選煤是將原礦原煤轉化為尺寸和質量符合消費者規定的可銷售精煤產品的過程。 煤炭的最終用途分為以下幾類：
- 發電： 煤被燃燒以提供熱量來驅動發電的渦輪機。
- 鋼鐵製造： 煤在沒有空氣的情況下在烘箱中加熱以驅除氣體（揮發性物質）以生產焦炭。 焦炭用於高爐煉鐵和煉鋼。 煤也可以像噴煤 (PCI) 工藝一樣直接加入高爐。
- 工業： 煤在冶金工業中用作還原劑，其碳含量用於在冶金過程中去除氧氣（還原）。
- 加熱： 煤可以在家庭和工業上用作空間供暖的燃料。 它還用作干法窯的燃料，用於製造水泥。
壓碎和破碎
來自礦坑的原煤需要被破碎到可接受的最大尺寸，以便在選礦廠進行處理。 典型的破碎和破碎設備有：
- 饋線破碎機： 裝有截煤鎬的轉鼓。 煤炭由刮板輸送機輸送，滾筒與煤流同向旋轉。 給料破碎機通常在地下使用，但在選煤迴路的地面上也有一些使用。
- 旋轉破碎機： 外固定殼內裝有多孔板的轉鼓的斷路器電路。 滾筒的典型轉速為 12–18 rpm。 提升板拾起原礦煤，然後落在滾筒的直徑上。 較軟的煤破碎並通過孔眼，而較硬的岩石則被輸送到出口。 迴轉式破碎機通過去除岩石實現破碎和選礦兩個功能。
- 輥式破碎機： 輥式破碎機可以由單個旋轉輥和固定砧座（板）組成，也可以由兩個以相同速度相互旋轉的輥組成。 輥面通常是帶齒的或波紋狀的。 破碎機的一種常見形式是雙級或四輥破碎機，其中來自第一個雙輥破碎機的產品落入設置在較小孔徑的第二個雙輥破碎機，結果可以在一台機器上實現大規模破碎. 典型的應用是將原礦物料破碎至 50 毫米。
有時在選煤過程之後使用破碎，當大尺寸煤被破碎以滿足市場需求時。 通常使用輥壓機或錘磨機。 錘磨機由一組在軸上旋轉的自由擺動的錘子組成，錘子撞擊煤並將其拋向固定板。
確認尺碼
在選礦（清潔）過程之前和之後對煤進行分級。 不同粒度的煤採用不同的清洗工藝，使進入選煤廠的原煤被篩選（篩分）成三、四種粒度，然後通過適當的清洗工藝。 篩分過程通常採用帶網眼的矩形振動篩或沖孔板篩板進行。 對於小於 6 毫米的粒度，使用濕法篩分來提高篩分操作的效率，對於小於 0.5 毫米的粒度，在振動篩之前放置靜態曲面篩（彎曲篩）以提高效率。
在選礦過程之後，精煤有時會通過篩分成為工業和國內煤炭市場的各種產品。 精煤分級很少用於發電用煤（動力煤）或煉鋼用煤（冶金煤）。
儲存和堆放
煤炭通常在準備和處理鏈中的三個點儲存和堆放：
- 礦山與選廠之間的原煤儲存和堆存
- 選煤廠與鐵路或公路裝卸點之間的精煤儲存和堆存
- 精煤儲存在可能由或不由礦山控制的港口。
通常，原煤在破碎後儲存，通常採用開放式堆料堆（圓錐形、細長形或圓形）、筒倉（圓柱形）或料倉的形式。 在此階段進行接縫混合是很常見的，以便為製備工廠提供同質產品。 混合可以像將不同的煤按順序存放在錐形堆上一樣簡單，也可以使用堆垛機輸送機和鬥輪取料機進行複雜的操作。
精煤可以多種方式儲存，例如露天堆場或筒倉。 潔淨煤儲存系統旨在允許快速裝載軌道車或公路卡車。 清潔煤倉通常建在鐵軌上，允許多達 100 節車廂的單元列車在筒倉下方緩慢牽引並填充到已知重量。 動態稱重通常用於保持連續操作。
