Обогащение крупнозернистых шламов (1093371), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Введение в технологию газообразной постели горения углей позволяет использовать угольные шламы по направленному пути - без необходимости их обогащения. Количество шламов, использованных таким образом, зависит от вместимости бойлеров. В Польше как раньше, так и сейчас, существует ограниченное число таких бойлеров. Остаточные шламы могут быть присоединены к мелким углям, формируя необходимую энергетическую смесь. Очищенные шламы в случае необходимости их удаления из илонакопителей, должны пройти процесс обогащения.
Экономические причины и фактически высокая стоимость конструирования фабрики по переработке шламов, практически не привлекает новых инвестиций. Если бы была сконструирована такая фабрика крупным угольным производителем, он мог бы получить рецепт долгосрочных концентратов, по крайней мере на время, пока инвестиции бы не самортизировали.
6. Технология обогащения послефлотационных шламов
Послефлотационные отходы - необработанный материал для обогащения, который извлекается экскаваторами из илонакопителей и транспортируется грузовиками до хранилищ, откуда после смешивания попадают через загрузчик на спиральный питатель, который, в свою очередь, транспортирует отходы по сборочному конвейеру на промывку. В промывке подготовительная классификация имеет место, в результате чего механические нечистоты и порода крупностью >30 мм выводятся из смеси воды и шламов. Расположение классифицирующих сит позволяет получать три различных класса крупности >2.5 мм, 2,5-0,4 мм, <0,4 мм.
Класс крупности >2.5 мм относится к классу 2,5-0,4 мм и направляется на обогащение в винтовых сепараторах, где получается концентрат зольностью 7,0-9,0 % и отходы 70,0-80,0 %.
Концентрат из винтовых сепараторов направляется на первичное обезвоживание на дуговые сита и гидрогрохоты с размером ячейки 0,4 мм производства "Schauenburg Company" и окончательно обезвоживается на ленточных вакуум-фильтрах.
Зерна класса <0,4 мм направляются в основной процесс обогащения - пенную флотацию, обеспечивая высокую зольность отходов и максимальный выход концентрата из флотационной пульпы. Флотореагенты добавляются перед каждой стадией флотации. Чтобы добиться лучшей степени обезвоживания концентрата соответственно подготовленные флокулянты дозируются в контактные чаны.
Обезвоживание концентрата после 1-й стадии флотации, смешанного с концентратом из винтовых сепараторов происходит в ленточных вакуум-фильтрах компании "O&K". Концентрат после 2-й стадии флотации обезвоживается на дисковых вакуум-фильтрах компании "Sala".
На первой стадии флотации получается концентрат с зольностью 9-12 %, когда на второй стадии обогащения - концентрат зольностью 15-20 %. Отходы, выходящие после двух стадиальной флотации, имеют зольность 65-70 %. Общее извлечение угля составляет около 40-50 %, в зависимости от качества сырья.
Флотоотходы направляются в радиальные сгустители (диаметр 15 мм) компании "Sala". Флокулянт "Preastol" используется в процессе флокуляции. Осветленная вода возвращается в технологическую цепь. Сгущенные отходы (450-650 г/л) обезвоживаются на камерном фильтре типа PF-ROW-1/570. Обезвоженные флотоотходы направляются на мелиорацию илонакопителей, из которых были извлечены шламы. Водно-шламовая схема замыкается внутри фабрики.
Процесс обогащения полностью автоматизирован и контролируется компьютером из комнаты контроля. Благодаря установке мерно-регулирующей системы дистанционное управление возможно так же, как и регулирование операционного оборудования и, в случае отказа отказавшая система быстро обнаруживается. Кроме того, установка возможна со станции обогащения и дозировки флокулянта, которая контролируется микропроцессором, работающим с главным компьютером.
Обезвоженный концентрат после первой и второй стадии флотации со средним содержанием влажности 24-28 % поставляется на термальную сушку в сушильные барабаны.
Горячие дымоходные газы, извлеченные из коксового газа вблизи фабрики по изготовлению кокса "Дебиенско" высушены посредственно. Дымоходные газы после сушки продуктов направляются на электрофильтры, эффективность которых 99,92 %. Очищенные газы выводятся в атмосферу через дымовую трубу.
В результате сушки, готовый продукт получается со средним содержанием влаги 12-13 % и зольностью 12-24 % (согласно соглашению с заказчиком). Благодаря факту, что концентрат поступает в сушку с помощью загрузчика, готовый продукт может быть получен путем смешивания различных по качеству классов. Сухой продукт загружается в железнодорожные вагоны на собственной фабричной погрузочной станции, оборудованной весами "Schenck".
7. Параметры качества продуктов фабрики
Применяемая технология используется для угольных шламов и получаемых после обогащения угля концентратов из них.
В курсе обогащения имеет также место значительное снижение содержания серы в концентрате.
