120万吨选煤厂可行性研究报告.docx

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120万吨选煤厂可行性研究报告

选煤厂

可行性研究报告

目　录

前　言

一、项目背景

1、项目名称及及隶属关系

X选煤厂隶属于X。

2、建设单位概况

X，是通过竞买原黑龙江省光义煤矿汽车队5万平方米土地所有权及地面建筑物后，组建的公司，计划总投资3.4亿元，年加工入选原煤120万吨，一期工程计划投资1.2亿元，项目包括120万吨洗煤厂，一栋综合办公楼、化验室，浴池、地磅、铲车库、锅炉房、给排水设施、污水处理池、机修车间、材料库、防风抑尘墙等。

二期投资计划投资2.2亿元，建设一座年产6000万块的环保气体切块砖。

一座年产型煤10万吨的型煤厂。

从而形成精深加工、高附加值的产品产业链条，使企业效益最大化。

项目提出的理由：

黑龙江省X市矿产资源丰富，尤其煤炭资源储量丰富，现有煤炭生产企业16家，年设计生产原煤300万吨，煤种有1／3焦煤其余为气煤，由于本地区没有煤炭深加工企业，所产原煤全部外销到周边县市，煤炭附加值不高，又造成大量煤矸石无效运输，为改变原煤外销局面，我公司自筹资金1.2亿元，决定建设一座120万吨选煤厂，提高企业效益，减少矸石无效运输，节约能源，延长产业链条，提高资源循环利用水平，推动煤炭产业逐步向深度和广度延伸。

将煤炭产业的发展成为X市的新兴经济增长点。

中策万通有限公司投资人自有3处煤矿，即黑龙江省光义煤矿二井，X市友谊煤矿，X市福兴煤矿，并且证照齐全，总产能在100万吨以上。

完全可满足生产需要，主要煤种为1/3焦煤、其余为气煤。

为了提高企业经济效益，延长煤炭产业链，X市中策万通有限公司决定建设一座现代化的高效选煤厂，并委托我院对选煤厂建设进行可行性研究工作。

　　二、编制依据

1、国家产业政策及建设项目的有关政策、法规和规定；

2、企业提供的相关资料和基础材料；

3、《煤炭洗选工程设计规范》（GB50359-2005）。

三、编制原则

1、本设计应以“少投入、多产出，建设周期短，尽量获取最大经济效益”为基本原则；

2、应采用国内外已有的先进、成熟的技术工艺；

3、选择性能良好、节能型设备，确保各生产装置能够长期、稳定、连续的运行。

四、技术经济总分析概要

1.煤源和煤质

选煤厂原煤来源主要是公司自有矿井所产原煤及周边X市周边煤矿所产原煤。

2、建设规模及生产能力

X选煤厂设计处理能力120万吨/年。

选煤厂工作制度为每年工作330天，每天工作16小时。

3、建厂条件及厂址选择

选煤厂生产、消防、生活用水取自厂内两口深井。

电源取自牡丹江电业局八面通变电所的母线上，采用架空线路，供电距离为200M。

供暖热源来自自建锅炉房。

厂址位于黑龙江省X市河西镇境内。

4、工程设计

（1）选煤方法

采用“不脱泥、不分级混合无压给料三产品重介旋流器选煤”主工艺，主要分选设备为无压给料三产品重介旋流器、煤泥重介旋流器和浮选机，重介质选煤分选下限＜0.075mm，+0.25mm级粗煤泥由重介回收，仅-0.25mm级煤泥进浮选。

浮选精煤采用沉降过滤离心机和压滤机联合脱水回收，浮选尾煤经浓缩机浓缩后采用沉降过滤离心机和压滤机联合脱水回收，洗水闭路循环，环保节能。

（2）产品方案

根据委托书要求，选煤厂产品结构为：

精煤、中煤、煤泥、矸石。

5、建设工期

建设工期为8个月。

6、主要技术经济指标

⑴处理能力：

120万吨/年

⑵原煤灰分：

24.28%

⑶入选上限：

50mm

⑷原煤重介分选精度：

E1=0.04-0.06kg/LE2=0.05-0.7kg/L

⑸生产精煤灰分10.42%，产率45.04%，年产量54.05万吨。

⑹吨煤水耗：

0.06m3

⑺吨煤介耗：

1.25g

⑻吨煤电耗：

5.81kW·h

⑼固定资产总投资（建设项目总造价）3617.80万元，其中土建工程1504.51万元、设备及工器具购置1340.27万元、安装工程327.75万元、工程建设其他费用120.0万元、工程预备费263.40万元、建设期贷款利息61.87万元。

