1 概述

我国是一个富煤贫油少气的国家。2011年末，已探明的煤炭储量占世界煤炭储量的13.3%,可采量仅次于美国和俄罗斯，位居第三。2013年原煤总产量为36.8亿t,位居世界第一。2012年中国煤炭生产和消费占全球比重分别为47.5%和50.2%。原煤入选率2011年为53.0%,2012年为56.2%，2013年约60.2%,呈逐年上升趋势。煤炭占我国一次能源消费的比重2011年为72.8%,2013年约为65.7%,呈下降趋势。尽管如此，煤炭在我国国民经济发展中仍居重要的战略性地位卜。

2 煤炭洗选加工业发展历程

我国的煤炭生产60多年来大概经历了4个发展历程,如图1所示。

从图1可以看出，1952年到1981年，在约30年的时间内，原煤产量增长了约4.31亿t标煤，平均年增长0.14亿t标煤，这一阶段煤炭生产增速相对平稳缓慢。1981年至1996年的16年时间里，我国原煤产量增长了5.06亿t,平均年增长0.32亿t标煤，煤炭生产增速较之前30年有所加快。1996至2000年，受东南亚金融危机影响，我国煤炭产量减少了2.72亿t,平均年减少0.54亿t标煤。2000年至2011年的12年时间里，我国煤炭产量增加了17.61亿t标煤，平均年增长1.47亿t标煤,呈前所未有的快速增长。

60多年来，相较于煤炭产量，原煤入选率的增幅则更大。1952年我国原煤入选率约为4.4%,洗精煤年产量仅有几百万吨，2013年我国煤炭入选率已达到约60.2%。选煤工艺从20世纪50-70年代的以跳汰为主，发展到20世纪80年代的跳汰粗选、重介旋流器精选经典流程，再到20世纪90年代的跳汰、重介分选、水介旋流器分选、动筛跳汰选、风选、自生介质分选、微泡浮选等工艺共存的状态。近年，随着重介选煤工艺的基建投资和生产成本不断降低，在解决了设备、管道的耐磨，介质回收和髙效泵送设备问题后，重介质选煤技术在我国得到了迅速发展，其易操作和高效率的特性越来越受到欢迎，并已成为主导工艺。

2.1 建国初期

新中国成立时，我国只有十座选煤厂，选煤方法只有跳汰和溜槽，各项经济技术指标相当落后。50年代初期，是我国旧有选煤厂的恢复期。1953年，开滦林西选煤厂恢复生产，辽宁省的采屯、三宝、灵山、黑龙江鹤岗的南山等厂于1954年相继投产。

经过三年经济恢复后，国家开始了大规模经济建设的第一、第二个五年计划，在前苏联的援助下，新建了淮南望峰岗选煤厂(1958年，1.00Mt/a)、双鸭山选煤厂(1959年，1.50Mt/a)、峰峰马头选煤厂(1959年，2.00Mt/a)、鹤岗兴安台选煤厂(1960年，1.50Mt/a)，已有的北票冠山(0.90Mt/a)、台吉(1.05Mt/a)、阜新新邱(0.45Mt/a)等选煤厂也已恢复生产并不断扩大生产能力。当时开工建设的还有波兰援建的湖南株洲选煤厂(1960年，2.00Mt/a)、山西太原选煤厂(1960年，2.00Mt/a)和我国自主设计的邯郸选煤厂(1961年，1.5Mt/a)。1957年，我国原煤入选率约为16%，入选原煤约1500万t标煤，原煤入选率大大提髙。可以说，一五、二五计划的实施奠定了我国煤炭工业以及选煤厂设计及建设的基础。

1958-1960年的大炼钢铁、大跃进时期，为了满足钢铁工业对炼焦精煤的需要，短期间内建设了约90座简易选煤厂，选煤能力迅速增加，炼焦精煤产量由1957年的8.26Mt,猛增到1960年的36.35Mt。但这些选煤厂工艺系统简单，生产环节不配套，煤泥水处理不完善，大量煤泥流失厂外，既浪费了煤炭资源，又污染了环境。至1964年，随着钢铁工业的调整，大约有一半简易选煤厂下马，选煤能力急剧下降，炼焦精煤产量也降至1304万t。