儲存的煤炭存在固有的危險。 庫存可能不穩定。 應禁止在堆料上行走，因為可能會發生內部坍塌，而且填海工程可能會在沒有警告的情況下開始。 物理清理煤倉或筒倉中的堵塞物或滯留物時應格外小心，因為看似穩定的煤炭可能會突然滑落。
煤炭清潔（選礦）
原煤包含從“純”煤到岩石之間的各種物質，相對密度從 1.30 到 2.5 不等。 通過將低密度材料（可銷售產品）與高密度材料（垃圾）分離來清潔煤炭。 分離的確切密度取決於煤的性質和精煤質量規格。 以密度為基礎分離細煤是不切實際的，因此通過利用煤和岩石表面特性差異的工藝分離 0.5 毫米的原煤。 通常採用的方法是泡沫浮選。
密度分離
有兩種基本方法，一種是使用水的系統，其中原煤在水中的運動導致較輕的煤比較重的岩石具有更大的加速度。 第二種方法是將原煤浸入密度介於煤和岩石之間的液體中，使煤浮石沉（重介質分離）。
用水系統如下：
- 夾具： 在此應用中，將原煤引入脈動水浴中。 原煤移動穿過多孔板，水在其中脈動。 分層材料床被建立起來，較重的岩石在底部，較輕的煤在頂部。 在排放端，垃圾從精煤中去除。 在夾具中處理的典型尺寸範圍為 75 毫米至 12 毫米。 有使用長石岩石人工床的特殊應用細煤跳汰機。
- 集中表： 濃縮台由承載在支撐機構上的帶凹槽的橡膠板組成，連接到頭部機構，該頭部機構在平行於凹槽的方向上進行快速往復運動。 工作台的滑動斜度可以調整。 通過沿甲板上側安裝的流槽提供橫向水流。 進料剛好在供水之前進入，並通過差動和重力流在工作台甲板上呈扇形散開。 原煤顆粒分層成水平區域（或層）。 精煤從檯面下部溢出，棄料在遠側被清除。 工作台的尺寸範圍為 5 ´ 0.5 mm。
- 螺旋： 螺旋處理煤粉利用的原理是，原煤粉在水流中沿著螺旋路徑向下移動，離心力將較輕的煤顆粒引導至水流外部，將較重的顆粒引導至水流內部。 排放端的分流裝置將粉煤與細垃圾分離。 螺旋管用作 2 mm ´ 0.1 mm 尺寸碎片的清潔裝置。
- 純水旋風分離器： 水載原煤在壓力下切向送入旋風分離器，產生漩渦效應，離心力將較重的物料移動到旋風分離器壁，然後從那裡輸送到頂點（或龍頭）的底流。 較輕的顆粒（煤）留在漩渦渦流的中心，並通過管道（渦流器）向上去除並報告溢流。 可以通過改變壓力、渦流器長度和直徑以及頂點直徑來調整準確的分離密度。 僅水旋風分離器通常處理 0.5 mm × 0.1 mm 尺寸範圍內的材料，並分兩級運行以提高分離效率。
第二類密度分離是重介質。 在重液體（緻密介質）中，密度低於液體（煤）的顆粒會漂浮，而密度高於液體（岩石）的顆粒會下沉。 緻密介質最實際的工業應用是精細研磨的磁鐵礦懸浮液。 這有很多優點，即：
- 與無機或有機流體相比，該混合物是良性的。
- 可以通過改變磁鐵礦/水的比例來快速調整密度。
- 通過使用磁選機將其從產品流中去除，可以輕鬆回收磁鐵礦。
有兩類重質介質分離器，用於 75 毫米 12 毫米範圍內的粗煤的浴式或容器式分離器和用於 5 毫米 × 0.5 毫米範圍內清潔煤的旋風式分離器。
浴式分離器可以是深浴或淺浴，其中浮料被帶到浴唇上，沉料通過刮板鍊或槳輪從浴底部提取。
