1. 中國選煤工業簡況及選煤工業存在的難點問題 中國選煤工業起步較晚，50年代才開始建立起自己的選煤工業，經歷了2次快速發展時期。70年代以"洗煤保鋼"為主要內容的選煤大發展，使原煤入選比例由1970年的10%增長到1980年的17%，基本滿足中國鋼鐵工業對煉焦煤質量的要求；90年代以來，煤炭工業面臨經濟與環境的雙重壓力，選煤工業進入新的快速發展時期，"八五"期間原煤入選量的增長速度首次超過原煤增長速度。截止1999年，全國年入選3萬t以上的選煤廠1585座，設計入選能力為50243萬t／a。1999年，全國原煤入選量為30145萬t，入選比例由1990年的19%增長到1999年的28．9%。
中國選煤工業的簡況見表1、圖1、圖2。
表 1 1999年中國選煤數量及選率
類型 設計能力 /Mt.a-1 入選量 /Mt 入選率 /% 選煤廠數量 /座
國有重點礦 354.67 213.95 41.7 237
地方煤礦 84.29 58.5 27.6 469
鄉鎮煤礦 63.47 29 9.1 879 合計 502.43 301.45 289 1585
中國選煤工業有了較大發展，但與國際先進水平和國內生產需求相比，特別是與潔凈煤技術的要求相比，還存在一定的差距。目前選煤工業存在的難點及熱點問題主要為：
(1)原煤入選比例低，精煤灰分高。全國平均入選比例為28．9%，其中國有重點煤礦為41．7%，地方國有煤礦為27．6%，鄉鎮煤礦9．1%，遠遠低于國外50%～95%的水平。中國煉焦精煤和商品動力煤平均灰分分別為9．88%和22．43%，而同期美國僅為7%和17%。
(2)選煤廠廠型小，生產工效低。1999年，全國選煤廠年平均生產能力為31萬t，其中國有重點煤礦為150萬t，鄉鎮煤礦只有7萬t，而美國平均生產能力為340萬t。由于自動化程度較低，設備可靠性不高，造成中國選煤廠用人多、工效低，工效為17t/工，僅為國外的10%～15%。
(3)大型設備及自動化檢測儀表的可靠性有待提高。由于整體工業水平較低，使得大型選煤設備和自動化元器件的原材料、制造工藝落后，設備可靠性不佳，嚴重制約著選煤工業的發展。
(4)適用于干旱缺水地區，年輕變質煤及易泥化煤分選的干法及節水型分選技術，尤其是空氣重介流化床干法選煤技術有待進一步開發、完善。
(5)生產能力閑置嚴重。一方面原煤入選比例低，另一方面生產能力閑置嚴重，1999年全國選煤廠能力利用率僅為60％。
(6)選煤工藝落后。先進高效的重介質選煤工藝僅占23％，中國大多數選煤廠多采用跳汰工藝，造成精煤損失大、產品灰分高、分選效果差。
(7)共伴生礦物的分選、提純和綜合利用技術尚不成熟，煤系非金屬礦產資源沒有得到有效地利用。
(8)選煤基礎理論研究薄弱，對新的分選方法、設備的探索不夠有力，影響選煤技術水平的進一步提高。
2 新世紀對選煤技術的期待
2．1 選煤技術發展方向
在"九五"攻關并取得成果的基礎上，中國的選煤科學技術將按照面向選煤生產建設的產業化技術、重點開發研究的關鍵技術和處于基礎研究階段的前瞻技術3個層次，在新世紀得到進一步的發展。一方面，具有分選精度高、對原煤適應性強、易于實現自動控制等優點的重介質選煤技術的產業化將成為中國選煤技術近期優先發展領域，使重介質選煤的比例得到大幅度提高；另一方面，以高效深度脫硫降灰為主要內容的選煤工藝與設備、動力煤分選、大型選煤設備提高可靠性與機電一體化將成為重點開發研究的關鍵技術，解決選煤生產中急需解決的重大關鍵問題；此外，在重介質旋流器選煤機理、選煤設備磨損機理、非線性科學在選煤科學中的應用、油團選、微生物選、電化學選等方面加強應用基礎研究，開發一系列前瞻技術，為選煤技術的進一步發展奠定基礎。
