神华宁夏煤业集团太西洗煤厂是西北地区最大的无烟煤洗选深加工基地，现有员工2030人，分设5个管理中心，分洗煤、热电和炭基三个专业板块。洗煤板块拥有品质超群的无烟煤资源优势，设备优良，工艺先进，年入洗能力达700万吨以上。热电板块拥有装机容量4×6MW汽轮发电机组。炭基板块拥有活性炭、炭素、碳化硅等三大类产品。

洗煤板块：一分区实际年入选能力360万吨以上，生产工艺为原煤混合入洗，跳汰主洗、中煤重介再洗、选后分级，煤泥浮选，精煤过滤回收，尾煤浓缩压滤回收，洗水闭路循环，末煤、粒煤重介精选超低灰纯煤，矸石分选深加工。二分区实际年入洗能力为220万吨以上，生产工艺为原煤不脱泥无压给料三产品重介旋流器混合入洗，煤泥直接浮选、浮精煤过滤、尾煤浓缩压滤；三分区实际年入洗能力120万吨以上，其跳汰主洗系统以太西无烟煤为原料，重介系统即可入洗外来中煤，又可对跳汰主洗系统精粒煤进行精选加工，生产工艺较为灵活。

热电板块：以供热为主，余热发电，年发电能力达到1.45亿度。

炭基板块：拥有活性炭、炭素和碳化硅三大生产系统，其中，炭素产品生产能力为10万吨/年，有4台普煅炉、3×1350KVA电煅烧炉、4×1800KVA高温石墨化电煅烧炉；碳化硅产品生产能力为1万吨/年，有1×12500KVA冶炼炉；活性炭产品生产能力为1万吨/年，有2×14M×Φ2.2M炭化炉、3×14M×Φ1.5M炭化炉等。

太西洗煤厂取得了ISO9001质量管理体系和ISO14001环境管理体系认证，企业先后获得“全国环境保护先进单位”、“全国十佳选煤厂”、“中国煤炭工业科技创新示范厂”、“中国煤炭工业50强选煤厂”，连续三届被中央文明委员会命名为“全国文明单位”。产品先后获得“国家银质奖”、“全国用户满意产品”、“全国质量过硬放心产品”、“国家权威检测达标品牌”、“国家重点新产品”。“太西牌”活性炭被国家注册商标产品，空气净化煤质活性炭被评为宁夏优质产品，水质净化煤质活性炭被评为国家部级优质产品和定点采购产品，承担了2008年北京奥运会、2010年上海世博会和广州亚运会饮用水净化任务。

《科技创新在太西无烟煤洗选与深加工中的应用》

太西洗煤厂隶属于神华宁夏煤业集团有限责任公司，是西北地区唯一一座大型无烟煤洗选加工基地，是集团公司通过煤炭资源整合，在原太西洗煤厂、原西大滩洗煤厂及原大石头煤业公司洗煤厂基础上成立的中心型无烟煤洗煤厂，设计原煤处理能力5.60Mt/a，生产采用0～80mm粒级原煤不分级入选，跳汰主洗，中煤重介再洗，精粒煤、精末煤采用无压两产品等密度重介旋流器精选超低灰纯煤产品，煤泥直接浮选，精煤过滤脱水，尾煤浓缩压滤回收的联合分选工艺。

1 太西无烟煤资源特征

举世闻名的太西无烟煤，赋存于侏罗纪延安组煤系地层，含可采和局部可采6层，煤层总厚度12.36m，地质储量约6.4亿t。经过30年的开采，现可开采储量约2亿多t。神华宁煤集团主要开采太西无烟煤的采区分别为白芨沟采区、大峰采区、汝箕沟采区，各采区地质结构简单，便于开采。太西无烟煤煤质具有“三低六高”的特征，即低灰、低硫、低磷、高发热量、高固定碳含量、高机械强度、高化学活性、高导电性、高块煤率等特点。入选原煤工业分析与元素分析结果如表l所示。

