危害人們的身體健康。由于洗煤流程不合理，洗煤工藝和自然環(huán)境保護(hù)之間存在矛盾，洗煤環(huán)節(jié)的噪音、廢氣、廢渣、廢水處理不到位，洗煤廢水中含有大量的有害金屬離子、懸浮煤粒、藥劑等[3]，嚴(yán)重污染周圍的自然環(huán)境，并且導(dǎo)致大量水資源被浪費，并且洗煤中排放大量的SO2會污染大氣。
2.3 洗煤機(jī)械操作不當(dāng)
在煤炭加工生產(chǎn)過程中，洗煤是一項非常復(fù)雜的工藝，在洗煤工藝中需要多種機(jī)械設(shè)備和作業(yè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合，洗煤工藝常用的機(jī)械設(shè)備包括浮選機(jī)、提升機(jī)和跳汰機(jī)，但是在實際的洗煤工藝中，經(jīng)常出現(xiàn)洗煤機(jī)械操作或控制不當(dāng)?shù)膯栴}，在很大程度上影響了洗煤質(zhì)量和效率。
3 解決措施
3.1 優(yōu)化洗煤工藝
洗煤工藝的目標(biāo)是通過洗煤比較大程度地減少原煤中的灰分、硫分，并且減少對自然環(huán)境的污染，提高煤炭品質(zhì)。當(dāng)前不同洗煤工藝有著各自的優(yōu)勢，但是也存在一定局限性，因此應(yīng)綜合考量質(zhì)量要求、原煤成分、煤質(zhì)波動、地質(zhì)條件等內(nèi)容，進(jìn)一步優(yōu)化洗煤工藝。例如，煤炭中的矸石，將其燃燒會釋放有害氣體污染大氣，將其融入洗煤水排出還會污染水源，但是矸石作為一種重要的不可再生資源，可以被應(yīng)用在筑路、復(fù)墾、水泥原料生產(chǎn)等領(lǐng)域中，其具有良好的低熱性，因此洗煤工藝優(yōu)化不僅要減少環(huán)境污染，而且應(yīng)進(jìn)行合理的循環(huán)利用。洗煤工藝科可根據(jù)純矸石和煤炭熱值密度之間的差異，利用干法洗煤技術(shù)，用于脫硫和降灰，提高煤矸石熱值，從而有效分離煤炭雜質(zhì)，并且這種干法洗煤工藝運(yùn)行可靠、無需水源、簡單易行，生產(chǎn)效率較高，除塵效果良好，可有效改善矸石質(zhì)量、節(jié)約成本、減少污染，可積極推廣和應(yīng)用。另外，對于洗煤工藝中產(chǎn)生的廢水，可使廢水經(jīng)過格柵后，流入加有燒堿的pH調(diào)節(jié)池，然后再流入絮凝池，并且在絮凝池中加入適量的PAC、PAM等藥品，使廢水混凝后流入沉淀池，再利用提升泵輸送到分配井，經(jīng)過生化反應(yīng)后，廢水降解為COD，比較后流入貯水池，這些水質(zhì)可用于洗煤處理，這樣不僅提高了廢水利用率，而且洗煤過程中產(chǎn)生的污泥，經(jīng)過濃縮池脫水后，可以被運(yùn)處，降低對自然環(huán)境的污染。
3.2 改良洗煤生產(chǎn)線
洗煤生產(chǎn)線對于煤炭質(zhì)量有著直接影響，因此應(yīng)積極改良洗煤生產(chǎn)線。通過綜合分析煤炭質(zhì)量要求、灰分成分、煤泥巖構(gòu)成、煤層地質(zhì)條件等因素，制定科學(xué)合理的洗煤方案，優(yōu)化洗煤工藝、廢水處理、水源使用等生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)計，提供洗煤效益。例如，將傳統(tǒng)洗煤生產(chǎn)改造為重介洗煤生產(chǎn)，以Fe3O4、釩鈦磁粉為介質(zhì)，通過干洗洗煤技術(shù)將原煤加工成精煤，并且在洗煤生產(chǎn)線上設(shè)置自動控制系統(tǒng)，自動化控制洗煤數(shù)量，通過三級分選技術(shù)，將原煤分為精煤、中煤和矸石[4]，對煤泥污水做好沉淀處理，使大部分的煤泥污水經(jīng)過壓濾處理后轉(zhuǎn)化為清水，實現(xiàn)回收再利用，減少廢水排放量，節(jié)省大量水資源。
3.3 改善洗煤的局部環(huán)節(jié)
洗煤工藝優(yōu)化是一個復(fù)雜而長期的過程，在實際生產(chǎn)過程中可積極改善洗煤的局部環(huán)節(jié)。例如，山東中都洗煤廠采用煤泥重介洗煤系統(tǒng)，但是隨著綜掘處理的引入和原煤量大幅度增長，矸石含量不斷上升，煤質(zhì)變差，泥化嚴(yán)重，必須要對某些局部環(huán)節(jié)進(jìn)行整改。這時在水煤漿系統(tǒng)中安裝攪拌桶、供料泵和高壓球磨機(jī)，提升洗煤處理能力，并且在尾煤干燥系統(tǒng)改造過程中，應(yīng)考慮到對水分、物料粒度的要求，結(jié)合干燥機(jī)表面溫度和自身性能特點，在干燥機(jī)上設(shè)置一層保溫層，提高原煤處理量和熱效率，這樣可提升除塵效果，并且節(jié)約燃煤費用。
3.4 做好設(shè)備管理
洗煤設(shè)備管理不善或選用不當(dāng)會影響煤炭質(zhì)量和洗煤工藝效果，因此必須做好洗煤設(shè)備管理。首先，定期更換和檢查洗煤篩板，以免由于弧形篩變形而影響脫介效果，如對精煤弧形篩，每間隔15 d翻轉(zhuǎn)一次，矸石處理中的弧形篩，每間隔10 d應(yīng)翻轉(zhuǎn)一次，當(dāng)發(fā)現(xiàn)脫介變差時，要及時進(jìn)行更換，在這個過程中要嚴(yán)格控制脫介噴水高度，還應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)噴水量，仔細(xì)檢查滾筒間距、精煤接料槽、滾筒轉(zhuǎn)速、磁偏角等，避免影響磁選機(jī)的工作效率和運(yùn)行負(fù)荷。
4 結(jié)語
洗煤工藝是煤炭加工生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其工藝水平對煤炭質(zhì)量有直接影響。通過對洗煤工藝進(jìn)行概述分析，可以了解到更多關(guān)于洗煤的相關(guān)工藝及流程，從而掌握更精確的洗煤技術(shù)，實現(xiàn)洗煤質(zhì)量及效率的提升。但不可否認(rèn)，在實際加工生產(chǎn)中，洗煤工藝還存在很多問題，因此應(yīng)做好洗煤工藝的改進(jìn)和優(yōu)化，提高煤炭質(zhì)量，提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