2.2 20世纪60、70年代

1960-1970年，伴随着钢铁工业的调整和文革的开始，煤炭生产和选煤业受到冲击，精煤产量呈下滑趋势。为保证钢铁业的发展，国家采取了一系列重大经济技术措施，大力发展煤炭洗选加工业。先后从波兰引进了开滦吕家坨选煤厂(1968年，2.4Mt/a)、宁夏大武口选煤厂(1969年，3.0Mt/a)、开滦唐家庄选煤厂(1969年，1.2Mt/a)、水城老鹰山选煤厂(1969年，0.9Mt/a)、渡口把关河选煤厂(1970年，1.8Mt/a)、淮北青龙山选煤厂(1970年，2.OMt/a)、水城汪家寨选煤厂(1970年，1.2Mt/a)、汾西介休选煤厂(1970年，2.0Mt/a)和盘县火烧铺选煤厂(1972年，0.9Mt/a)10套选煤厂，总设计规模16.4Mt/a，大大提高了选煤厂生产能力。

1970年，我国自行设计了第一座机械、电气设备全部为国产，采用“重介+浮选”工艺的选煤厂——平顶山田庄选煤厂(3.50Mt/a)，为我国重介质选煤工艺的发展积累了经验。

1971-1978年，煤炭洗选加工业，尤其是炼焦精煤产量稳步上升，到1978年达到5170万t。

2.3 20世纪80年代

这一时间段的前期，是改革开放初期的起步阶段，由于之前的选煤业处于停滞不前状况，选煤加工能力大大落后于原煤生产能力的增长。为保证发展钢铁工业所需要的炼焦精煤，改变我国选煤落后状况，当时的煤炭工业部选煤设计研究院采用国产选煤装备完成了采用跳汰一浮选工艺的1.80Mt/a标准设计，并先后完成了淮北芦岭、江苏大屯、邢台东庞、平顶山八矿等选煤厂的建设。同期还建设了淮南潘一、兖州鲍店等3.0Mt/a大型炼焦煤选煤厂和平顶山一矿、阳泉一矿、阳泉三矿等动力煤选煤厂。同时，经国务院批准，先后从国外引进先进选煤厂成套设备(见表1)，大大推进了我国选煤技术的发展。选煤厂规模增大，国外先进选煤工艺、设备逐渐引入，特大规模动力煤选煤厂开始建设。

其中的兴隆庄、范各庄选煤厂引进了德国洪堡特KHD跳汰机，为我国设计和制造大型跳汰机提供了样机，为大型(3.0Mt/a)炼焦煤选煤厂采用国产成套设备创造了条件。西曲选煤厂是利用日本能源贷款建设的项目，设计规模3.0Mt/a,由当时的煤炭工业部选煤设计院设计，主要设备从日本、美国、德国等国家采购，采用跳汰粗选、重介旋流器精选、煤泥浮选流程，是80年代末至90年代初期洗选炼焦煤具有代表性的工艺。西曲选煤厂所引进的部分设备在国内实现了国产化生产，其中的VC-48、VC-56型振动离心机和1400x1800型沉降过滤式离心机一段时期内在我国得以广泛应用。

安太堡选煤厂是采取中美合资建设并由美方进行经营管理的我国第一座特大型动力煤选煤厂，设计规模15.00Mt/a,由美国麦克纳利公司设计，采用块煤浅槽重介质分选机、末煤两产品重介质旋流器分选工艺，全套设备从美国、日本和德国引进。在这之前我国的选煤厂最大规模只有4.0Mt/a,安太堡选煤厂建成后，带来了选煤厂设计的新理念，从此特大型选煤厂如雨后春笋般在我国出现，其中大多是动力煤选煤厂。