经洗选加工的精煤产品是按粒级和灰分指标划分为多种规格，主要有：精大块、精中块、精粒煤、精末煤，超低灰纯煤，其中：精大块、精中块、精小块主要用于化肥造气、镁砂陶瓷等行业；精粒煤主要用于炭素等行业；精末煤主要用于高炉喷吹；超低灰无烟煤主要用于活性炭、增碳剂、炭块、铸造型焦及氟化玻璃等行业。在所有产品之中，超低灰无烟煤是理想的环保产品，市场前景非常广阔。

近年来，经有关科研和下游企业的努力，太西无烟精煤作为原料在煤炭化学工业很多方面已经有了良好的起步，例如：制造炭素和人造石墨制品，包括石墨化电极、石墨化阳极、炭块、碳化硅等，其中的某些产品已达到国家优质标准，具有很大的发展潜力和应用前景。太西煤质量优异，具有全国其他省区无法比拟的原料条件。同时，十二五规划要求企业促进清洁生产，发展循环经济，为太西无烟煤的深加工综合利用提供了十分有利的发展环境和时机，必须充分发掘和利用这一独有优势。

2 太西无烟煤深加工技术研究创新成果

煤炭深加工技术的日益成熟为太西无烟煤综合利用提供了技术基础和条件。煤炭深加工作为一个新兴的产业虽然目前仍处于发展之中，但在某些方面的工艺技术及设备已趋于成熟。目前，煤炭深加工已在许多方面进入了工业性生产阶段，并显示了广阔的工业化前景。

2.1 煤炭超纯制备工艺与设备研究

太西洗煤厂研究太西无烟煤深度脱灰技术，整个项目研发过程经历了如下阶段: 实验室试验成功→5万t/a粒精煤精选中试生产线→10万t/a粒精煤精选生产系统→50万t/a末精煤精选生产系统→100万t/a超低灰纯煤生产系统。根据多年试验研究成果和资料积累，成功研发了超低灰纯煤的制备及生产工艺(图1)。

主要创新成果有:

(1)太西洗煤厂采用煤岩学和常规筛分浮沉试验相结合的方法，确定了生产超低灰煤的资源特征，研究开发了两段等密度精选型旋流器，分选精度Ep≤0.015g/cm³；运用动力变频技术和热力学调控相结合技术，创造了高精度分选的动力条件，将悬浮液入口压力波动范围控制在±0.001MPa以内；应用综合密度自动测控技术，使分选介质的密度波动范围控制在±0.002g/cm³以内，以保障产品质量的稳定性。

(2)研究出跳汰初选分级、两段等密度重介旋流器精选的新工艺。该项技术为我国优质煤炭资源的深度脱灰找到了一条经济、可行的加工途径，实现了选煤技术和资源利用的重大突破。

2.2 重介专家控制系统研究

太西洗煤厂与中国矿业大学合作研究重介选煤过程专家控制系统项目。该项目主要根据太西洗煤厂重介系统特点，构建了与太西选煤生产相适应的在线专家调控系统。通过研究一分区超纯煤制备系统主要操作条件的变化与纯煤质量之间的关系，探索二分区三产品重介系统原料煤煤质的甄别方法，形成了可适应不同原料煤的优化操作方案，并对特定操作条件下的分选结果进行了预测，实现了生产在线操作指导，提高了洗选效率，降低了工人劳动强度。

控制系统的工控计算机能控制工业数码相机拍摄和存储煤粒图像，从而通过自行开发的煤粒图像识别系统预测当前煤质的部分指标；可绘制出预测和实际颗粒密度－浮物累计产率曲线，并大量提取特征参数来提高预测的精度，使预测密度和预测产率更加准确。该系统突破了传统意义上以快速浮沉确定煤粒密度和产率的方法，而是通过煤粒图像识别系统来快速获取煤粒密度－浮物累计产率曲线，既省时、省力，又方便、迅捷，为将来数字化选煤提供了指导性意义。