五、技术特点

⑴本设计以大幅度降低建厂投资和生产费用，提高选煤厂经济效益和社会效益为宗旨，采用无压给料三产品重介质旋流器选煤工艺及设备辅以煤泥重介质分选工艺，经简化流程、辅助设备选优和合理布局，形成由一台无压给料三产品重介质旋流器、一台浮选机组合的技术、水平、效益一流的达到一级洗水闭路循环年处理能力120万吨的生产系统。

⑵工艺流程简单可靠，操作系统方便灵活，采用JQW1100/780型无压给料三产品重介质旋流器，以单一低密度重悬浮液一次分选出质量合格的精煤、中煤产品和矸石；50～0mm原料煤不分级、不脱泥全部进入重介质旋流器分选，与传统的重介质选煤工艺相比分选精度高、工艺流程简单、生产环节和设备台数少，故障率低，次生煤泥量少，精煤产率高。

⑶采用煤泥重介质分选工艺，既不需要单独设置超细介质重悬浮液的制备和循环系统，又可以分选出质量合格的粗粒精煤泥，同时减少进入生产费用相对较高的浮选作业的煤泥量。

⑷采用入选原料煤选前润湿、二段旋流器倾斜安装以及二段旋流器分选密度在线调节等技术确保精煤数量效率高于传统的重介质选煤工艺。

⑸采用精度高、安全可靠的重介工艺参数自动测控系统，并用非放射性密度计取代了传统的放射性密度计，符合以人为本和谐社会的国策。

⑹浮选作业采用机械搅拌式浮选机和与其相配套的煤浆预处理器、浮选乳化器，具有分选选择性好、处理能力大、电耗和浮选剂耗量低、维修工作量小等特点。

⑺采用精煤泥两段脱水回收；尾煤泥两段浓缩、两段回收煤泥水流程。

精煤泥两段脱水回收是指浮选精煤脱水采用卧式沉降过滤离心脱水机和压滤机脱水回收，与采用加压过滤机相比，可降低投资和事故率，减少加工费用；与全部采用压滤机相比，可减少操作工人，降低精煤水分。

最终精煤水分可保持在8.00%水平，严寒地区选煤厂冬季可不使用热力干燥设施。

尾煤泥两段浓缩、两段回收是指全部尾煤泥水先进入一段浓缩机浓缩，一段浓缩机底流采用尾煤泥卧式沉降过滤离心脱水机回收，一段浓缩机溢流和尾煤泥卧式沉降过滤离心脱水机滤液进入二段浓缩机浓缩，二段浓缩机底流用压滤机回收，二段浓缩机溢流和压滤机滤液作为循环水返回使用；针对粗细不同的煤泥，选用不同的脱水设备，有助于煤泥厂内回收，洗水良性循环，实现清水洗煤；一段浓缩机底流采用尾煤泥卧式沉降过滤离心脱水机回收，回收量大，物料松散，直接进入中煤产品，提高了销售价格，减少了尾煤压滤机的入料量，避免了因滤饼晾干堆放而产生的污染。

⑻煤泥水系统选用高效斜管浓缩机，与选用高效耙式浓缩机相比，此类型浓缩机具有系统可靠、占地面积小、处理量大、运行费用低等优点，投资费用可大幅减少；而且由于一段浓缩机内无动力设备，不存在压耙子问题，可以实现无故障运转。

