煤炭洗选加工过程中的粒度控制要点分析

一、引言

煤炭作为我国重要的能源资源，在能源结构中占据关键地位。煤的洗选加工是提高煤炭质量、实现煤炭高效利用的关键环节。在煤炭洗选加工过程中，粒度控制是影响煤炭产品质量、生产效率以及后续应用效果的重要因素。合理的粒度控制能够提升煤炭的燃烧效率、降低污染物排放，同时满足不同行业对煤炭粒度的特定需求。因此，深入研究煤炭洗选加工过程中的粒度控制要点具有重要的现实意义。

二、煤炭粒度概念

煤炭粒度是指煤炭在开采、运输和洗选加工过程中，经过破碎等操作后形成的颗粒的大小。在煤炭开采阶段，由于地质作用和开采方式的影响，所形成的颗粒大小各异；随着煤炭从井下运输到地面，以及后续进入洗选加工环节，其粒度会进一步发生变化。例如，在井下开采时，原煤中可能存在大于 300mm 的大粒度煤块和矸石，这些大颗粒除在运输过程中会对设备造成磨损外，在进入煤炭洗选环节时也难以直接参与分选作业，需要通过破碎等操作将其粒度控制在合适的范围内。煤炭粒度的变化不仅受到开采和运输环节的影响，还与洗选加工过程中的破碎、筛分等操作密切相关。

三、煤炭粒度分级

煤炭粒度分级（本文泛指粒度分级）是根据煤炭颗粒大小的不同，将其划分为若干个标准粒级。这一分级标准在煤炭洗选加工过程中起着至关重要的作用，它为后续的洗选、运输和销售等环节提供了明确的指导。

在实际生产中，煤炭粒度分级通常采用筛分的方法。通过不同孔径的筛子，将煤炭分为不同的粒级。例如，在井下工作面，原煤中大于 300mm 的大粒度煤块和矸石通过转载机配备的锤式破碎机破碎到 300mm 以下；到井上进入毛煤分选车间进行筛选破碎时，先经过200mm 的筛子，把大矸石和大煤块分离出来，大煤块通过人工或智能设备捡选出来进行破碎混入筛下物，排除出大块矸石；筛下物再经过 50mm 的筛子，筛上物进入分选设备排出大部分矸石后，进入洗煤厂进行洗选。

煤炭粒度分级对于煤炭企业来说具有多方面的意义。从生产角度来看，合理的粒度分级能够提高洗选设备的效率，降低能耗。不同粒级的煤炭在洗选过程中具有不同的物理特性，采用针对性的洗选工艺可以提高煤炭的回收率和产品质量。从市场需求来看，不同行业对煤炭粒度的要求各异。例如，火力发电厂对煤炭粒度的要求适中，既不能太大也不能太小，以保证燃烧过程中能够形成良好的流化层，提高燃烧效率；而无烟煤用户对粒度控制则更为严格，需要避免其在燃烧转化过程中由于转载和冲击等造成再破裂，以确保无烟效果。因此，煤炭企业通过粒度分级能够更好地满足不同客户的需求，提高产品的市场竞争力。

四、煤炭粒度控制的必要性

4.1 生产工艺需求，保障洗选系统稳定运行在煤炭生产过程中，粒度控制对保障整个洗选系统的稳定运行至关重

要。若原煤中存在超粒级煤块或矸石，极易造成系统堵塞，影响开采、运输和洗选等环节的顺畅进行。在开采阶段，大粒度煤块或矸石可能损坏设备，导致停机维修，降低生产效率；在运输过程中，它们也容易卡堵溜槽和仓口，妨碍正常生产。在洗选阶段，粒度过大的原料易引起重介分选设备如旋流器入料口堵塞。因此，合理的粒度控制是防止生产故障、维持系统稳定、提升整体生产效率的重要手段。

4.2 优化洗选工艺流程

不同洗选工艺对入洗原煤的粒度有明确要求，合理的粒度控制有助于优化洗选流程并提升分选效果。例如，跳汰选煤需将粒度控制在一定范围内，过大将减弱颗粒沉降差异，影响分选精度；过小则易随介质流动，降低分选效率。在重介质分选工艺中，块煤常用浅槽排矸，末煤则适宜采用重介旋流器工艺，各级别的合理粒度有利于提高分选效率和产品质量。因此，通过科学控制入洗粒度，不仅可以改善分选精度和处理效果，还有助于建立更完善的煤炭洗选质量标准。

4.3 产品质量保障，满足用户多样化需求

煤炭的粒度直接影响终端用户的使用效果，各类工业设备对煤炭粒度有明确要求。例如，循环流化床锅炉通常要求煤粒控制在 8-13mm 之间，粒度过大或过小均会严重影响燃烧效率和设备稳定运行。此外，在作为气化原料时，粒度分布也直接影响反应接触面积和气化效率。因此加强粒度控制，有助于确保商品煤质量，满足不同用户的个性化需求，提升产品的市场适用性和竞争力。

4.4 提升经济效益

科学的粒度控制有助于显著提高企业的经济效益。粒度均匀的煤料能够减少在加工、储运过程中的破碎和损耗，降低堵料、故障等生产风险，从而减少维护成本和停机时间。此外，合适的粒度提高了燃烧效率和气化反应活性，降低了单位能耗，进一步提升能源利用效率，间接增加了经济效益。

4.5 提高资源利用率

通过优化煤炭粒度，能够改善煤炭在分选和转化过程中的回收率，减少资源浪费。合理的破碎与筛分工艺可最大限度提取可利用煤粒，提升精煤产率，避免资源因粒度不当而损失，从而实现对煤炭资源更充分、高效的利用，支持行业可持续发展。

