中国选煤的七个关键问题
编者按
本篇论文原标题为“从世界选煤大会谈中国选煤应注意的关键问题”，发表在2016年第七期《煤炭加工与综合利用》期刊上。张绍强理事长和符东旭副理事长于2016年6月28日至7月1日参加了在俄罗斯圣彼得堡召开的第十八届世界选煤大会。结合中国学者提交的34篇论文和目前我国选煤的实际情况，写下了这篇见解独到、内涵深刻的文章。目前，不少选煤同仁对所从事的工作充满悲观情绪，看不到选煤的未来，这篇文章很好地剖析、总结了我国选煤取得的成就，更提出了今后发展的关键突破点，有很强的指导性和针对性。我国从选煤大国向选煤强国迈进的过程中，选煤业的科学发展任重道远，选煤同仁的事业也会迎来“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”的美好局面。
一、动力煤不宜盲目追求过度洗选，效益最大化是主要目标
中国动力煤资源丰富，约占已探明储量的70%以上。总体来看，近年动力煤洗选在中国获得了很大突破，入洗量入洗比例得到大幅度提升，商品煤质量得以改善，有效满足了市场需求。
但动力煤以低阶煤为主、以发热量计价的特点决定了单独追求入洗下限的降低、追求灰分的降低而忽视产品水分的提升是远远不够的，尤其是在0mm以上全粒级洗选情况下，尽管小于6mm或小于3mm粒级的灰分得以降低，但与原煤中同粒度级别的这部分相比，水分却大幅度上升，反而导致发热量下降的案例仍占有不小的比例。同时，产生的大量低发热量且难以销售而长期堆放的煤泥、高昂的建设投入、复杂的系统维护、难以降低的运行成本成为企业难以吞下的苦果。
与此相反，成功的案例也比比皆是。成功案例的共同特点就是充分结合了煤质特点，尤其是煤泥量和泥化程度、用户对产品质量的要求，以“所有产品”的综合经济效益最大化为出发点，合理确定入洗粒度下限，采用3mm/6mm脱粉入洗工艺，既满足了用户的质量要求，又兼顾了最终煤泥量尽量减少、系统简化以及节约基建投资和运行成本。例如色连二号选煤厂的生产实践证明，其技术经济效益明显好于周边矿区采用原煤全部洗选工艺和块煤洗选末煤不洗选工艺的选煤厂。宁东矿区选煤厂的金凤、红柳、双马分厂则针对原设计动力煤全粒级洗选产生大量难于处理和利用的低发热量煤泥难题，实施煤泥减量化改造，即通过弛张筛干法深度筛分，脱除小于6mm粒级粉煤后再洗选，最终煤泥量下降33%～70%，洗末煤发热量提高438.57kJ/kg，不但降低了选煤厂运营成本，而且提高了商品煤的发热量，经济效益、环境效益显著。
动力煤的洗选深度受价格政策、用户需求、地理位置、煤质特性等因素的综合制约，不可一概而论甚至走入过度洗选的误区，适销对路仍不失为一个需要遵守的基本理念。尽管动力煤洗选的曲折经历让中国选煤付出了一定的代价，但广大选煤工作者已经开始冷静、客观、科学地进行分析和审视。这可以说是中国选煤界的集体进步。
二、干法选煤可在适宜地区加大推广力度，同时，降低入选下限提高分选效率仍有探索空间
干法选煤以其不用水的独特优势成为一种重要的、不可替代的选煤形式。不论是风力摇床、空气跳汰、复合干选、空气重介还是色选、射线选，与湿法选煤相比都有其比较优势的适应场合，尤其在投资规模运营、成本、分选效率等方面表现更是突出，因而逐渐得到人们的重视。
中国一直在对干法分选进行研究和推广应用，已经成为干法选煤的大国并获得了国际选煤界尤其是印度等国的关注，由中国矿业大学和唐山市神州机械有限公司合作研发建成的40～60t/h模块式干法重介流化床选煤工业示范系统，采用二元宽粒级加重质和创新的干选工艺，实现了超低灰精煤的生产效果，分选效果稳定，将干法选煤水平提升到了一个新的高度。