⑼脱介弧形筛采用振动翻转型，物料分布均匀，脱介效率更高，有利于后续振动脱介筛脱介，因此介耗更低。

⑽煤泥分级设备选用振动击打翻转弧形筛，较浓缩分级旋流器和振动弧形筛分级效率和可靠性大大提高。

六、可研报告结论

该项目设计工艺先进合理，增量效益财务评价可行。

本地区及周边煤源充足，该项目投产后即可获得显著的经济效益，本投资是可行的、必要的。

第一章　煤源和煤质

第一节　煤源

黑龙江省X市矿产资源丰富，尤其煤炭资源储量巨大，现有煤炭生产企业16家，年设计生产原煤300万吨，煤种有1／3焦煤其余为气煤。

选煤厂原煤来源主要是公司自有矿井所产原煤及周边X市周边煤矿所产原煤。

第二节　煤质特征及其可选性

根据业主提供的原煤煤质资料并参考项目所在地区及周边煤质资料，作为可研阶段的基础资料。

一、筛分试验结果分析

从表1-2-1至1-2-2可以看出：

1、原煤灰分24.28%，属中灰分煤。

2、原煤中+50mm级大块含量为14.48%，大块较少；可见矸含量为2.99%，含矸等级为低矸。

3、原煤随粒度的减小，灰分逐渐降低，说明煤易碎。

4、-0.5mm原煤灰分16.95%，较原煤总灰分小，说明矸石不易泥化。

表1-2-1原煤筛分组成综合表

粒级（mm）

产物名称

数量（%）

灰分（%）

>100

煤

5.29

24.86

矸石

1.16

75.13

小计

6.46

33.92

100-50

煤

6.20

23.30

矸石

1.83

72.92

小计

8.03

34.61

>50

合计

14.48

34.30

50-25

煤

17.52

28.15

25-13

煤

16.63

24.56

13-6

煤

12.39

23.64

6-3

煤

13.68

20.83

3-0.5

煤

16.07

18.39

0.5-0

煤

9.23

16.95

50-0合计

85.52

22.58

总计

100.00

24.28

表1-2-2-0.5mm原煤小筛分试验报告表

粒级（mm）

自然级

破碎级

综合

占全样

（%）

灰分

（%）

占全样（%）

灰分（%）

占全样（%）

灰分

（%）

20-40

1.83

16.73

0.10

16.10

1.92

16.70

40-60

2.07

15.83

0.10

16.64

2.17

15.87

60-80

1.54

16.25

0.07

16.88

1.61

16.28

80-120

1.06

16.43

0.05

16.62

1.11

16.44

120-200

1.44

16.98

0.07

16.95

1.51

16.98

-200

1.59

17.89

0.05

18.19

1.64

17.90

合计

9.51

16.65

0.45

16.79

9.96

16.66

二、浮沉试验结果分析

从表1-2-3至1-2-5可以看出：

1、1.3Kg/L-1.4Kg/L密度级为主导密度级。

2、各粒度级1.5Kg/L-1.8Kg/L中间密度级产物较少，最高产率为8.41%。

3、各粒度级浮沉煤泥含量较少，各粒度级浮沉煤泥灰分低于各粒度级原煤灰分，进一步说明矸石不易泥化。

表1-2-350-0.5mm原煤浮沉试验综合表

密度级（kg/L）

占本级（%）

灰分（%）

<1.30

2.77

5.56

1.30-1.40

45.58

10.26

1.40-1.50

20.14

17.21

1.50-1.60

8.41

25.78

1.60-1.80

7.31

36.95

>1.80

15.79

65.28

小计

100.00

23.48

煤泥

0.56

22.95

总计

100.00

23.47

表1-2-4-0.5mm原煤小浮沉试验报告表

密度级（kg/L）

占本级（%）

灰分（%）

<1.30

29.30

4.42

1.30-1.40

33.43

8.70

1.40-1.50

16.04

16.54

1.50-1.60

5.75

24.87

1.60-1.80

5.00

36.32

