導語：煤炭工業應用前景分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:介紹了澳大利亞各地區的煤炭分布及煤質特點，分析了干法選煤工藝在帶狀夾矸分布煤層、旁路不選煤炭、電煤產品、缺水區域、薄煤層等不同領域應用的可能性。

關鍵詞:澳大利亞;煤炭;分布;干法選煤

1澳大利亞各地區的煤灰分布情況

澳大利亞是世界主要煤炭出口國。2018年，澳大利亞煤炭總產量為5.62億t，出口3.83億t，“非出口”煤炭用于發電。煤炭是澳大利亞國內能源供應的主要組成部分，但不用于運輸業。出口煤炭品質包括硬焦煤、半硬焦煤、半軟焦煤和動力煤。煤種被廣泛運往歐洲、日本、中國、印度、韓國、南非和南美的多個國家。澳大利亞有6個主要煤系覆蓋大量煤礦。每個區域都有一個特定的產品，每個煤系中的礦井除了煤階不同外，都具有相似的性質。主要煤礦位于澳洲大陸東部，其他地方煤礦生產的少量煤炭供應國內用戶。只有東部煤礦的煤炭出口。其他煤種主要是低階動力煤或褐煤。澳大利亞的煤炭資源主要集中在新南威爾士州和昆士蘭的3個主要焦煤煤系中，并通過6個港口出口。紐卡斯爾港周圍的大型動力煤煤礦生產的半軟焦煤產量較低。動力煤產自兩個焦煤煤系之一的西部邊緣。這些煤礦，連同許多生產低揮發分噴吹煤的煤礦，在以生產焦煤聞名的蘭加爾煤系煤炭生產中占很大比例。悉尼盆地采煤業生產的煤種如下。1.1南部煤田(悉尼盆地)分布。多年來，澳大利亞南部的伊拉瓦拉一直是主要的硬煉焦煤開采區。100多年前開工的約20個礦井中，只有一家公司在兩個主要煤層中經營3個礦井。另一家公司在另一個薄煤層也在同樣的煤系中進行小規模作業。目前，這些煤全部未經洗選出口印度。對煤進行簡單的分選處理可以節省運費，并且這些焦煤在印度洗選后的矸石也可作他用。在這些煤系中，有一些靠近利斯戈的礦井。在這一地區，煤的灰分較高，且焦化特性微弱。洗精煤用于出口，未經分選的原煤用于國內發電。這些位于伊拉瓦拉以西地區的煤炭可采用一種簡單的干法選煤方法，如FGX復合式干選機進行簡單分選。1.2亨特煤田(岡尼達盆地)分布。新南威爾士州北部的區分布有大量的煤礦，煤炭出口量超過1億t。有兩種基本煤種，即半軟焦煤和電煤。半軟焦煤的灰分大部分小于10%，根據來源煤層的不同，具有一系列的焦化特性，其他煤層所產煤炭僅用作電煤。北部岡尼達盆地的煤通常比亨特煤田的煤灰分低。岡尼達盆地距離紐卡斯爾港400km，在礦山和港口之間有一個重要的山脈。通過紐卡斯爾港出口的北部和西部煤礦，如果簡單采用干法處理旁路未選煤炭，則可以節省大量的運輸成本，并且可大幅度提高產品熱值。1.3昆士蘭州煤田(蘇拉特盆地煤田)分布情況蘇拉特盆地煤田資源近年才得到開發。