導(dǎo)語：煤炭工業(yè)應(yīng)用前景分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)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(qū)的煤炭分布及煤質(zhì)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(chǎn)品、缺水區(qū)域、薄煤層等不同領(lǐng)域應(yīng)用的可能性。

關(guān)鍵詞:澳大利亞;煤炭;分布;干法選煤

1澳大利亞各地區(qū)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(chǎn)量為5.62億t，出口3.83億t，“非出口”煤炭用于發(fā)電。煤炭是澳大利亞國內(nèi)能源供應(yīng)的主要組成部分，但不用于運輸業(yè)。出口煤炭品質(zhì)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(qū)域都有一個特定的產(chǎn)品，每個煤系中的礦井除了煤階不同外，都具有相似的性質(zhì)。主要煤礦位于澳洲大陸東部，其他地方煤礦生產(chǎn)的少量煤炭供應(yīng)國內(nèi)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?fàn)柛壑車拇笮蛣恿γ好旱V生產(chǎn)的半軟焦煤產(chǎn)量較低。動力煤產(chǎn)自兩個焦煤煤系之一的西部邊緣。這些煤礦，連同許多生產(chǎn)低揮發(fā)分噴吹煤的煤礦，在以生產(chǎn)焦煤聞名的蘭加爾煤系煤炭生產(chǎn)中占很大比例。悉尼盆地采煤業(yè)生產(chǎn)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(qū)。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(jīng)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(guī)模作業(yè)。目前，這些煤全部未經(jīng)洗選出口印度。對煤進行簡單的分選處理可以節(jié)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(qū)，煤的灰分較高，且焦化特性微弱。洗精煤用于出口，未經(jīng)分選的原煤用于國內(nèi)發(fā)電。這些位于伊拉瓦拉以西地區(qū)的煤炭可采用一種簡單的干法選煤方法，如FGX復(fù)合式干選機進行簡單分選。1.2亨特煤田(岡尼達(dá)盆地)分布。新南威爾士州北部的區(qū)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(jù)來源煤層的不同，具有一系列的焦化特性，其他煤層所產(chǎn)煤炭僅用作電煤。北部岡尼達(dá)盆地的煤通常比亨特煤田的煤灰分低。岡尼達(dá)盆地距離紐卡斯?fàn)柛?00km，在礦山和港口之間有一個重要的山脈。通過紐卡斯?fàn)柛鄢隹诘谋辈亢臀鞑棵旱V，如果簡單采用干法處理旁路未選煤炭，則可以節(jié)省大量的運輸成本，并且可大幅度提高產(chǎn)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(fā)。煤炭產(chǎn)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(nóng)業(yè)區(qū)，水資源比較稀缺。這些礦藏位于海拔相當(dāng)高的高原上，限制了運往布里斯班港的煤炭列車的運力?，F(xiàn)階段，開發(fā)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(qū)煤是一種經(jīng)洗選后灰分相對較低的優(yōu)質(zhì)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(tǒng)的濕法選煤廠中排除泥巖時會產(chǎn)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(yè)。伯恩盆地煤礦已運營多年。最早建設(shè)的礦井和后來建設(shè)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(dǎo)致進入選煤廠的原煤可選性變差，精煤產(chǎn)率更低。這是由于煤層內(nèi)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(dǎo)致高灰煤泥黑水，磁鐵礦介質(zhì)消耗較高，浮選效果較差?；谶@些原因，選煤廠正在使用復(fù)合式干法選煤設(shè)備進行分選試驗，將劣質(zhì)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(chǎn)品質(zhì)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(jié)渣而給電站帶來問題)效果顯著。其他直銷未經(jīng)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(yōu)質(zhì)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(fù)合式干法選煤來控制煤質(zhì)。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(jīng)開采多年，煤質(zhì)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(qū)的西北部。這是一個非常大的煤礦區(qū)，許多公司正計劃在那里開發(fā)煤礦。由于該地區(qū)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(qū)含有大量的水體可能會受到煤礦的潛在影響。該地區(qū)的第一座礦山正在建設(shè)中，設(shè)計產(chǎn)能將超過3500萬t。這個地區(qū)的煤是一種灰分中等、含水量相對較高的煤。該地區(qū)的資源量估計很大，預(yù)計未來將成為一個主要的礦業(yè)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(qū)域洗精煤灰分洗到8.5%，展現(xiàn)出了良好的結(jié)焦性能。