>1.80

10.48

65.52

合计

100.00

16.97

表1-2-550-0.5mm原煤浮沉试验表

密度级（kg/L）

产率（%）

灰分

（%）

浮物累计

沉物累计

分选密度±0.1含量

产率

（%）

灰分

（%）

产率

（%）

灰分

（%）

分选

密度

δ±0.1

含量

<1.30

2.77

5.56

2.77

5.56

100.00

23.41

1.30

48.43

1.30-1.40

45.65

10.26

48.43

9.99

97.23

23.91

1.40

65.83

1.40-1.50

20.17

17.21

68.60

12.11

51.57

36.00

1.50

28.60

1.50-1.60

8.43

25.78

77.02

13.61

31.40

48.08

1.60

15.75

1.60-1.80

7.32

36.95

84.35

15.63

22.98

56.25

1.70

7.32

>1.80

15.65

65.28

100.00

23.41

15.65

65.28

合计

100.00

23.41

三、原煤的可选性

根据上述资料，50-0.5mm级入选原煤总灰分23.41%。

当生产灰分＜10.5%精煤时，50-0.5mm级精煤灰分为10.50%，实际分选密度为1.39kg/L，当分选密度＜1.400kg/L时，分选密度±0.1含量（扣除沉矸）＞40%，入选原煤属极难选煤。

第二章　市场分析及预测

我国是煤炭资源十分丰富的国家。

预测资源总量为5.57万亿吨，截止到1999年底探明储量为1万亿吨，是我国最可靠最有保障的能源。

根据中国国家统计局、英国石油公司“世界能源统计详论”以及联合国能源统计年报提供的数据，中国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家，虽然煤炭在能源消费总量中的比重有所下降，但在相当长一段时间内以煤为主要能源的能源结构不会发生变化。

焦炭在国民经济的发展中有其特殊的地位。

我国既是世界焦炭生产大国，又是世界焦炭出口大国。

从另一方面来看，冶金等行业对焦炭产品的质量要求将越来越严格。

尽管近几年来炼焦精煤的质量有了一定的提高，但是炼焦精煤和焦炭的质量仍难满足大型高炉的需要。

目前仅有宝钢焦炭灰分在12%以下，而先进国家焦炭平均灰分只有11.5%，可见我国焦炭产品质量尚有很大的提高空间。

为了满足冶金行业的要求，煤炭洗选加工“十一五”规划提出的目标1/3焦煤、气煤牌号的炼焦精煤灰分应达到7-8%，对于我国稀缺煤种——焦煤、肥煤，实行资源保护性开采和利用，其精煤灰分在8—9%。

因此，同焦炭行业息息相关的煤炭洗选加工业，欲与焦炭产业同步发展，炼焦煤选煤厂采用新工艺、新技术，提高生产效率，尽可能减少资源损失改善产品质量将是其必然的选择。

黑龙江省X市矿产资源丰富，尤其煤炭资源储量巨大，现有煤炭生产企业16家，年设计生产原煤300万吨，煤种有1／3焦煤其余为气煤。

本公司自有煤矿生产多年，煤源有保障是建设选煤厂的先决条件。

X市及临近的鸡西地区发电企业众多，这些企业对电煤需求一直很大。

选煤厂中煤产品发热量在4000-4500大卡之间，满足电厂用煤需求，中煤产品销路不成问题。

选后矸石可以代替粘土作为制砖原料，可以少挖良田。

烧砖时，利用煤矸石本身的可燃物，可以节约煤炭。

煤矸石还可以部分或全部代替粘土组分生产普通水泥。

自燃或人工燃烧过的煤矸石，具有一定活性,可作为水泥的活性混合材料，生产普通硅酸盐水泥（掺量小于20％）、火山灰质水泥（掺量20～50％）和少熟料水泥（掺量大于50％）。

还可直接与石灰、石膏以适当的配比，磨成无熟料水泥，可作为胶结料，以沸腾炉渣作骨料或以石子、沸腾炉渣作粗细骨料制成混凝土砌块或混凝土空心砌块等建筑材料。

本企业计划建设一座年产型煤10万吨的型煤厂，可以利用选煤厂尾煤泥作为原料，经济环保。

由于本地区没有煤炭深加工企业，所产原煤全部外销到周边县市，煤炭附加值不高，又造成大量煤矸石无效运输，为改变原煤外销局面，提高企业效益，减少矸石无效运输，节约能源，延长产业链条，提高资源循环利用水平，建设现代化的选煤厂，十分必要。