晋阳选煤厂(包括七星选煤厂)是80年代从原苏联引进，由原苏联南方煤炭设计院与山西煤矿设计院联合设计,采用三产品重介旋流器+煤泥浮选联合流程，设计规模1.8Mt/a的炼焦煤选煤厂，1990年9月投产。晋阳选煤厂所采用的三产品重介旋流器在我国是首次使用，其大大简化了分选工艺，为我国炼焦煤和动力煤分选带来新工艺、新设备，大大促进了先进、高效的重介质选煤工艺的发展，同时为我国大型三产品重介旋流器的研制成功提供了一个研究范例。现在，尽管我国在三产品重介旋流器的研发和应用方面已远远走在世界前端，但在旋流器本体耐磨材料的研制和应用方面，我们始终未能超越前苏联。

上述这些选煤厂的引进，一方面增加了我国选煤厂总入选能力，更重要的是在选煤厂设计、选煤工艺和设备、自动控制、快速装车和经营管理上带来了新理念，对促进我国选煤技术的发展起了很大的作用。1990年，我国原煤入选率达到约19.0%。

2.4 20世纪90年代

1990-2000年，随着全国改革开放的深入发展，我国经济体制从计划经济进入市场经济，选煤行业迎来了快速发展阶段。1991年8月，我国第一座以三产品重介旋流器为主导工艺的大型选煤厂——铁东选煤厂建成投产。铁东选煤厂由原煤炭工业部选煤设计院设计，采用分级入选技术，其中：+13mm块煤跳汰选、13-0.5mm重介选、-0.5mm浮选，设计规模1.2Mt/a，全部设备国产，投产后获得国家优秀工程设计金质奖。该厂的示范效应，大力推动了我国三产品重介旋流器等设备和重介选煤技术的发展。

除了钢铁需求量增加带动炼焦煤选煤厂快速发展外，为了降低炼钢(铁)的成本，高炉喷吹煤的需求大增，带动了无烟煤选煤厂的建设发展，无烟煤洗选由过去的满足化肥厂需求只洗选块煤改变为也分选末煤，这一时期建设、改造或引进的选煤厂有：永城陈四楼选煤厂，阳泉一、二、三、五矿选煤厂和晋城成庄末煤重介模块式选煤厂(1994年，2.4Mt/a)等都生产高炉喷吹煤。这一时期，国家又进一步出台了鼓励煤炭出口的税收优惠政策，刺激了动力煤洗选业的发展，期间又有兖州的东滩(1993年，4.0Mt/a)、济宁二号(1995年，4.0Mt/a)、平朔的安家岭(2000年，15.0Mt/a)、大同四台沟(1991年，5.3Mt/a)、神东大柳塔(1999年，6.OMt/a)等选煤厂都是为适应出口煤需要而建设的。其中的平朔安家岭选煤厂是我国自行设计的第一座特大型现代化选煤厂，建设规模15.0Mt/a,现生产能力可达25.OMt/a,采用150-13mm块煤重介浅槽、13-0.15mm末煤重介旋流器主再洗分选、煤泥加压过滤回收工艺。安家岭选煤厂的投产运行，为我国特大型选煤厂的设计积累了许多宝贵的设计经验，推动了我国选煤厂建设的大型化和高效化进程，给我们带来了选煤厂设计、管理的新理念，为我国选煤厂设计与建设树立了一座新的里程碑,其采用的块、末煤分别重介分选工艺直至现在还是动力煤选煤厂的主流分选工艺。

1996年至2000年期间，受东南亚金融危机影响，我国市场需求大幅下降，煤炭价格下行，煤炭生产呈下降趋势。从1997年底开始实施全国范围内的煤炭生产秩序整顿，实行关井压产，以缓解煤炭供需失衡的矛盾。这一时期的煤炭洗选业则呈逆势发展。为争得煤炭市场，各大煤企都在做提高煤质、提高产品回收率的文章，开始了一轮选煤厂技术改造的浪潮。技术改造的基本内容是改善分选工艺、降低分选下限、完善煤泥回收环节，如跳汰改重介、增加末煤入选、煤泥回收设备采用加压过滤机或快速隔膜压滤机等，进而提高产品回收率、提高企业经济效益。这一期间煤炭入选率增加较迅速。到2000年，我国煤炭入选率达到35%。