2.3 炭乳油制备研究

炭乳油属于精细水煤浆的一种，是在普通水煤浆技术基础上开发的一种技术含量更高、更洁净的煤基流体燃料，克服了普通水煤浆原料煤灰分高、发热量低等不足之处。太西选煤厂与中国矿业大学联合攻关，进行太西无烟煤炭乳油的制备研究，主要是以超低灰纯煤为原料，生产灰分低于1.00%的超低灰纯净煤，并以其为制备原料，经过精细加工，与油、水、添加剂充分搅拌后，制成稳定性较好的炭乳油。炭乳油制备技术路线如图2所示。

制备成的炭乳油可代替精细水煤浆、柴油或者天然气，在大中型城市各种燃油、燃气的锅炉和中央空调上应用，填补了市场上普通水煤浆无法应用于燃烧空间较小的锅炉的空白。

2.4 太西无烟煤超细粉碎制备新型煤基材料

太西洗煤厂还与西安科技大学进行过深入的技术交流，实施了太西无烟煤超细粉碎及其高性能新材料化研究项目，以太西无烟煤为原料，进行气流粉碎试验，通过重液分离试验，对分离的产品进行灰分分析、扫描电镜、XＲD分析等检测，并试制出超细粉碎－改性－分选一体化装置样机1套，实现了超细粉碎产品的成功分选，制备出了太西超细纯净煤。并以太西超细纯净煤为主要原料，采用原位氧化聚合新工艺，制备出了煤基聚苯胺纳米复合材料，产品接近或优于传统苯胺聚合方法制备的聚苯胺，可代替目前市场上的普通聚苯胺，应用于防腐涂料、导电复合材料和抗静电材料领域。

3 存在的不足及解决措施

太西无烟煤高附加值新产品的开发与应用涉及多个领域、研究内容广泛。只有开拓加工途径和应用领域，才能提高市场竞争和应变能力，增加经济效益。为进一步提质增效，还需要从以下几个不足方面做好工作：

(1)加强煤炭资源的保护和开发，推行采煤新工艺。对稀缺的太西无烟煤资源，应从源头抓起，按照统一规划，限量开采，合理利用的原则，实施保护性开采；矿井应当加强技术创新，采用先进的开采技术和工艺，提高开采率。

(2)对无烟煤资源要做到全部精细加工，不断提升洗选工艺技术水平。洗煤厂和矿井生产能力要配套，对稀缺无烟煤资源做到全部洗选回收。因此，选煤厂要根据煤质变化情况，不断进行技术创新，采用新工艺、新设备及新技术对洗选工艺进行升级改造，完善生产工艺系统，提高技术装备水平，保证稀缺煤种最大限度地得到回收利用，并且要根据应用领域的不同，更加合理利用。

(3)加快发展区域循环经济，进一步提高资源综合利用率。发展区域循环经济，以资源投入最小化和废物利用最大化，按照再利用、再循环的原则，实现低消耗、低排放、高效率，最大限度地回收利用各种废弃物，实现污染物零排放，使稀缺煤种能做到吃干榨净，真正达到资源利用100%，有效地保护和利用稀有矿产资源，延长资源使用寿命。

(4)优质煤炭资源仍然作为燃料，需要加大推进转化利用。加大与科研院院所的合作力度，通过产、学、研、用相结合，不断开发研究出以煤炭为原材料的煤基产品，实现由燃料向优质碳基材料、煤基液体燃料的转化，延长煤炭产业链，提升煤炭附加值，使稀缺煤种得到合理地应用。

4 今后工作思路

作为稀缺煤炭资源，太西无烟煤的用途已随着国家能源战略规划的逐步发生了转变，已经开始实施由燃料向原料的转化，逐步拓宽了下游产品产业链。在当前形势下，谁掌握新产品、新技术，谁取得技术上的突破，谁就在市场竞争中把握主动，占据优势。除活性炭、碳化硅、阴极碳块、石墨化炭素、碳乳油、煤基聚苯胺等产品外，太西洗煤厂仍需加大新产品、新技术的研发力度，不断提高技术水平和产品质量，探求具有长远效益的优化措施和技术途径。