旋風式分離器以離心力增強重力。 離心加速度比作用在浴分離器中的顆粒上的重力加速度大約 20 倍（該加速度比旋風分離器頂點處的重力加速度大近 200 倍）。 這些巨大的力量解釋了旋風分離器的高吞吐量及其處理小煤的能力。
來自重質介質分離器的產品，即精煤和垃圾，都通過排水和沖洗篩網，磁鐵礦介質在此處被去除並返回分離器。 來自沖洗篩的稀釋磁鐵礦通過磁選機回收磁鐵礦以供再利用。 磁選機由旋轉的不銹鋼圓筒組成，圓筒內裝有安裝在固定滾筒軸上的固定陶瓷磁鐵。 鼓浸入裝有稀磁鐵礦懸浮液的不銹鋼罐中。 當滾筒旋轉時，磁鐵礦會粘附在固定內部磁鐵附近的區域。 磁鐵礦被帶出浴和磁場，並通過刮刀從滾筒表面落到儲罐中。
選煤廠使用核密度計和核在線分析儀。 必須遵守與輻射源儀器相關的安全預防措施。
泡沫浮選
泡沫浮選是一種物理化學過程，它取決於氣泡選擇性地附著在煤顆粒表面和垃圾顆粒的不附著上。 該過程涉及使用合適的試劑在待漂浮的固體上建立疏水（防水）表面。 氣泡在罐（或單元）內產生，當它們上升到表面時，塗有試劑的細煤顆粒粘附在氣泡上，非煤垃圾留在單元底部。 含煤泡沫通過槳葉從表面去除，然後通過過濾或離心機脫水。 垃圾（或尾礦）進入排放箱，通常在被泵送到尾礦蓄水池之前濃縮。
煤泡沫浮選所用的藥劑一般是起泡劑和捕收劑。 起泡劑用於促進穩定泡沫的產生（即不會破裂的泡沫）。 它們是降低水錶面張力的化學物質。 煤浮選中最常用的起泡劑是甲基異丁基甲醇 (MIBC)。 捕集器的作用是通過在要漂浮的顆粒上形成一層薄塗層來促進煤顆粒和氣泡之間的接觸，從而使顆粒具有防水性。 同時，捕收劑必須是有選擇性的，即它不能覆蓋不需要浮選的顆粒（即尾礦）。 煤浮選中最常用的捕收劑是燃料油。
壓塊
煤炭的壓塊歷史悠久。 在 1800 年代後期，相對毫無價值的粉煤或煤渣被壓縮以形成“專利燃料”或型煤。 該產品為國內和工業市場所接受。 為了形成穩定的團塊，需要粘合劑。 通常使用煤焦油和瀝青。 多年來，國內市場的煤壓塊行業一直在下滑。 然而，在技術和應用方面已經取得了一些進展。
高水分低階煤可以通過熱乾燥和隨後去除一部分固有或“鎖定”的水分來提質。 然而，該過程的產品易碎且易於重新吸收水分和自燃。 將低階煤壓塊可以製造穩定、可運輸的產品。 壓塊也用於無菸煤行業，其中大尺寸產品的售價要高得多。
煤塊也被用於新興經濟體，在這些經濟體中，煤塊被用作農村地區的烹飪燃料。 製造過程通常涉及脫揮發分步驟，由此在壓塊之前去除多餘的氣體或揮發性物質，以生產“無菸”家用燃料。
因此，壓塊過程通常有以下步驟：
- 煤炭烘乾： 水分含量很重要，因為它會影響型煤的強度。 使用的方法是直接乾燥（使用熱氣的閃蒸乾燥器）和間接乾燥（使用蒸汽加熱的盤式乾燥器）。
- 脫揮發分： 這僅適用於低階高揮發分煤。 所用設備為蒸餾式或蜂窩式焦爐。
- 粉碎： 煤經常被壓碎，因為較小的粒度會導致更堅固的煤球。
- 粘合劑： 需要粘合劑以確保型煤具有足夠的強度以承受正常處理。 已使用的粘合劑類型有焦爐瀝青、石油瀝青、木質素磺酸銨和澱粉。 典型的添加率為 5% 至 15%（重量）。 粉煤和粘合劑在高溫下在攪拌機或槳式攪拌機中混合。
