煤炭洗选加工过程中提高资源利用率的创新技术与策略研究
期刊: 学子 2025年第20期 DOI: 10.67328/wslwpp0112 PDF下载
煤炭洗选加工过程中提高资源利用率的创新技术与策略研究
曹晓宏
山西离柳焦煤集团有限公司 山西省吕梁市 033000
摘要:煤炭作为我国重要的基础能源,其高效清洁利用是实现“双碳”目标的关键环节。煤炭洗选加工作为煤炭利用的前置工序,直接决定资源利用率与后续利用效率。传统洗选技术存在分选精度低、伴生资源回收不足、能耗较高等问题,难以适配资源高效利用需求。本文聚焦煤炭洗选加工领域,系统分析洗选技术的核心特性与资源利用瓶颈,构建“技术创新-流程优化-管理保障”的资源高效利用体系,阐述创新技术应用与实施策略,提出针对性保障措施。研究旨在推动煤炭洗选加工从“粗放分选”向“精准利用”转型,提升资源利用率,为煤炭行业绿色低碳发展提供支撑。
关键词:煤炭洗选加工;资源利用率;创新技术;流程优化;绿色发展
引言
在能源结构转型与环保要求升级的双重驱动下,煤炭行业面临资源高效利用与生态保护的双重任务。煤炭洗选加工通过去除原煤中的灰分、硫分等杂质,提升煤炭品质,是降低后续燃烧污染、提高利用效率的核心手段。当前我国部分煤炭洗选企业仍采用传统跳汰、浮选工艺,存在细粒煤分选效率低、矸石中残留煤炭资源、伴生矿物未有效回收等问题,造成资源浪费。随着矿物加工技术与智能控制技术的发展,研发应用精准分选、伴生资源回收等创新技术,已成为提升煤炭洗选资源利用率的核心路径。本文立足洗选加工实践,深入探讨创新技术应用价值与策略,为行业资源高效利用提供理论与实践参考。
一、煤炭洗选加工提高资源利用率的基础认知
(一)煤炭洗选的核心特性与资源利用潜力
煤炭洗选加工具有显著的分选导向性,通过物理或化学方法实现煤炭与杂质的分离,其核心特性体现为分选精度、资源回收率与能耗水平的平衡。不同煤种的洗选特性差异较大,炼焦煤需侧重灰分与硫分精准脱除,动力煤则需兼顾热值提升与成本控制。煤炭洗选过程中蕴含巨大资源利用潜力,一方面可通过精准分选减少矸石排放中残留的煤炭资源,提升精煤产率;另一方面可回收原煤中伴生的硫铁矿、高岭土等矿物资源,实现“一矿多采”,
(二)传统洗选模式的资源利用瓶颈
传统煤炭洗选模式在资源利用方面存在多重瓶颈。分选技术层面,跳汰分选对细粒级煤炭分选精度不足,导致部分高品位细煤进入矸石或中煤,降低资源回收率;浮选工艺依赖药剂作用,对复杂煤质适应性差,易出现分选不彻底问题。资源回收层面,仅关注煤炭主体回收,对原煤中伴生的硫铁矿、稀有金属等资源缺乏系统回收工艺,造成资源浪费。流程管理层面,洗选流程固定化,难以根据原煤品质动态调整工艺参数,导致不同批次原煤处理效果波动,资源利用效率不稳定。
(三)技术创新与资源利用的协同逻辑
煤炭洗选技术创新与资源利用之间遵循“技术突破瓶颈,需求驱动创新”的协同逻辑。精准分选技术突破传统工艺的分选精度限制,通过提高细粒煤回收率与矸石脱除率,直接提升煤炭资源利用率;伴生资源回收技术拓展资源利用边界,将单一煤炭回收转变为多资源综合利用,提升整体资源价值;智能控制技术通过优化工艺参数,实现洗选过程的精准调控,减少因操作偏差导致的资源浪费。
二、提高资源利用率的煤炭洗选创新技术应用
(一)精准分选技术:提升煤炭主体资源回收率
精准分选技术通过优化分离原理与设备结构,实现煤炭资源的高效回收。重介质旋流器分选技术借助高密度悬浮液形成稳定分选环境,通过调整旋流器转速与悬浮液密度,精准分离不同密度的煤炭与杂质,尤其适用于难选煤种,显著提升精煤产率;干选分选技术如空气重介质流化床分选,摆脱对水资源的依赖,通过气流与介质协同作用实现煤炭分选,解决干旱地区洗选难题,同时避免细粒煤泥化导致的资源损失;微泡浮选技术通过细化气泡尺寸,增加气泡与细粒煤的接触面积,提升-0.074mm细粒煤的回收率,减少细煤资源浪费。这些技术通过针对性解决不同粒级煤炭的分选难题,实现煤炭主体资源的最大化回收。
(二)伴生资源综合回收技术:拓展资源利用边界