第三章　建设规模及生产能力

第一节　建设规模

选煤厂设计年处理原煤能力120万吨，属大型选煤厂。

第二节　工作制度及生产能力

选煤厂工作制度为每年工作330天，每天工作16小时，两班生产，一班检修。

年处理原煤能力120万吨，日处理原煤3636.36吨，小时处理原煤227.27吨。

第四章　建厂条件及厂址选择

一、厂址

X位于黑龙江省X市河西镇境内，距X市政府所在地八面通镇5km距林口县50km。

二、建厂条件

1、地形地貌

区内地形高差不大，属低缓丘陵地貌，海拔高度一般在+1340～+1400m，侵蚀基准面约在+1340m，相对高差一般在10～50m。

区内地表呈现半荒漠地貌特征，局部见沙丘掩盖，间有植被固定。

2、地震

按国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2010规定，本区地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为6度，设计基本加速度值0.05ɡ，设计特征周期0.35s。

3、水文及气象

本公司地表呈山区地形，山脉走向多为东南，地形高差较大，最大高差490M，最小高程360M。

本地区属大陆性气候，冬季寒冷干旱。

夏季温度多雨，春秋季风雨交替，气温变化较大，年平均气温2.3度，最冷月为1月，最低气温零下44度，最高气温33度，平均年降水量530m，降水最多集中在6-9月份，冻结深度约2M左右，冻结期6个月。

四季风向多西北风，夏季转为东南风，最大风力高达5-6级。

4、交通运输

公司距201国道50KM，距301国道10KM，南部铁路由下城子通往牡丹江，北部铁路经林口和牡丹江通往全国各地，交通十分方便。

5、电源

电源取自牡丹江电业局八面通变电所的母线上，采用架空线路，供电距离为200M。

6、水源

选煤厂生产、消防、生活用水取自厂内两口深井。

7、暖源

选煤厂自建锅炉房。

8、煤源

选煤厂主要入选公司矿井自产原煤，X市其他矿井原煤，煤源可靠。

9、原材料供应

建筑材料中的砂石、砖瓦可以就地解决。

水泥、钢材和木材均可从当地购入，选煤厂建设工程具有良好的施工及外部条件。

综上所述，X选煤厂项目建厂条件充分，厂址选择合理。

第五章　工程设计

第一节　选煤工艺

一、选煤方法及工艺流程

根据业主要求，选煤厂建成后，将主要生产灰分<10.50%的精煤。

通过对入选原煤的可选性分析，当生产灰分<10.50%的精煤时，入选原煤的可选性为难选，应该采用重介质旋流器选煤方法。

我们对四种不同的重介质旋流器选煤方法分别进行了对比分析：

1、选前脱泥与不脱泥的选择

我们主张选前不脱泥，因为脱泥的缺点已非常明显：

⑴国际上0.5mm脱泥均不过关，只能采用0.75mm以上、最好是1.4mm筛缝进行脱泥。

而对难选煤来讲，脱下来的粗煤泥至今无法有效分选，像TBS、螺旋溜槽等，已被实践证明其效果尚不如跳汰机。

如徐州矿务局大屯张双楼矿采用脱泥重介-TBS-浮选工艺，精煤灰分只能降到8.5%，而大屯孔庄选煤厂采用跳汰-浮选工艺时精煤灰分尚可达到7.5%。

⑵选前脱泥增加工艺环节，工艺布置复杂。

⑶不能发挥重介质旋流器选煤下限低的优势。

⑷脱下来的煤泥未得到预分选，增加浮选作业处理量和难度，增加基建投资和费用，增加精煤损失。

例如，淮南望峰岗选煤厂原生煤泥（-0.5mm）中各粒级的灰分相差不大，浮选精煤灰分一直降不下来，被认为是极难浮煤。

但在采用不脱泥三产品重介质旋流器分选工艺后，浮选的效果得到了很大改善：

浮选入料灰分由22%降到19%，浮精灰分由13%降到11%。

无压给料三产品重介质旋流器不脱泥入选配合煤泥重介选工艺恰好简单有效的解决了粗煤泥分选问题。

它是利用旋流器兼有的分级浓缩作用原理，在精煤溢流悬浮液中的煤泥随其自然分离的细介质一起送至煤泥重介旋流器中得到有效分选。

这种模式巧妙地解决了选前脱泥无法采用煤泥重介质旋流器分选的难题。

⑷为了满足悬浮液流变特性和稳定性双重要求，在《选煤设计手册》中规定了重介质悬浮液的固体体积浓度一般应在15-35%之间，以此为依据可以算出不同密度的悬浮液中煤泥含量的最大允许值，如表5-1-1所示：