由于其他地區(qū)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(fù)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(xié)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(shù)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(tǒng)的水洗工廠，將給工廠的濃縮機、浮選和細(xì)煤泥分選帶來嚴(yán)重問題，導(dǎo)致工廠處理能力下降。復(fù)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(shù)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(xì))的水洗設(shè)備分選，會將巖石從100mm粉碎至50mm，將優(yōu)先粉碎甚至研磨巖石，從而增加了主要成分為巖石的細(xì)粉料。使用FGX復(fù)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(shè)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(yè)而造成煤炭損失，則作業(yè)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(chǎn)量為1000萬t的普通礦山，這損失將達(dá)到4000萬美元，精煤產(chǎn)率為50%。2.2在帶狀夾矸分布煤層中的應(yīng)用。在較新的采區(qū)，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(chǎn)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(zhì)旋流器過載，從而需要降低原煤入料量。因此，在水洗設(shè)備洗選前，用復(fù)合式干法選煤工藝預(yù)排矸石會節(jié)省很多成本。如果產(chǎn)品是動力煤，一些煤層在復(fù)合式干法選煤處理后產(chǎn)品就適宜出口。這可能導(dǎo)致的問題是:有些煤層薄且?guī)?，產(chǎn)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(chǎn)品回收率。蘇拉特盆地煤有時含有相當(dāng)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(jīng)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(yīng)用。澳大利亞的許多經(jīng)營礦山生產(chǎn)的是未經(jīng)洗選的煤炭產(chǎn)品。一般來說，這些產(chǎn)品都受到好評，但有兩個問題亟待解決。首先，當(dāng)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(jīng)濟損失。如果煤炭熱值較低，那么該產(chǎn)品價值可能遠(yuǎn)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(dǎo)致礦山經(jīng)濟效益下降。采用FGX復(fù)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(chǎn)品通常受到限制，因為夾矸會導(dǎo)致煤堆上明顯的大塊巖石而出現(xiàn)“外觀”問題，或只能供應(yīng)少量質(zhì)量勉強合格(按規(guī)格)焦煤，灰分含量(有時可能是其他性質(zhì))稍微超標(biāo)。當(dāng)這種情況發(fā)生時，水洗之前采用干選去除少量夾矸會導(dǎo)致未經(jīng)濕法處理的煤炭數(shù)量增加，可以顯著節(jié)約成本和降低水分。2.4在電煤產(chǎn)品分選中的應(yīng)用。一定規(guī)格要求的焦煤產(chǎn)品生產(chǎn)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(dāng)生產(chǎn)動力煤時，產(chǎn)品通常明確規(guī)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(fā)生這種情況，則認(rèn)為原煤通過復(fù)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(dāng)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(qū)域的應(yīng)用。在澳大利亞，只限于幾個地區(qū)可用水洗煤。蘇拉特盆地和加利利盆地的一些地區(qū)，特別是伯恩盆地和亨特山谷，受季節(jié)變化的影響較大，常常會限制用水(這是由于嚴(yán)重干旱造成的)。當(dāng)這種情況發(fā)生時，可能會造成成本劇增，或者可能需要限制選煤廠生產(chǎn)。2.6避免建造尾礦壩。在澳大利亞，礦山投產(chǎn)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(huán)境許可證。對于煤質(zhì)要求不嚴(yán)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(xì)粒物料保持潮濕，不易處理。當(dāng)大壩不再使用時，需要等很長一段時間，才能使用機器修復(fù)區(qū)域。尾礦壩是礦山基礎(chǔ)設(shè)施中昂貴的一部分，復(fù)合式干法選煤不需要筑壩，因為顆粒是循環(huán)輸送的，干燥的粗粒矸石會被傳遞到產(chǎn)品中。2.7在薄煤層中的應(yīng)用。在澳大利亞，有許多未洗煤(通常是低階煤)出口用于發(fā)電。這些礦山普遍存在的問題是，作業(yè)中的煤層或煤層某段煤質(zhì)低于最終產(chǎn)品要求。這導(dǎo)致了礦井生產(chǎn)能力的降低。

3結(jié)語

目前澳大利亞有關(guān)部門正在進行評估，以確定使用FGX復(fù)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(chǎn)能。

作者:迪克•鄧斯通 單位:澳大利亞頓斯通煤炭技術(shù)有限責(zé)任公司