Мар 06 2003

ИЗВЛЕЧЕНИЕ УГЛЯ ИЗ ОТВАЛОВ

Опубликовано в 19:33 в категории Отходы и их утилизация

ИЗВЛЕЧЕНИЕ УГЛЯ ИЗ ОТВАЛОВ

ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

И.А. Аровин1, Л.Я. Галушко1, Л.И. Диденко1, О.Л. Диденко1,

А.В. Кипря1, В.Г. Чехута1, В.Е. Гавриленко2

1МП ООО Опытное Производство, г. Донецк

2ОАО Авдеевский коксохимический завод, г. Авдеевка

К настоящему времени в шламонакопителях обогатительных фабрик накопилось большое количество отходов флотации, содержащих в своём составе до 50 – 60 % угля. Скопления отходов содержатся в шламонакопителях открытого типа, в качестве которых используются естественные складки местности. Сезонные колебания температуры и влажности инициируют процесс окисления угля, а продукты окисления бесконтрольно поступают в атмосферу, почву и грунтовые воды. При имеющем место дефиците каменных углей в Украине порядка 2х млн. тонн/ год, погашаемом за счёт импорта, представляет интерес в изучении возможности переобогащения отходов флотации с целью извлечения содержащегося в них угля. Так, на одной только Дзержинской ЦОФ в щламонакопителе находится 3,5 – 4,0 млн. тонн отходов флотации, переработка которых может компенсировать годовой дефицит энергетических углей, покрываемой импортом. Не меньшее количество отходов имеются и на других обогатительных предприятиях.

Целью данной работы является изучение принципиальной возможности извлечения угля из отходов углеобогащения, определения состава и количества флотореагентов, оптимального количества шлама, добавляемого в пульпу при флотации угля, разработка рекомендаций по совместной флотации угольно- шламовых смесей.

Известно, что разделение угля и породы пенной флотацией обусловлено, прежде всего, различием гидрофобности угля и породы. Флотация свежедобытых углей в настоящее время – это уже хорошо отлаженный, в целом, процесс, требующий от персонала только соблюдения технологического регламента.

Пролежавшие в шламонакопителях в течение нескольких лет угли под воздействием атмосферных условий перешли в окисленную форму, на их поверхности образовались гидрофобные функциональные группы, которые усложняют процесс флотации и зачастую полностью гасят пенообразование. С целью снижения влияния окисленных углей на пенообразование, решено было использовать прием, основанный на совместной флотации рядовых углей с фиксированными добавками шламов.

Пробы углей и шламов, доставленных в лабораторию с 4х обогатительных фабрик, сушили до воздушно-сухого состояния, дробили, производили рассев по фракциям и после усреднения использовали для флотации. Для основных фракций с размером частиц менее 1 мм определяли содержание серы по ГОСТ 8606 - 72 и зольность по ГОСТ 11022 – 75. Результаты анализа приведены в таблице 1.

Таблица 1.Результаты технического анализа образцов шламов различных обогатительных фабрик

Определяемый параметр

Обогатительная фабрика

АКХЗ

Ясиноватская

Дзержинская */

Горловская

Исходн. Влажность,%

22-27

18-19

22+0,1

28-29

Влажность воздушно-сухой массы,%

1,0-1,3

1,0-1,3

1,2+0,01

1,3-1,5

Зольность, %

35,3-48,9

37,1-39,4

51+0,05

41-48

Содержание частиц менее 1 мм

99,7

97,3-98,4

97,4+0,1

98,3

Содержание серы, %

1,50-1,70

1,0-1,1

1,8+0,2

1,1-1,3

*/ Шлам ОФ Дзержинская представлен одним образцом, поэтому диапазон исследуемых параметров определён по ошибке эксперимента

Из таблицы видно, что шламы в шламонакопителях представляют собой сильно обводнённую угольно- породную массу, с преимущественным содержанием частиц менее 1 мм, и практически не содержат посторонних включений. Зольность исследуемых шламов находится в пределах 35,3 – 51 %, что предопределяет перспективность их переобогащения с целью извлечения угля.

Флотацию проводили на лабораторной флотомашине МФ- 4 с использованием флотореагента УР –410 и в сочетании его с пенообразователем. С целью максимально возможного приближения условий флотации в лаборатории к промышленным были проведены опыты по флотации заводской пульпы, взятой непосредственно из флотомашины. Плотность 4-х проб пульпы, отобранной в разное время, находилась в пределах 93 – 110 кг/т при зольности 23,3 – 23,8%. Введение расчётного количества флотореагентов производили при помощи откалиброванной пипетки и микрошприца. В качестве критериев флотации приняты выход концентрата, его зольность, зольность отходов, степень извлечения угля в концентрат и количество угля, извлекаемого из одной тонны перерабатываемого шлама. Выход и зольность концентрата и отходов флотации после фильтрования и высушивания определяли по общепринятым методикам.