无压给料三产品旋流器通常都是一种低密度悬浮液系统下选出三种合格产品的，既使用在动力煤排矸系统时，其工作介质密度也在1.5kg/L左右，悬浮液中固相煤泥含量大，所以没有必要脱泥入选。

表5-1-1悬浮液中固相的煤泥含量最大允许值

悬浮液密度/（kg·L-1）

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2.0

煤泥含量/%

60

50

40

30

20

<10

<5

2、重介质旋流器有压给料和无压给料方式的选择

⑴无压给料比有压给料分选精度相当或更高，见表5-1-2。

这是因为无压给料三产品重介质旋流器的一段采用了圆筒型，圆筒型内重悬浮液的速度场和密度场比常用的圆筒—圆锥型（DSM型）更均匀（见图1）；无压给料重介质旋流器的入选原煤给入粘度最低的旋流器内旋流，轻产物很难进入外旋流，因而精煤损失小，数量效率高；而有压给料重介质旋流器的入选原煤给入粘度最高的旋流器外旋流，轻产物（特别是细粒度）很难进入内旋流，因而精煤损失大，数量效率低。

⑵无压给料无需泵送，有利于减少矸石泥化和次生煤泥量，而有压给料则恰恰相反。

⑶无压给料相对入料上限较高，因为它不受泵送流道限制。

⑷无压给料工艺环节简单，有利于合理布局。

⑸无压给料旋流器的工作介质——重悬浮液密度容易测准，不受原料煤性质变化的干扰，利于自动测控。

⑹无压给料重介旋流器与有压给料相比，存在的弱点是：

①由于多了一个口，参数复杂，旋流器本身及配套工艺系统设计技术难度大；②入选原煤给入旋流器内螺旋，若设计不当，矸石易污染精煤。

贵州月亮田选煤厂先用有压给料三产品重介质旋流器选煤工艺后又改用无压给料三产品重介质旋流器选煤工艺的经验很有说服力。

他们不仅没有感到“大分流、大补水”，密度控制“困难”问题，而且做到了分选精度提高，精煤产率增加了7.55%，矸石灰分由67.00%增至78.00%。

由于系统简化，节省了厂房体积，结果在原设计45万t/年能力的主厂房内基本完成了90万t/年能力的再改造工程。

表5-1-2有压与无压入料重介质旋流器分选效果表

厂名

南桐

老屋基

临涣

西曲

火铺

入料方式

有压两产品

无压三产品

无压三产品

无压三产品

无压三产品

旋流器规格

φ600（一段）

φ550（二段）

φ1400/1000

φ1200/850

φ1000/700

φ1300/920

入料粒度/mm

30～0

80～0

50～0

50～0

50～0

一段

δp1

1.450

1.431

1.485～1.500

1.340

1.410～1.450

Epm1

0.035

0.025

0.025～0.04

0.038

0.019～0.027

二段

δp2

1.750

1.664

1.871～1.901

1.910

1.680～1.850

Epm2

0.062

0.065

0.036

0.055

0.035～0.043

数量效率ηe/%

>90.000

95.00

95.765（平均）

95.320

95.200

注：

表中后4个选煤厂均采用选前不脱泥入选。

（a）（b）

a——有压入料圆锥形旋流器，悬浮液入料密度=1.4kg/L；

b——无压入料圆筒形旋流器，悬浮液入料密度=1.4kg/L

图1两种旋流器中悬浮液密度场密度分布示意图

3、大直径旋流器或小直径旋流器组的选择

我们主张采用单台大直径旋流器而不主张采用两台或两台以上的小直径旋流器组。

采用大直径重介质旋流器的理由如下：

⑴可减少设备台数、减少占地面积和厂房体积、简化工艺布置、实现工艺环节单机化、便于自动化控制。

⑵可提高入料上限、减少堵塞事故、有利于长期稳定正常生产。

⑶分选精度不受旋流器大小影响。

已进