2.5 21世纪以来

进入21世纪，我国工业化进程加快，以煤炭为主的能源生产和消费迅速增加，给资源和环境带来极大的压力，国家把节能减排、保护环境、安全生产和矿产资源综合利用作为基本国策。选煤作为洁净煤技术的基础和前沿，其提高煤炭质量和利用效率、减少无效运输、减少燃煤污染物排放的效果是显而易见的，在这一大背景下，选煤进入了大发展时期。从2000-2007年，选煤厂的入选原煤能力由5.2199亿t/a增加到12.50亿t/a。平均每年增加选煤能力约1亿t。

这一时期，选煤厂建设的特点一是规模增加，最大规模达40.00Mt/a;二是动力煤选煤厂数量占多数;三是多采用重介为主的选煤工艺。这一时期建设的10.0Ml/a以上的特大型煤选煤厂有47多座，部分见表2。

这一阶段，选煤厂建设有了一些新的变化，主要体现在两个方面：

1)储配煤中心(场)的大量建设。由于煤炭开采与使用在供应链条上的缺陷，使得本世纪前十年常在冬季供暖季闹煤荒，特别是2008年南方冰冻雪灾导致大型电厂也出现燃料煤告急的情况，严重影响人民生活和电力供应的安全。为提高煤炭供应保障能力，国家发改委于2011年下发了《国家煤炭应急储备管理暂行办法》，要求在重要煤炭集散地、消费地、关键运输枢纽等地建立应急储备点，用于应对重大自然灾害、突发事件等导致煤炭供应中断或严重不足情况。自此，在全国范围，相继开始了储煤、配煤中心(场)的大规模建设。具有代表的有：大型火电厂，沿海的秦皇岛港、京唐港，沿江的芜湖港、靖江港等煤炭储配中心。

2)产品结构的变化。伴随着煤炭集中产地的西移、环境状况对清洁能源快速增长的供应需求和我国富煤贫油少气的能源供应特点，在传统煤化工产业的基础上，现代煤化工正在兴起，化工用煤量在逐渐增加。现代煤化工是我国煤化工产业战略升级的重点，十一五、十二五期间，石油需求快速增长但产量增长缓慢、油价攀升，在这一大背景下，我国以石油、天然气替代品为主要方向的煤制油、煤制甲醇二甲醚、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇等现代煤化工产业形成了新一轮发展浪潮。

在选煤厂设计、建造和管理创新上，这一阶段也有突飞猛进的发展。从选煤工艺上，适用于动力煤洗选的块、末煤重介分选和炼焦煤的大直径三产品旋流器分选工艺被大力推广采用;从工艺布置上，模块式、高效装配式钢结构厂房得以推广应用;选煤设备大型化、成套化、自动化得以大规模应用;选煤厂的建设标准、管理水平有了很大提高;在建设模式上，开始实行以设计为龙头的工程总承包建设模式，大大提高了选煤厂建设速度，缩短了建设工期。在生产管理方面越来越多的采用专业的托管运营公司。到2013年底，我国已拥有有世界上最先进的选煤工艺和设备，原煤洗选加工能力接近24亿t,原煤入选率近60.2%，巳达到世界平均水平，中国成为当今世界第一选煤大国。

3 煤炭洗选加工业现状

3.1 工艺

简单、高效、可靠、灵活是确定选煤工艺的基本原则

当选煤厂规模不大、煤质好，地处高寒、缺水地区时,可选用简单筛分或干法选煤工艺。

规模较大、煤质较好的动力煤选煤厂可采用块煤分选工艺，以减少末煤入选，减少回收煤泥量。块煤分选的粒度下限以煤质情况和产品质量要求定，也与所选用的块煤分选设备有关，块煤动筛跳汰机分选下限为25-50mm,块煤浅槽重介分选机分选下限一般为13mm;随着新型分级设备效率的提高，块煤重介浅槽分选机的分选粒度下限呈下降趋势，可至6mm。煤质差、产品质量要求较高时，动力煤分选工艺可采用块、末煤分别入选，也可增加粗煤泥分选，但动力煤选煤厂基本不设置浮选。近二年来，动力煤选煤厂广泛采用6mm左右脱粉工艺。