干法选煤尤其适应于泥化情况严重的褐煤以及其他低阶煤的处理，与传统湿法选煤技术相比具有建设周期短、吨煤投资及运行成本低的明显优势，而在动力煤占主要消费量的中国，在低阶煤所占比重逐年上升的情况下，加大干法选煤的推广力度适逢其时。
但我们也应清醒地看到，当前应用比较普遍的几种干法选煤技术在入选粒度下限降低方面仍有自己的短板，同时，在分选床层密度的均衡性控制、稳定性控制从而可直接导致对分选效果的影响方面，还需要进一步探索。
三、浮选，尤其对稀缺煤种，分级浮选值得提高关注度
浮选工艺应用的绝大多数场合是炼焦煤的处理，尤其是对于稀缺煤种在追求全粒级高精度分选的情况下，浮选就显得更加重要。
在浮选技术研究与应用方面，我国的选煤工作者做了许多有益探索，这在此次世界选煤大会的中国论文中也有突出的表现。西安科技大学与山西焦煤集团研究了中煤的解离方式以及提质效果，不仅针对稀缺煤，同样对低阶煤的有效利用也是很好的借鉴。在改变浮选入料性质方面，刘莉君等将煤泥用不同方式磨碎然后分析其性质改变后的浮沉组成情况，再对通过磨碎解离程度较好的样品进行浮选实验，发现随着小于0.074mm含量的不同，其浮选效果差异明显;浮选前不同方式的调浆预处理也在一些选煤厂得到应用，让选煤界有了更加低耗、高效的调浆方式以及浮选药剂的研究成果的期待。
浮选的问题归根结底仍然是分选效率提高的问题。从精煤的构成来看，浮选精煤占比尽管不是主要的，但其灰分高于重选精煤灰分时却造成了所谓的重选背灰。因为这种情况下的重选不得不降低分选密度以达到混合后的精煤总灰分合格，从而造成效率的损失，这种情况在中国很多选煤厂长期存在原因是多方面的，既有煤质的因素，更多的则是工艺设计的原因。
邯郸选煤厂分级浮选工艺长期运行的实践证明，这一问题得到了有效的解决。该厂属炼焦煤选煤厂，入洗原煤来源于多个矿井，原煤性质波动较大，但其对0.5～0mm混合宽粒级煤泥浮选入料，采用水力分级设备将其变为粗、细两种窄粒级浮选入料，根据粗细煤泥表现出的不同可浮性和过滤特性，采用不同的加药制度及浮选和脱水设备，相对较粗的部分采用机械搅拌式浮选机，而细粒级部分则采用浮选柱，充分发挥了两种设备各自在粗细不同粒度范围内的分选与脱水优势，实现了粗、细煤泥高精度分选和高效脱水。这种工艺值得中国选煤工作者进一步关注和研究。
四、粗煤泥分选，三产品干扰床比传统TBS具有明显优势
TBS分选的最大劣势是只能分选出溢流和底流两个产品，在待分选物料的中间密度物含量超过20%时，分选精度变差，表现为底流中精煤损失增高。
TBS近年在中国得到了较大的推广应用，究其原因是其正好迎合了脱泥入洗的需要。脱泥入洗的实质尽管依然是分级入洗，但原煤预先脱泥本身不仅仅是缩小了重介旋流器入料粒度的宽度，更重要的是使重介悬浮液的性质得以改善，表现在同等合格介质密度情况下磁性物含量的大幅度提高，使脱泥后的原煤在旋流器内的分选更加精确。这就是为什么众多原设计没有预先脱泥而原生煤泥含量又较高、原煤内在灰分较高的选煤厂，实施技术改造的原因所在。
TBS的应用效果有好有坏，差别客观存在，原因可归结为4个方面，即原煤可选性、入料粒度宽窄、后续脱泥脱水环节能力是否匹配以及设备本身性能。但其仅一段分选、只能分选出2个产品的固有特性决定了，即使4个方面的条件全部相同，与大于1mm的用重介旋流器分选相比，仍有分选效率低的弊端，调查范围内的可能偏差Ep值最低0.071kg/L。因此，研发可同时分选出3个甚至多个产品的干扰床粗煤泥分选机、充分利用干扰床的各种优点、使这一暂不可替代技术得到最大程度的完善就显得尤为重要，三产品干扰床应运而生。