8. Экономика обогащения шламов
Проблема утилизации шламов, складируемых в илонакопителях в Польше, - серьёзная. Это обусловлено тем, что общее содержание шламов более чем 11 млн тонн. Шламы имеют различные параметры качества: калорифический уровень 2-15 мДЖ/кг, зольность 19-51 %, содержание серы 1-5 %. В зависимости от действительных значений параметров шламов из каждого илонакопителя, они могут быть направлены заказчикам; могут быть обогащены или оставлены в илонакопителе как отходы окончательно. Прибыль от обогащения угольных шламов будет зависеть от цены получаемого концентрата, дохода от него, и стоимости процесса обогащения. Должна быть упомянута также проблема цены, по которой владелец илонакопителя будет согласен продать складированный материал. Такие анализы - индивидуальная проблема для каждого илонакопителя. Эти анализы производятся для отбора шламов из илонакопителей. На фабрике "Polho" индустриальные испытания проводились на процессе обогащения шламов из такого проанализированного илонакопителя. Качественные параметры питания были: калорифический уровень 11 587-12 946 кДж/кг, зольность 27-29,9 %. Как результат обогащения шламов концентрат был получен со следующими средними параметрами: калорифический уровень 22 160-22 585 кДж/кг, зольность 7,43-9,3 %. Доход от концентрата был около 41 %.
На основе проведенных индустриальных испытаний, учитывая качество доставленных шламов (особенно их разнородность) компания "Polho" (мнение дирекции) может предлагать сумму в 14 злотых за каждую тонну шламов. Сумма делится между возможной ценой, затраченной на производство концентрата и стоимостью всех технологических операций, входящих в счет, при условии, что прибыль от концентрата - 40 %. Такой подсчет показывает, что эта сумма, используемая в компании "Polho", находится в своих рамках. Приняв эту сумму за начальную точку для дальнейших анализов, необходимо вычесть из этой цены стоимость вывоза и обогащения, также как и их транспортировку на фабрику "Polho". Оценка стоимости эксплуатации и доставки шламов была определена отделом транспортировки. Было принято, что около 640 тыс. тонн шламов будут извлечены.
Согласно этой оценки стоимость элементов была:
- переработка илонакопителей для эксплуатации (раскрытие, удаление и хранение материала, удаление части почвы и т.д.) - 0,53 зл/т;
- подготовка подъездных путей и кромки илонакопителя (делать твердым), подготовка места для хранения и т.д. - 2 зл/т;
- использование шламов и транспортировка к месту хранения (для обезвоживания) - 0,45 зл/т;
- перемещение шламов на место хранения (смешивание, удаление влаги) - 0,52 зл/т;
- другие затраты (административные, налоговые, взносы и т.д.) - 1,85 зл/т;
- доставка шламов пользователям (транспортировка с загрузкой и выгрузкой между местом хранения и фабрикой "Polho") - 6 зл/т.
Общая сметная стоимость - 11,35 зл/т.
Таким образом, угольные шламы, складированные в илонакопителях, в случае содержания больших количеств окаменевших элементов, должны пройти процесс обогащения. В этом направлении только одна технология, применяемая в Польше, - технология обогатительной фабрики "Polho". Фабрика обогащает до сих пор отходы флотации коксующихся углей. На основе осуществленных экспериментов была доказана возможность обогащения шламов также из других илонакопителей. Экономические анализы показали, что процесс обогащения может оплатить затраты и владельцу илонакопителя (его эксплуатацию), и обогатительной фабрике.
9. Оборудование для обогащения крупнозернистых угольных шламов
Важнейшей операцией в цикле регенерации шламовых вод является обогащение шламов. В настоящее время относительно крупнозернистые шламы (0,1-1,0 (3,0) мм) обогащаются главным образом гравитационными методами, а тонкие шламы (крупностью -0,1 мм) – флотацией.
Первым важным проектом в Кузбассе для компании CETCO стало внедрение схемы обогащения крупнозернистых шламов в спиральных сепараторах и обезвоживание тонкого концентрата (кл. 0-2 мм) в осадительно-фильтрующих центрифугах «Декантер» на ЦОФ «Кузбасская» в 1997 г.
Результатом применения новых технологий явилось значительное снижение себестоимости переработки угля. Например: использование центрифуг «Декантер» для механического обезвоживания тонкого концентрата позволило уменьшить количество работающих сушильных агрегатов вдвое, причем в оставшихся температура снизилась на 150-200°С, что благотворно сказалось на управляемости и безопасности термической сушки (рисунок 2).
Рисунок 2. Применение центрифуги «Декантер» на ЦОФ «Кузбасская» позволило значительно снизить себестоимость процесса обогащения.
Оборудование, применяемое для гравитационного обогащения крупнозернистых шламов (таблица 1), охватывает, по сути, весь спектр углей (как коксующихся, так и энергетических).