煤炭產量非常大，但受到運輸和選煤能力的制約，目前只有兩個正在運營的礦井。這些礦山位于農業區，水資源比較稀缺。這些礦藏位于海拔相當高的高原上，限制了運往布里斯班港的煤炭列車的運力。現階段，開發通往更偏北的格拉德斯通港的鐵路線的計劃尚未收到資金支持。該地區煤是一種經洗選后灰分相對較低的優質動力煤。由于粘性較高的泥巖層的存在，煤炭水分較大時較難分選。在傳統的濕法選煤廠中排除泥巖時會產生大量的尾煤泥，而且這種煤泥很難干燥。因此在濕法洗選前，非常適合采用干法工藝去除煤中的這些泥巖。1.4博恩盆地的采煤業。伯恩盆地煤礦已運營多年。最早建設的礦井和后來建設的礦井目前正在開采較難分選的煤層。這些是薄煤層或者有夾矸的煤層，剝采比正在上升，為了努力回收所有可利用的煤炭資源，增加了入選量，但導致進入選煤廠的原煤可選性變差，精煤產率更低。這是由于煤層內夾矸或采煤過程混入的矸石為泥巖，這種巖石在水中迅速破碎泥化，導致高灰煤泥黑水，磁鐵礦介質消耗較高，浮選效果較差。基于這些原因，選煤廠正在使用復合式干法選煤設備進行分選試驗，將劣質煤運至干法選煤廠，并將矸石運回露天礦坑，以改善選煤廠的性能，降低運輸成本。在伯恩盆地，許多煤礦和個別的動力煤煤礦均采用FGX分選機排矸，從而大幅度提高最終產品質量，尤其是去除菱鐵礦物(一種鐵碳礦物，這種礦物在鍋爐熱交換管道上容易結渣而給電站帶來問題)效果顯著。其他直銷未經洗選原煤的礦井也面臨著煤層越來越薄，灰分上升的問題。1.5里德頂層煤層。里德頂煤層是伯恩盆地西部邊緣的一些優質動力煤煤層。這些煤只在煤系南端的一個小礦井中開采過，另外還存在其他煤田，均適合利用復合式干法選煤來控制煤質。1.6其他分散的煤田。在伯恩盆地之外，其他煤系的小盆地中也有許多重要的煤藏。其中至少有1個煤田已經開采多年，煤質還是較差。剩下的這些礦床為低階煤，且含水量較高。(1)加里勒盆地。加里勒盆地位于博文盆地主要煤礦區的西北部。這是一個非常大的煤礦區，許多公司正計劃在那里開發煤礦。由于該地區氣候干燥，每年有幾個月沒有降雨，因此有人反對開采這些煤田。此外，該地區含有大量的水體可能會受到煤礦的潛在影響。該地區的第一座礦山正在建設中，設計產能將超過3500萬t。這個地區的煤是一種灰分中等、含水量相對較高的煤。該地區的資源量估計很大，預計未來將成為一個主要的礦業省。(2)費爾希爾煤系。費爾希爾煤系在博恩盆地很有名，位于蘭格煤系正下方。它也被稱為伯恩格羅夫組和庫珀堡煤系。這種煤系是一套帶狀分布的高灰分煤層，具有很好的煉焦性能。然而，洗精煤的灰分含量很少低于12%。某礦小的區域洗精煤灰分洗到8.5%，展現出了良好的結焦性能。由于其他地區煤灰分含量高得多，因此不再開采。在許多方面，這些煤與莫桑比克的巨大礦藏相似。