三产品干扰床TPS或多产品干扰床MPS是中国自己的发明专利，具有完全知识产权，现场应用表明，三产品干扰床的一、二段溢流灰分差别明显，证明了两段分选的必要性，也成为确保分选精度提高的前提条件，同时，在处理易选煤时，矸石带煤中煤带煤损失非常小，可与粗粒级重介分选效果相媲美，表现出了比传统TBS较大的优势。
五、利用先进技术改造提升传统选煤工艺水平大有作为
在重介质选煤得以大力发展的今天，传统的跳汰选煤并没有被忽视。跳汰选煤以其工艺简单、投资省、运行费用低的特点仍受到其适宜用户的青睐。
但跳汰毕竟是在重力场内实现的分选，一般情况下分选效率比重介质选煤要低，因此，追求跳汰效果改善的努力从未间断。2005年山西矿业学院与邢台矿合作，成功研发了基于射线在线床层探测的跳汰机模糊控制系统，实现了跳汰床层分层状态的可视化，并对跳汰各产品产量的实时计量以及对跳汰机溢流精煤的采样和在线测灰进行了有益的探索;抚顺市三元工业测控技术研究所与铁法能源公司合作，通过对入洗原煤灰分的在线检测，自动修正精煤灰分控制指标区间，实现了在原煤质量波动较大情况下，维持动力煤洗选最大经济效益的闭环控制。
枣庄矿业集团将网关智能型控制终端首次应用于选煤厂，代替了传统按钮控制箱，实现了设备信息的在线共享，为选煤厂改造和新厂设计提供了全新借鉴。
诸如此类的案例在中国选煤业的发展中不胜枚举，因此，利用先进技术提升传统的选煤工艺水平天地广阔，也正是目前我国选煤工作的着力点所在，而且是选煤行业转型升级的根本。
六、装备制造要树立精品意识，立足走出去
毋庸讳言，中国选煤装备制造产业伴随着煤炭产量的快速上升取得了长足的进步，中国不仅仅是选煤大国，也已成为选煤装备制造大国，其科研创新水平连续获得突破，拥有了一批具有自主知识产权的技术装备，这一方面是国民经济发展在选煤装备制造产业的具体体现，同时也反过来促进了选煤工艺的优化甚至变革，涌现了一大批大型高效选煤厂。
但中国选煤界的同仁们仍要清醒地意识到与先进国家的差距，尤其是选煤装备可靠性方面的差距。提高装备可靠性一方面是中国经济转型升级的必然要求，一方面是走出去、面向全球巨大的选煤市场所必须具备的基本品质。这种差距中归于硬件欠缺所造成的部分占比已经越来越小，软件方面的不足成为主要因素，包括社会化的成熟、科研体制、设计理念、全员质量意识、精细化的生产积累等。
中国从来都不缺乏精湛的工匠精神，缺乏的是全民危机意识，即使在经济低迷、产能过剩、污染严重的今天，小富即安、得过且过、忽视质量的思想还有很深的土壤，成为国际品牌的选煤装备凤毛麟角因此，树立精品意识，瞄准巨大的世界选煤市场，立足走出去，走精细化智能化的路子才是中国选煤装备的根本出路。
七、选煤生产成本降低不是无限的，保持效率最大化是底线
选煤生产各个环节始终保持在最佳状态运行无疑是效益最大化的最佳途径，也是唯一途径。但在供给侧改革形势下的今天，迫于生存压力，一些煤炭企业生硬地要求选煤成本要在上年度基础上降低10%或者20%，出现了类似筛板磨损了却不更换、贪图便宜购置低效设备药剂和配件的现象，殊不知省下来的一块筛板的成本与由此造成的洗选效率的损失相比简直可用九牛一毛来形容，真正成了舍本逐末，这是万不可取的。
成本控制是必要的，但要以确保选煤效率最大化为底线。一般情况下，选煤效率和全厂效益是统一的，不是对立的，具体体现在一个厂一个矿区时，首先要在经济效益、社会效益最大化的前提下制定出最佳产品结构，然后在此产品结构的约束下量化考核诸如矸石带煤、中煤带煤、最终煤泥灰分、油耗、电耗、介质消耗、设备状态等指标，这些量化指标即构成了选煤的基本成本。
（编辑：小五）
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