Тяжелосредные гидроциклоны получили широкое распространение на углеперерабатывающих предприятиях. В последние годы наметилась тенденция к снижению нижнего предела крупности углей, обогащаемых данным способом, с 0,5 до 0,15-0,125 мм. Предлагаются технологии обогащения в тяжёлосредных гидроциклонах шлама крупностью менее 1 мм. Ранее для углей очень трудной обогатимости выпускались трёхпродуктовые гидроциклоны; в настоящее время упомянутые угли обогащаются, как правило, в две стадии с применением двухпродуктовых гидроциклонов. К качеству машинного класса, поступающего на обогащение в гидроциклоны (засорение его избыточными по крупности зернами), предъявляются жёсткие требования. Также нормируется и содержание шлама крупностью менее 0,5 мм. Применение тяжелосредного обогащения обусловливается трудной обогатимостью, высокой точностью и эффективностью разделения, малым засорением продуктов разделения посторонними фракциями. В качестве утяжелителя среды используется магнетит.
Схемы обогащения делятся по числу стадий разделения обогащаемого материала и числу конечных продуктов и их назначению. Для обогащения мелких классов энергетических углей и антрацитов крупностью 0,5-25 мм используется схема обогащения в одну стадию с выделением двух конечных продуктов – концентрата и отходов (технические характеристики отечественных двухпродуктовых гидроциклонов приведены в таблице 2).
Таблица 1 – Оборудование для гравитационного обогащения крупнозернистых шламов
| №№ пп | Наименование оборудования | Область применения | Производи-тельность | Плотность разделения, кг/м3 | Ерм, кг/м3 | Ведущие фирмы-производители |
| 1 | Отсадочные машины для обогащения шламов | Шламы коксующихся и энергетических углей лёгкой, средней и трудной обогатимости крупностью 0,15-3,0 мм | До 7 т/м2·ч | 1550-1920 | 80-150 | AKA Industrieanlagen GmbH (Германия); Humboldt-Wedag (Герма-ния), Allmineral (США) |
| 2 | Тяжёлосредные гидроциклоны | Шламы коксующихся углей трудной и очень трудной обогатимости крупностью 0,15(0,5)-3,0 (6,0) мм | 50-100 т/ч (диаметр 500-700 мм) | 1400-1800 | 40-80 | British Coal (Велико-британия), Krebs Engineers (США), Multotec (ЮАР-Австралия) |
| 3 | Циклоны без утяжелителя | Шламы крупностью 0,1‑6,0 мм | 1550-2000 | |||
| 4 | Винтовые сепараторы | Шламы: энергетических углей лёгкой и средней обогатимости; коксующихся углей лёгкой обогатимости крупностью 0,15-1,0 мм | До 5 т/ч на 1 спираль | 1600-2000 | 100-150 | Krebs Engineers (США), Multotec (ЮАР-Австра-лия), Warman International, Inc. (Австралия) |
| 5 | Концентрационные столы | Шламы коксующихся и энергетических углей лёгкой, средней и трудной обогатимости крупностью 0,15-6,0 мм | До 1 т/м2·ч | 1550-2000 | 100-150 | Wilfley (Великобритания), Deister Concentrator (США) |
| 6 | Гидросайзеры | Шламы коксующихся и энергетических углей лёгкой и средней обогатимости крупностью 0,25-3,0 мм | До 50 т/ч | 1500-2000 | 50-150 | AKW Apparate + Verfahren GmbH (Германия), Linatex (США-Великобритания) |
Таблица 2 – Технические характеристики двухпродуктовых тяжелосредных циклонов
| Параметры | ГТ-500 | ГТ-630 | ГТ-710 |
| Производительность, т/ч | 50 | 80 | 100 |
| Внутренний диаметр, мм | 500 | 630 | 710 |
| Угол конусности, градус | 20 | 20 | 20 |
| Диаметр входного патрубка, мм | 150х150 | 150х150 | 205х130 |
| Диаметр верхнего разгрузочного патрубка, мм | 220 | 240 | 270;320 |
| Диаметр нижнего разгрузочного патрубка, мм | 160;180 | 130;150;180 | 130;150;180 |
| Пьезометрический набор питания на входе, м, не менее | 4,5 | 6 | 6,5 |
| Расход суспензии м3/ч | 200 | 250 | 350 |
| Габариты, мм, не более | |||
| длина | 2530 | 3170 | 3700 |
| ширина | 930 | 940 | 1200 |
| высота | 2800 | 2200 | 3500 |
| Масса, кг, не более | 1090 | 1150 | 2000 |
При выделении трёх продуктов, в основном при обогащении коксующихся углей крупностью 0,5-25 мм (при наличии в них легко размокаемой породы), используют последовательное разделение в две стадии в двухпродуктовых гидроциклонах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