Степень извлечения угля в концентрат – n определяли по выражению:

где Wk – выход концентрата %, Аk и Аисх. - соответственно зольность концентрата и исходной шихты %.

Для определения массовой доли угля, извлекаемого в концентрат из шлама, использовалось значение массовой доли шлама в питании флотации, его зольность и степень извлечения угля в концентрат. Подстановкой значения Мугля в выражение:

где Мш, Ашс - соответственно масса шлама в шихте, (кг) и его зольность (%),     n - степень извлечения угля в концентрат.

Получается значение количества угля - q, извлекаемого из 1 тонны перерабатываемого шлама.

Полученные результаты приведены в табл 2.

Таблица 2.Результаты флотации угля Ас =24,25, шлама Ас =42,25 и угольно-шламовых смесей флотореагентом УР –410

Флотиру-емый материал

Расход флотореагента кг/т

Концентрат

Отходы

n

Выход

Угля из шлама

Кг/т

Выход %

Золь-ность, %

Выход %

Золь-ность %

Степень извлечения угля, %

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1.

Уголь 100%

1

67,4

6,6

32,3

64,8

84,4

629,9

2.

Уголь 98%

Шлам 2%

1

69,7

6,9

30,0

69,7

87,4

504,5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

3.

Уголь 95% шлам 5%

1

72,2

7,7

27,5

75,2

90,3

522,2

4.

Уголь 90% шлам 10%

1

71,2

8,1

28,5

74,5

89,6

518,1

5.

Шлам 100%

1

43,9

23,4

55,8

57,1

75,7

437,6

6.

Уголь 100%

1,5

74,5

6,9

25,2

79,6

92,7

693,4

7.

Уголь 98% шлама 2%

1,5

74,3

7,1

25,4

80,0

92,8

536,0

8.

Уголь 95% шлам 5%

1,5

72,5

7,2

27,2

76,9

91,06

526,2

9.

Уголь 90%

Шлам 10%

1,5

73,6

7,7

26,1

81,6

93,0

537,2

10.

Шлам 100%

1,5

50,0

22,6

49,7

63,5

77,4

447,4

Как и следовало ожидать, флотация шламов в обычном режиме практически не идёт. Выход концентрата в зависимости от количества флотореагента составляет 43,9 и 50% при остаточной зольности 23,4 и 22,6%. Степень извлечения угля в концентрат составляет 75,7 и 74%, что более чем на10% ниже по сравнению с флотацией угля. Зольность отходов при этом не превышает 63,5%.

При совместной флотации углей со шламами параметры флотации несколько улучшаются, что особенно заметно при некотором недостатке флотореагента – 1 кг/т. Введение в пульпу 2, 5, и 10% шлама приводит к значительному увеличению выхода концентрата и повышению зольности отходов, при зольности концентрата не превышающей 8,1%. Степень извлечения угля в концентрат растёт с 84,4% для угля до 87,4, 90,3, 89,6% при добавках 2 – 5 –и 10% шлама соответственно.

Причины такого улучшения параметров флотации пока не ясны, однако, можно предположить, что тонкие частицы углистых сланцев (глин) проявляют стабилизирующее воздействие на устойчивость пены, что и наблюдалось в процессе флотации. Доказательством данного предположения могут служить результаты флотации этих же продуктов с увеличенным расходом флотореагета до 1,5 кг/т. При увеличении количества флотореагента различия основных параметров флотации угля и его смесей со шламом сглаживаются, и степень извлечения угля в концентрате составляет 92,5%, что является косвенным подтверждением высказанного предположения.

Однако, стабилизирующее действие глин на устойчивость пены по мере увеличения количества добавляемого шлама, предположительно, должно снижаться за счёт увеличения доли окисленных углей во флотируемой смеси, о чём свидетельствуют значения основных параметров при флотации шлама. Аналогичные результаты получаются также при флотации шламов, представленных в табл.1, а также шламов ЦОФ Чумаковская, Кальмиусская, Павлоградская.

Из приведенных данных следует, что при совместной флотации угольно-шламовых смесей наблюдается довольно высокое извлечение горючей массы в концентрат, которое больше зависит от расхода флотореагента, чем от количества вводимого шлама.

Результаты проведенной работы защищены патентом Украины (UA 52413 A от 11.05.2002., Бюлл. № 12,2002 г.) и внедрены в цехе углеподготовки Авдеевского коксохимического завода.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.