- 煤球製造： 煤-粘合劑混合物被送入具有鋸齒狀表面的雙輥壓機。 根據輥壓痕的類型，可以製作各種形狀的煤球。 最常見的型煤形式是枕形。 壓力使煤-粘合劑混合物的表觀密度增加 1.5 至 3 倍。
- 塗層和烘烤： 對於一些粘合劑（木質素硫酸銨和石油瀝青），需要在 300°C 範圍內進行熱處理以硬化煤球。 熱處理爐是一個封閉的傳送帶，用熱氣加熱。
- 冷卻/淬火： 冷卻爐是一個封閉的傳送帶，循環空氣通過，以將煤球溫度降低到環境條件。 廢氣被收集、洗滌並排放到大氣中。 用水淬火有時用於冷卻型煤。
含水量高達 60% 至 70% 的軟褐煤的壓塊過程與上述過程略有不同。 褐煤經常通過壓塊進行提質，壓塊包括將煤壓碎、篩选和乾燥至大約 15% 的水分，然後在沒有粘合劑的情況下擠壓成壓塊。 德國、印度、波蘭和澳大利亞以這種方式處理大量煤炭。 所用乾燥器為蒸汽加熱轉筒式乾燥器。 擠壓後，壓實煤被切割和冷卻，然後被傳送到帶式輸送機，運往鐵路車、公路卡車或倉庫。
壓塊廠處理大量與煤塵和空氣的潛在爆炸性混合物相關的高度易燃材料。 粉塵控制、收集和處理以及良好的內務管理對安全操作都非常重要。
垃圾和尾礦處置
廢物處理是現代選煤廠不可或缺的一部分。 必須以對環境負責的方式運輸和處置泥漿形式的粗垃圾和細尾礦。
粗垃圾
粗垃圾通過卡車、傳送帶或架空索道運輸到固體處理區，通常形成尾礦蓄積池的牆壁。 垃圾也可返回露天礦坑。
現在正在使用具有成本效益的創新型粗廢料運輸方式，即通過將泥漿形式泵送至蓄水池以及通過氣動系統將其輸送至地下儲存處進行破碎和運輸。
有必要選擇一個暴露表面最少的處置地點，同時提供良好的穩定性。 四面都暴露的結構允許更多的地表排水，附近水道更容易形成淤泥，自燃的可能性也更大。 為了盡量減少這兩種影響，需要更多的覆蓋材料、壓實和密封。 理想的處置施工是填谷式作業。
準備工廠廢物堤防可能由於以下幾個原因而失敗：
- 基礎薄弱
- 過高的過陡斜坡
- 水和精細材料滲入垃圾場的控制不力
- 極端降雨事件期間的水控制不當。
可以大大減少與煤渣處理相關的環境危害的設計和施工技術的主要類別是：
- 從垃圾堆內部排水
- 地表排水分流
- 廢物壓實以盡量減少自燃
- 廢料堆穩定性。
尾礦
尾礦（水中的細小固體廢物）通常通過管道輸送到蓄水區。 然而，在某些情況下，尾礦蓄積在環境上是不可接受的，需要進行替代處理，即通過帶式壓榨機或高速離心機對尾礦進行脫水，然後在粗垃圾區通過帶式或卡車處理脫水產品。
尾礦蓄水池（池塘）的運行原理是尾礦沉澱到底部，由此產生的澄清水被泵回工廠進行再利用。 保持池塘中的水池高度，以便存儲風暴流入，然後通過泵送或小型傾析系統抽走。 可能需要定期清除較小蓄水池中的沉積物以延長其使用壽命。 蓄水池的擋土堤通常由粗糙的垃圾構成。 擋土牆設計不當和尾礦因排水不暢而液化可能導致危險情況。 穩定劑，通常是鈣基化學品，已被用於產生膠結效應。
尾礦蓄積通常在礦山壽命的較長時間內形成，條件不斷變化。 因此，蓄水結構的穩定性應仔細和持續監測。