针对煤炭中伴生资源的特性,开发多资源协同回收技术,提升整体资源利用率。硫铁矿回收技术通过磁选-重选联合工艺,从洗选矸石与煤泥中分离回收硫铁矿,可用于制备硫酸或铁精粉;高岭土回收技术针对含高岭土较多的煤层,在煤炭分选后通过脱泥、提纯工艺,从煤泥中提取高品质高岭土,用于陶瓷或造纸行业;稀有金属回收技术采用生物浸出或化学萃取方法,从特定煤种洗选产物中回收锗、镓等稀有金属,提升资源综合价值。
(三)智能优化技术:实现洗选过程精准管控
智能优化技术通过数据驱动实现洗选过程的精准调控,减少资源浪费。在线检测技术通过部署粒度分析仪、灰分检测仪等设备,实时采集原煤与产品的品质参数,为工艺调整提供数据支撑;智能控制系统基于PLC与工业互联网平台,根据实时检测数据自动调整分选设备参数,如重介质旋流器的悬浮液密度、浮选机的药剂用量等,确保分选过程始终处于最优状态;数字孪生技术构建洗选流程数字模型,通过模拟不同原煤品质与工艺参数下的分选效果,提前优化工艺方案,减少试错过程中的资源消耗。
三、提高资源利用率的保障策略与实施路径
(一)流程优化:构建全流程资源高效利用体系
以资源高效利用为目标,对煤炭洗选全流程进行系统优化。预处理环节采用分级破碎与预先脱泥工艺,根据原煤粒度差异分路径处理,减少细粒煤在后续分选过程中的损失;分选环节构建“粗粒重介质分选+细粒浮选+超细粒脱水回收”的分级分选流程,针对不同粒级煤炭采用适配技术,提升整体分选效率;产品加工环节根据精煤用途进行分级加工,将高品质精煤用于炼焦,中品质煤炭用于动力发电,低热值煤用于煤化工,实现煤炭资源的梯级利用。
(二)管理升级:建立资源利用导向的管控机制
通过管理模式升级,保障创新技术与优化流程的落地见效。建立资源利用效率考核体系,将精煤产率、伴生资源回收率、矸石含煤率等指标纳入企业考核,激发员工积极性;构建全流程质量追溯体系,记录原煤品质、工艺参数与产品指标,分析资源利用波动原因并及时调整;加强员工技能培训,提升操作工人对创新设备与智能系统的操作能力,避免因操作不当导致的资源浪费;推行清洁生产管理,优化水资源循环利用系统与药剂回收工艺,减少洗选过程中的资源消耗,降低环境压力。
(三)长效支撑:构建技术、政策与产业协同体系
构建多维度支撑体系,推动煤炭洗选资源高效利用长效发展。技术支撑方面加大产学研合作力度,鼓励高校与企业联合研发适配复杂煤质的分选技术与伴生资源回收技术,提升技术自主创新能力;政策支持方面出台专项扶持政策,对采用创新技术、提升资源利用率的企业给予资金补贴与税收减免,同时完善资源综合利用标准体系,规范伴生资源回收与利用;产业协同方面搭建行业交流平台,推广资源高效利用的先进经验与技术,推动洗选企业与下游利用企业协同发展,形成“洗选-利用”一体化的资源高效利用产业链,提升行业整体资源利用水平。
结束语
煤炭洗选加工是提升煤炭资源利用率的核心环节,其技术创新与流程优化直接关系煤炭行业的绿色低碳发展。本文通过分析煤炭洗选的资源利用潜力与传统模式瓶颈,阐述了精准分选、伴生资源回收、智能优化等创新技术的应用价值,提出了流程优化、管理升级与多维度支撑的保障策略。随着创新技术的不断成熟与应用推广,煤炭洗选加工将实现从“资源单一回收”向“多资源综合利用”的转型。未来需进一步加强核心技术研发与产业协同,推动洗选技术与智能技术深度融合,让煤炭资源在保障能源安全的同时实现高效清洁利用,为我国能源结构转型与“双碳”目标实现提供坚实支撑。
参考文献
[1]李长华.变频器在煤炭洗选加工企业的应用[J].煤炭加工与综合利用,2025,(09):23-25+31.
[2]连建鑫,原亚奇,张子寒,黄鸣越,张杰,赵锐杰.煤炭洗选加工工艺技术及污染防治措施[J].清洗世界,2025,41(08):101-103.
[3]陈慧慧.煤炭洗选加工过程中的粒度控制问题及方法研究[J].中国石油和化工标准与质量,2025,45(07):113-115.
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