五、煤炭洗选加工过程中的粒度控制策略

5.1 基于多因素综合确定产品粒度要求与破碎比

在煤炭洗选工艺中，精确设定最终产品的粒度规格及其破碎比，对于实现高效与经济的生产过程至关重要。该决策过程需综合考量以下关键因素：首先，终端用户需求：产品粒度必须满足特定应用标准。例如，循环流化床锅炉通常要求煤粒尺寸维持在8 至13mm 范围内，而气化用煤则需要更细小的粒度以增加反应表面积。不同工业用户对粒度分布的偏好将直接影响破碎工艺的设计与调整。其次，能耗与经济效益：过高的破碎比不仅会增加电能消耗，还会加剧设备磨损，从而提高运行成本。经验数据表明，破碎比通常控制在 2 至 4 之间，最大不宜超过6，以实现破碎效果与经济性的平衡。合理的破碎策略有助于降低单位产品的能耗，进而提升整体经济效益。最后，工艺匹配与生产效率：不同的洗选工艺对入料粒度有明确的要求。例如，跳汰分选要求较窄的粒度区间以确保有效分层，而重介旋流器则需要适宜的粒度以防止堵塞并提高分选精度。因此，破碎比的选择必须兼顾后续工艺环节的稳定性和高效性，以避免过粉碎或粒级过宽对系统处理能力和产品质量产生负面影响。

5.2 采用合理的破碎设备选择

选择合适的破碎设备是实现煤炭粒度控制的关键。不同的破碎设备具有不同的破碎原理和适用范围，应根据煤炭的物理特性、产品粒度要求以及生产规模等因素来选择。

在煤炭洗选工艺中，分级破碎机的综合性价比较高，被广泛采用。该设备不仅可以根据煤炭的粒度要求进行精确的破碎，将煤炭破碎到合适的粒度范围，还能够提高生产效率，减少能源消耗，同时避免过度破碎造成的能源浪费。

此外，还可以根据生产需求选择其他类型的破碎设备，如颚式破碎机、圆锥破碎机等。在选择破碎设备时，应充分考虑设备的性能、可靠性、维护成本等因素，确保设备能够长期稳定运行，并满足粒度控制的要求。

5.3 确定准确的技术要求

为实现煤炭洗选过程中的有效粒度控制，需系统性地从生产过程控制、设备性能维护以及质量效果评价三个关键方面确立明确的技术与管理要求。

1. 生产过程控制与质量品控

粒度控制应贯穿于洗选全流程。首先，须依据终端用户需求和洗选工艺特性制定清晰的粒度标准，如发电、气化、炼焦等不同用途对煤炭上限粒度及分布存在明确差异。生产过程中，需规范破碎与筛分操作：严格控制进料粒度和速度，防止设备过载或堵塞；根据煤质硬度和目标产品粒度动态调整破碎机转速、排料口大小等参数；保持均匀给料，并优化筛分设备的振幅与频率以提高分级效率。通过系统性的流程管控，确保粒度始终处于符合工艺与产品要求的范围内。

2. 设备维护和性能保障

设备的良好状态是粒度稳定控制的基础。应制定定期检修与保养制度，包括检查破碎齿板、筛网等易损件的磨损情况，及时清理破碎腔和筛面，保持润滑系统和传动机构运行正常。在操作前做好设备点检，排除故障隐患。针对不同设备特性开展预防性维护，如振动筛筛网定期张紧与更换、破碎机轴承温度实时监测等，以保障设备持续处于最佳工作状态，避免因机械故障导致粒度失控。

3. 质量检查与效果评价

建立完善的质量检测与反馈机制是粒度控制的核心环节。配置筛分仪、激光粒度分析仪等专业设备，系统开展粒度筛分试验，关键工艺环节设置实时取样点，实现动态监测。检测数据应及时用于生产调整，如产品粒度过大时调紧破碎机排料口，粒度过细时检查筛网密封与破损。同时应建立质量追踪与考核制度，定期对粒度合格率、设备稳定性、工艺参数执行一致性等指标进行综合评价，不断优化控制策略。加强人员培训，提升操作与质检人员的专业技能和质量意识，形成闭环管理。

六、结论

煤炭洗选加工过程中的粒度控制是保障商品煤质量、确保生产过程顺利以及满足不同洗选工艺需求的关键环节。通过本文的分析可知，煤炭粒度控制涉及煤炭粒度的概念与分级、粒度控制的必要性以及粒度控制策略等多个方面。

在粒度控制策略方面，确定最佳的产品粒度要求和合理的破碎比、采用合理的破碎设备以及确定准确的技术要求是实现有效粒度控制的关键措施。通过合理确定产品粒度要求和破碎比，可以满足不同用户的需求，提高煤炭的利用效率；采用合理的破碎设备可以提高破碎效率，降低能耗，保证粒度控制效果；确定准确的技术要求可以规范操作流程，加强质量控制，确保粒度控制工作的科学性和规范性。

未来，随着煤炭行业的不断发展和技术的不断进步，煤炭洗选加工过程中的粒度控制将面临更高的要求和挑战。因此，煤炭企业应不断加强技术创新和管理创新，引入先进的粒度控制技术和设备，完善粒度控制体系，提高粒度控制水平，以适应市场变化和行业发展的需求，实现煤炭洗选加工行业的可持续发展。

参考文献：

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[5] 煤炭洗选加工中粒度控制问题的优化设计分析 . 陶园 . 能源与节能 ,2024(03)

[6] 煤炭洗选加工过程中的粒度控制问题探析 . 杨瑞峰 . 中国科技投资 ,2021(20)

作者简介：张云（1981 年11 月-），男，汉族，本科，籍贯：四川省西充县人，现有职称：工程师，研究方向：矿物加工工程（煤炭洗选加工）。