2．2 "十五"期間重點發展領域
2．2．1 重介質選煤技術
重介質選煤技術具有分選精度高、對原煤適應性強、易于實現自動控制等優點應當成為選煤工業發展的首先技術。過去由于存在建廠投資高、生產費用大、系統復雜、操作困難等缺點，而被認為只能用于難選和極難選煤的分選，中國重介質選煤的比例一直在3％左右徘徊。目前中國的選煤廠，特別是大型選煤廠多采用跳汰工藝，由于跳汰機分選精度低，即便處理易選煤，矸石中精煤損失也高于2％(全國平均約5％)，損失于中煤中的精煤則更高(全國平均約30％)。不僅如此，隨著市場對商品煤質要求的不斷提高，許多選煤廠用跳汰機甚至選不出合格的精煤。近20年來，特別是"九五"期間，重介質選煤技術取得了突破性的進展，以大型無壓給料三產品重介質旋流器為主選設備的簡化重介質選煤工藝和以單密度兩段兩產品重介質旋流器為主選設備的三產品重介質選煤工藝已經研究成功，經受了生產考驗。此外，在大型脫介設備、強磁磁選機、配套專用泵和重介質選煤工藝參數自動控制等方面均取得了長足的進步，基本具備了快速發展重介質選煤的條件。中國高硫、難選煤比例大、重介質選煤比例大大落后于世界主要產煤國家，加快重介質選煤技術的發展，迅速推廣普及以上2種重介質選煤工藝模式為主要內容的重介質選煤技術，提高重介質選煤比例已經到了刻不容緩的程度。因此，重介質選煤技術應當成為中國選煤技術的優先發展領域。 "十五"期間主要研究1400／1000大型多入料口三產品重介質肇流器工藝系統，研究改進主要旋流器與煤泥重介旋流器組合工藝，使全部煤泥均進入小直徑重介旋流器精選，從而提高分選精度，減少入浮量。同時進行采用簡化重介質選煤工藝的可移動式模塊重介選煤系統研究。
2．2．2 大型選煤關鍵設備提高可靠性與機電一體化技術
大型篩分機、大型跳汰機、大型重介質旋流器、大型浮選機、大型臥式振動離心脫水機及立式刮刀卸料離心脫水機、細粒煤熱壓過濾脫水機等關鍵設備可靠性的提高并實現機電一體化，將會使系統單機化、控制簡化、提高工效、穩定產品質量、降低基建投資和生產費用，可明顯提高中國選煤技術整體水平。
2．2．3 動力煤分選關鍵技術
包括大型高效潮濕原煤的3 mm分級技術、高效經濟的分選技術。研究高效離心篩、彈性篩面弛張篩，要求分級粒度為3 mm(6 mm)；在入料水分小于15%，入料粒度小于13mm時，處理能力達到5～10t／(h．m2)，篩分效率大于70%。復合式干選機分選的I=0．11～0．15，h=85%；設備可靠性達到10000 h以上；重介流化床分選的Ep=0．5～0．07，Q=200 t／h。這些分級分選技術的研制成功將會以最經濟的手段使動力煤入選量快速增長，迅速改變中國動力煤入選比例過低的現狀，整體提高煤質和減少污染物的排放，經濟和環境效益明顯。
2．2．4 先進細粒煤脫硫降灰技術
包括大型浮選床(FCSMC-6000X 6000)技術、離心力復合力場選煤技術、微細介質重介質旋流器及細泥選擇性絮凝組合工藝技術等，強化細粒煤的分選，為高硫煤的深度脫硫降灰提高有效的技術手段。
2．2．5 重大基礎性研究