炼焦煤选煤厂多数采用-50mm全入选，煤泥浮选。视选煤厂规模大小、煤泥量多少、粗煤泥的可选性，可增加粗煤泥分选环节，以提高末煤脱介效果，减少煤泥入浮量，降低加工成本。

灵活主要体现在动力煤分选上，要求产品在粒度、发热量等方面具有灵活性，以满足市场需求;它的实现主要是在选煤厂煤流运输及产品储存系统上，通过末煤的入选、不入选和部分入选，产品之间的掺混，实现动力煤选煤厂最终产品的灵活性。

3.2 装备、设施及材料

选煤装备与选煤工艺的升级、发展、创新是相互促进、相互推动的关系。

选煤设备的大型化和可靠性在21世纪取得了很大成绩。筛分设备种类多样，除过去常用的圆振动筛、直线振动筛、香蒸筛、概率筛、高频筛、固定筛外，近年还引进了用于深度分级的弛张筛，筛宽也由3.0m提高到4.2-4.9m;重介浅槽分选机槽宽可达8.0m;末煤分选重介旋流器直径达1.50m;末煤脱水离心机筛篮直径由1.4m提高到1.5-1.7m;机械搅拌式浮选机单槽容积巳达45m3;全自动板式压滤机过滤面积已达550m2;加压过滤机过滤面积已达200m2。磁选机以提高磁性物的回收率、提高单机处理能力、提高磁选入料的粒度范围、提高设备运行的可靠性为宗旨，目前，湿式磁选机筒体表面磁场强度达到180-600mT,磁性物回收率达到99.9%,入料最大粒度为3mm。

除了分选设备外，辅助设施也在向大型化、自动化方向发展，原煤及产品煤筒仓最大直径可达45m,单仓储量5万t;半地下式槽仓储量可达20万t;单个封闭式储煤场总储量可达50万t，圆形储煤场直径120m,条形储煤场长度达350m;原煤及产品配煤已实现自动化;火车、汽车快速装车站的广泛应用，使产品外运的装车、计量实现快速化、自动化。

重介质选煤方法虽在分选效率上高于其他选煤方法,但其因使用磁铁矿类加重质，使得泵类、管道的磨损严重，甚至影响生产正常进行。新型耐磨材料的应用，使选煤厂的整体可靠性大大提高。渣浆泵类采用高铬合金铸铁等过流件，管道使用陶瓷耐磨复合管，使这类设备/材料的寿命大大延长。

3.3 其他

工艺和设备的成熟完善，使选煤厂向规模大型化、工艺简单化、控制自动化、运行高效化、管理专业化、厂房模块化、设计标准化方向发展，工程总承包的建设模式使建设周期大幅缩短;工程设计、设备和建设模式也向国际化方向迈进，由过去的“请进来”，到现在的向“走出去”发展。

4 煤炭洗选加工业展望

在提高煤炭洗选比例的基础上，资源的合理利用、装备大型国产化、煤泥减量入选，实现选煤厂自动化、信息化、智能化绿色生产是选煤厂未来发展的方向。

4.1 注重资源的合理利用

针对近年我国煤炭开发力度过大、在利用上的无序性及资源的有限性，2012年底，发改委颁布了《特殊和稀缺煤类管理暂行规定》，从开发建设、生产管理、加工利用等方面做出了相应规定。特殊稀缺煤类应全部入选，优先用于冶金、化工、材料等行业，限制作为燃料直接利用，鼓励用提质煤替代焦煤，焦炭总量以满足国内需求为目标，限制出口，并划定了特殊和稀缺煤类矿区范围。2011年1月发布的国家标准《稀缺、特殊煤炭资源的划分与利用》，对稀缺、特殊煤炭资源的划分、命名、评价和利用做了明确规定。煤炭洗选加工业在未来需要强化的工作就是要加强对煤质的分析，做好产品方案的文章，做到“分质利用、煤尽其用”，把资源用在最合适的地方。稀缺炼焦用煤(肥煤、焦煤、瘦煤)严格用于焦化，稀缺高炉喷吹用无烟煤和稀缺高炉喷吹用贫煤、贫瘦煤优先作为高炉喷吹用，特低灰、特低硫煤优先作为活性炭用原料煤;无烟块煤作为工业燃料及电厂燃料的用量要逐步降低;无粘结性或弱粘结性的高挥发分烟煤优先用于生产兰炭;低硫煤优先用于发电、工业燃料、民用燃料，中/高硫煤优先用于以煤气化为龙头的煤化工;重点研究大处理量的褐煤洗选、提质利用，提出挥发分用于煤气化或发电;优质煤长途运输，劣质煤就近转化。做好煤炭分质利用的文章也可最大限度合理利用煤炭资源。