2FGX復合式干法選煤的潛力

2.1分選精煤。由于許多澳大利亞礦山都是露天煤礦，因此在回收煤炭或清潔開采之間總會有一個折衷妥協的方案，以避免從煤層頂部或底部混入大量矸石。清潔開采會造成煤炭損失，開采時要回收最大數量的煤炭，就必須將大量的矸石輸送到選煤廠。澳大利亞煤炭通常與泥巖共伴生，泥巖遇水易分解，因此，如果進入傳統的水洗工廠，將給工廠的濃縮機、浮選和細煤泥分選帶來嚴重問題，導致工廠處理能力下降。復合式干法選煤處理物料粒度上限為100mm，這一能力是很有用的，因為大多數澳大利亞煤較軟，矸石也為軟巖類型。如果用處理粒度上限為50mm(有時更細)的水洗設備分選，會將巖石從100mm粉碎至50mm，將優先粉碎甚至研磨巖石，從而增加了主要成分為巖石的細粉料。使用FGX復合式干法選煤工藝處理受污染的“潔凈煤”將降低輸往選煤廠的成本，并提高選煤廠的入料能力。對該設備的運行測試是澳大利亞目前的一個工作重點。如果由于采礦作業而造成煤炭損失，則作業成本可能會很大。采礦造成的煤炭損失通常估計約為8%。在一個毛煤年產量為1000萬t的普通礦山，這損失將達到4000萬美元，精煤產率為50%。2.2在帶狀夾矸分布煤層中的應用。在較新的采區，特別是蘇拉特盆地，許多礦山都有帶狀夾矸分布煤層。這些煤層蘊藏著豐富的煤炭資源，但采用濕法分選時會產生很多問題。通常煤層帶有大量矸石，由于矸石量大，易造成重介質旋流器過載，從而需要降低原煤入料量。因此，在水洗設備洗選前，用復合式干法選煤工藝預排矸石會節省很多成本。如果產品是動力煤，一些煤層在復合式干法選煤處理后產品就適宜出口。這可能導致的問題是:有些煤層薄且帶狀，產生很大比例的中煤。如果有這種情況，則可以通過輕度中煤破碎和中煤FGX再選的方法來顯著提高產品回收率。蘇拉特盆地煤有時含有相當比例的菱鐵礦。這種礦物具有很差的灰分熔融特性，但密度高，如果已經和煤充分解離，則洗選時會被從煤中快速排出。2.3對旁路不選煤炭的應用。澳大利亞的許多經營礦山生產的是未經洗選的煤炭產品。一般來說，這些產品都受到好評，但有兩個問題亟待解決。首先，當煤作電煤時，矸石混在煤中會影響煤炭外觀，另外更重要的是，增加運輸成本，造成礦井經濟損失。如果煤炭熱值較低，那么該產品價值可能遠低于的澳大利亞動力煤市場的價格。這種價格下降會非常顯著，導致礦山經濟效益下降。采用FGX復合式干法選煤工藝便宜、簡捷，可以改變這種情況。另外，由于消除了夾矸的影響，鐵路和港口的運力也會有所增加。目前有一個礦井正在進行該項目的試驗研究。未洗選的焦煤也有類似情況。這些產品通常受到限制，因為夾矸會導致煤堆上明顯的大塊巖石而出現“外觀”問題，或只能供應少量質量勉強合格(按規格)焦煤，灰分含量(有時可能是其他性質)稍微超標。當這種情況發生時，水洗之前采用干選去除少量夾矸會導致未經濕法處理的煤炭數量增加，可以顯著節約成本和降低水分。2.4在電煤產品分選中的應用。一定規格要求的焦煤產品生產通常需要一個比FGX分選機更低的濕法分選密度(上述旁路煤除外)。然而，當生產動力煤時，產品通常明確規定確保所有煤炭都得到利用。通常電煤灰分有一個范圍，是影響熱值的主要因素。如果發生這種情況，則認為原煤通過復合式干法選煤時，灰分含量略有增加，水分也略有減少，分選效果和水洗是等效的。當煤是低階、高水分煤時，這種效果尤為明顯。在澳大利亞，有一些煤礦出口的煤炭，其原煤水分為12%～16%，通過濕法洗選水分將上升3%～5%。濕法分選降灰效果抵消不了水分增加的效果。加利利盆地的礦井情況也證明了這一觀點。2.5在缺水區域的應用。在澳大利亞，只限于幾個地區可用水洗煤。蘇拉特盆地和加利利盆地的一些地區，特別是伯恩盆地和亨特山谷，受季節變化的影響較大，常常會限制用水(這是由于嚴重干旱造成的)。當這種情況發生時，可能會造成成本劇增，或者可能需要限制選煤廠生產。2.6避免建造尾礦壩。在澳大利亞，礦山投產的要求通常非常高。其中一個主要許可證是建造和維護尾礦壩的環境許可證。對于煤質要求不嚴的動力煤來說，非常希望避免建造尾礦壩。尾礦不易干涸，在尾礦進入大壩的整個過程中，致使細粒物料保持潮濕，不易處理。當大壩不再使用時，需要等很長一段時間，才能使用機器修復區域。尾礦壩是礦山基礎設施中昂貴的一部分，復合式干法選煤不需要筑壩，因為顆粒是循環輸送的，干燥的粗粒矸石會被傳遞到產品中。2.7在薄煤層中的應用。在澳大利亞，有許多未洗煤(通常是低階煤)出口用于發電。這些礦山普遍存在的問題是，作業中的煤層或煤層某段煤質低于最終產品要求。這導致了礦井生產能力的降低。

3結語

目前澳大利亞有關部門正在進行評估，以確定使用FGX復合式干法選煤處理部分未分選原煤，以低的成本增加資源回收率，提高礦山產能。

作者:迪克•鄧斯通 單位:澳大利亞頓斯通煤炭技術有限責任公司