應把重介質旋流器選煤機理的研究放在首位，在已有的研究基礎上，開展旋流器內力場與密度場的研究、旋流器結構、型式的研究、兩段旋流器的相互影響研究、旋流器相似放大準則、介質性質對分選效果影響的研究、介質及物料給入方式及壓力的研究、物料脫泥與不脫泥和細泥數量及其粒度組成對分選效果影響的研究等，其研究成果將直接影響重介質旋流器選煤技術最佳結構參數及工藝參數的確定。其次，還要研究弧形篩、振動篩脫介脫水機理，選煤設備磨損機理，提高大型設備的可靠性。此外，在非線性科學在選煤科學中的應用、油團選、微生物選、電化學選等方面加強應用基礎研究，開發一系列前瞻技術，為選煤技術的進一步發展奠定基礎。
3 "十五"及2010年的主要發展目標
(1)選煤廠全員工效由"九五"末的平均17t／工提高到30～50 t／工。促進煤炭行業的技術升級，推動選煤工業發展，改善煤炭產品結構，提高行業經濟效益，減輕燃煤污染。
(2)大力發展先進高效的重介質選煤技術，"十五"期間將重介質選煤比例由現在的23％提高 到30％以上。
(3)研制開發大型成套選煤設備及自動化裝置，并提高其可靠性，設備可靠性由現在的70％提高到80％，實現600萬t／a選煤廠所需設備全部國產化。
(4)加快動力煤分選關鍵技術的研究開發，迅速改變中國動力煤入選比例過低的現狀，使動力煤入選比例由1999年的10％提高到2004年的60％以上。整體提高煤質和減少污染的排放。
(5)研究開發高硫煤洗選、副產品加工利用成套實用技術，構筑起高硫煤礦區煤炭脫硫降灰和綜合利用技術的基本框架。
(6)進一步研究開發干法選煤及節水型選煤技術，進行干法選煤的工業示范。到2010年，干法及節水型選煤技術進一步成熟，制約中國西部干旱缺水地區發展煤炭洗選加工工業的問題得到根本解決。
(7)開展煤系共伴生礦物的分選、提純和綜合利用的研究，并使之與選煤結合，實現資源有效利用。到2010年，與煤共伴生礦物資源得到綜合利用，選煤廠將成為多產品結構、無工業污染、高經濟效益的企業。
(8)建設"國家選煤工程技術研究中心"，努力解決科技成果向生產力轉化的薄弱環節問題。
(9)2010年，中國煤炭洗選加工的主要技術達到國際先進水平。
中國選煤工業的簡況見表1、圖1、圖2。
表 1 1999年中國選煤數量及選率
類型 設計能力 /Mt.a-1 入選量 /Mt 入選率 /% 選煤廠數量 /座
國有重點礦 354.67 213.95 41.7 237
地方煤礦 84.29 58.5 27.6 469
鄉鎮煤礦 63.47 29 9.1 879 合計 502.43 301.45 289 1585
中國選煤工業有了較大發展，但與國際先進水平和國內生產需求相比，特別是與潔凈煤技術的要求相比，還存在一定的差距。目前選煤工業存在的難點及熱點問題主要為：
(1)原煤入選比例低，精煤灰分高。全國平均入選比例為28．9%，其中國有重點煤礦為41．7%，地方國有煤礦為27．6%，鄉鎮煤礦9．1%，遠遠低于國外50%～95%的水平。中國煉焦精煤和商品動力煤平均灰分分別為9．88%和22．43%，而同期美國僅為7%和17%。
(2)選煤廠廠型小，生產工效低。1999年，全國選煤廠年平均生產能力為31萬t，其中國有重點煤礦為150萬t，鄉鎮煤礦只有7萬t，而美國平均生產能力為340萬t。由于自動化程度較低，設備可靠性不高，造成中國選煤廠用人多、工效低，工效為17t/工，僅為國外的10%～15%。
(3)大型設備及自動化檢測儀表的可靠性有待提高。由于整體工業水平較低，使得大型選煤設備和自動化元器件的原材料、制造工藝落后，設備可靠性不佳，嚴重制約著選煤工業的發展。