4.2 选煤装备向国产化、可靠、高效、节能方向发展

今天，中国选煤工业已经拥有了世界上最先进的选煤工艺、拥有世界上规模最大的选煤厂，对选煤工艺的应用也趋于成熟。但是，除了重介质旋流器、加压过滤机和泵类设备外，选煤厂如重介浅槽分选机、各种用途的大型筛分机、大块煤破碎机等关键设备还是经常从国外引进。实际上这些设备国内都有生产，但由于可靠性问题，用户还是倾向于购买国外设备。可以说，提高设备的可靠性是解决选煤设备国产化、大型化的关键。

高效和节能也一直是各行各业追求的目标。就选煤厂来说，提高分选设备的分选效率、提高分级设备的分级效率一直是广大科研工作者研究的课题，而实际上，选煤方法从溜槽到跳汰再到重介的更替过程就是对效率的追求过程。

早在2006年，国务院就下发了《关于加强节能工作的决定》，要求“建立固定资产投资项目节能评估和审查制度，对未进行节能审查或未能通过节能审查的项目一律不得审批、核准，从源头杜绝能源的浪费”。随后又发布了、《煤炭工业节能减排工作意见》等文件，对节能工作提出了更具体的目标和要求。时至今日，这些目标和要求已基本达到，而新的标准、政策等又对节能提出了新的更高的要求。对于选煤工作者来说，如何从选煤工艺、布置、设备、产品结构等方面降低能耗，倡导绿色清洁生产是今后要做的工作。

4.3 煤泥减量入选

有些动力煤选煤厂因煤质不好，为满足用户对产品质量的要求，需要入选末煤。但末煤全入选，带入的煤泥需要从煤泥水中加以回收，煤泥入水后水分增高、发热量下降，使得选煤厂效益下降，有些选煤厂甚至出现洗选加工煤发热量低于原煤的现象。解决这一问题的办法是减少进入分选的煤泥量，关键点是解决煤的干法深度筛分问题。目前这一问题的解决方案是采用弛张筛进行6mm深度筛分，采用重介浅槽分选机对筛上块煤进行分选。神华集团已经就这一课题进行研究并已做了实际工艺试验，试验结果，驰张筛6mm分级筛分效率大于85%(90%左右)，单位处理能力22.67t/m2,由于增加了原煤入选量，使精煤产量增加、混煤产量减少，加工吨原煤直接经济效益增加6.247元/t。

未来煤泥减量入选将是动力煤选煤厂的一个发展方向，粉煤干法深度筛分或空气分级是可供研究开发的课题。重介浅槽分选机可以接受的最小分选粒度为6mm，跳汰机、重介质旋流器都可以实现下限小于6mm粉煤的分选，但跳汰机分选效率低，重介质旋流器会增加次生煤泥量，因此，下限小于6mm粉煤的分选,也是需要研究的课题。

5 结语

经过60多年的发展，我国煤炭洗选加工业从洗精煤年产量仅有几百万吨，到原煤总产量36.8亿t居世界第一，原煤入选率约60.2%,是国家进步、强盛的结果，也是广大选煤工作者的骄傲。同时也应看到，煤炭是不可再生能源，在一次能源中所占比例会逐渐降低，这是不可逆转的趋势。因此，加强对煤炭的合理利用，发展煤炭的清洁高效转化，减少煤炭利用中对环境造成的污染，提高选煤厂工艺、装备、建设、管理水平，是选煤工作者的使命。