(4)適用于干旱缺水地區，年輕變質煤及易泥化煤分選的干法及節水型分選技術，尤其是空氣重介流化床干法選煤技術有待進一步開發、完善。
(5)生產能力閑置嚴重。一方面原煤入選比例低，另一方面生產能力閑置嚴重，1999年全國選煤廠能力利用率僅為60％。
(6)選煤工藝落后。先進高效的重介質選煤工藝僅占23％，中國大多數選煤廠多采用跳汰工藝，造成精煤損失大、產品灰分高、分選效果差。
(7)共伴生礦物的分選、提純和綜合利用技術尚不成熟，煤系非金屬礦產資源沒有得到有效地利用。
(8)選煤基礎理論研究薄弱，對新的分選方法、設備的探索不夠有力，影響選煤技術水平的進一步提高。
2 新世紀對選煤技術的期待
2．1 選煤技術發展方向
在"九五"攻關并取得成果的基礎上，中國的選煤科學技術將按照面向選煤生產建設的產業化技術、重點開發研究的關鍵技術和處于基礎研究階段的前瞻技術3個層次，在新世紀得到進一步的發展。一方面，具有分選精度高、對原煤適應性強、易于實現自動控制等優點的重介質選煤技術的產業化將成為中國選煤技術近期優先發展領域，使重介質選煤的比例得到大幅度提高；另一方面，以高效深度脫硫降灰為主要內容的選煤工藝與設備、動力煤分選、大型選煤設備提高可靠性與機電一體化將成為重點開發研究的關鍵技術，解決選煤生產中急需解決的重大關鍵問題；此外，在重介質旋流器選煤機理、選煤設備磨損機理、非線性科學在選煤科學中的應用、油團選、微生物選、電化學選等方面加強應用基礎研究，開發一系列前瞻技術，為選煤技術的進一步發展奠定基礎。
2．2 "十五"期間重點發展領域
2．2．1 重介質選煤技術
重介質選煤技術具有分選精度高、對原煤適應性強、易于實現自動控制等優點應當成為選煤工業發展的首先技術。過去由于存在建廠投資高、生產費用大、系統復雜、操作困難等缺點，而被認為只能用于難選和極難選煤的分選，中國重介質選煤的比例一直在3％左右徘徊。目前中國的選煤廠，特別是大型選煤廠多采用跳汰工藝，由于跳汰機分選精度低，即便處理易選煤，矸石中精煤損失也高于2％(全國平均約5％)，損失于中煤中的精煤則更高(全國平均約30％)。不僅如此，隨著市場對商品煤質要求的不斷提高，許多選煤廠用跳汰機甚至選不出合格的精煤。近20年來，特別是"九五"期間，重介質選煤技術取得了突破性的進展，以大型無壓給料三產品重介質旋流器為主選設備的簡化重介質選煤工藝和以單密度兩段兩產品重介質旋流器為主選設備的三產品重介質選煤工藝已經研究成功，經受了生產考驗。此外，在大型脫介設備、強磁磁選機、配套專用泵和重介質選煤工藝參數自動控制等方面均取得了長足的進步，基本具備了快速發展重介質選煤的條件。中國高硫、難選煤比例大、重介質選煤比例大大落后于世界主要產煤國家，加快重介質選煤技術的發展，迅速推廣普及以上2種重介質選煤工藝模式為主要內容的重介質選煤技術，提高重介質選煤比例已經到了刻不容緩的程度。因此，重介質選煤技術應當成為中國選煤技術的優先發展領域。 "十五"期間主要研究1400／1000大型多入料口三產品重介質肇流器工藝系統，研究改進主要旋流器與煤泥重介旋流器組合工藝，使全部煤泥均進入小直徑重介旋流器精選，從而提高分選精度，減少入浮量。同時進行采用簡化重介質選煤工藝的可移動式模塊重介選煤系統研究。
2．2．2 大型選煤關鍵設備提高可靠性與機電一體化技術
大型篩分機、大型跳汰機、大型重介質旋流器、大型浮選機、大型臥式振動離心脫水機及立式刮刀卸料離心脫水機、細粒煤熱壓過濾脫水機等關鍵設備可靠性的提高并實現機電一體化，將會使系統單機化、控制簡化、提高工效、穩定產品質量、降低基建投資和生產費用，可明顯提高中國選煤技術整體水平。
2．2．3 動力煤分選關鍵技術
包括大型高效潮濕原煤的3 mm分級技術、高效經濟的分選技術。研究高效離心篩、彈性篩面弛張篩，要求分級粒度為3 mm(6 mm)；在入料水分小于15%，入料粒度小于13mm時，處理能力達到5～10t／(h．m2)，篩分效率大于70%。復合式干選機分選的I=0．11～0．15，h=85%；設備可靠性達到10000 h以上；重介流化床分選的Ep=0．5～0．07，Q=200 t／h。這些分級分選技術的研制成功將會以最經濟的手段使動力煤入選量快速增長，迅速改變中國動力煤入選比例過低的現狀，整體提高煤質和減少污染物的排放，經濟和環境效益明顯。
2．2．4 先進細粒煤脫硫降灰技術
包括大型浮選床(FCSMC-6000X 6000)技術、離心力復合力場選煤技術、微細介質重介質旋流器及細泥選擇性絮凝組合工藝技術等，強化細粒煤的分選，為高硫煤的深度脫硫降灰提高有效的技術手段。
2．2．5 重大基礎性研究
應把重介質旋流器選煤機理的研究放在首位，在已有的研究基礎上，開展旋流器內力場與密度場的研究、旋流器結構、型式的研究、兩段旋流器的相互影響研究、旋流器相似放大準則、介質性質對分選效果影響的研究、介質及物料給入方式及壓力的研究、物料脫泥與不脫泥和細泥數量及其粒度組成對分選效果影響的研究等，其研究成果將直接影響重介質旋流器選煤技術最佳結構參數及工藝參數的確定。其次，還要研究弧形篩、振動篩脫介脫水機理，選煤設備磨損機理，提高大型設備的可靠性。此外，在非線性科學在選煤科學中的應用、油團選、微生物選、電化學選等方面加強應用基礎研究，開發一系列前瞻技術，為選煤技術的進一步發展奠定基礎。
3 "十五"及2010年的主要發展目標
(1)選煤廠全員工效由"九五"末的平均17t／工提高到30～50 t／工。促進煤炭行業的技術升級，推動選煤工業發展，改善煤炭產品結構，提高行業經濟效益，減輕燃煤污染。
(2)大力發展先進高效的重介質選煤技術，"十五"期間將重介質選煤比例由現在的23％提高 到30％以上。
(3)研制開發大型成套選煤設備及自動化裝置，并提高其可靠性，設備可靠性由現在的70％提高到80％，實現600萬t／a選煤廠所需設備全部國產化。
(4)加快動力煤分選關鍵技術的研究開發，迅速改變中國動力煤入選比例過低的現狀，使動力煤入選比例由1999年的10％提高到2004年的60％以上。整體提高煤質和減少污染的排放。
(5)研究開發高硫煤洗選、副產品加工利用成套實用技術，構筑起高硫煤礦區煤炭脫硫降灰和綜合利用技術的基本框架。
(6)進一步研究開發干法選煤及節水型選煤技術，進行干法選煤的工業示范。到2010年，干法及節水型選煤技術進一步成熟，制約中國西部干旱缺水地區發展煤炭洗選加工工業的問題得到根本解決。
(7)開展煤系共伴生礦物的分選、提純和綜合利用的研究，并使之與選煤結合，實現資源有效利用。到2010年，與煤共伴生礦物資源得到綜合利用，選煤廠將成為多產品結構、無工業污染、高經濟效益的企業。
(8)建設"國家選煤工程技術研究中心"，努力解決科技成果向生產力轉化的薄弱環節問題。
(9)2010年，中國煤炭洗選加工的主要技術達到國際先進水平。
