Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик

Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик

Наведено результати лабораторних досліджень, спрямованих на визначення об’ємів та складу шламів вуглезбагачувальної фабрики «Свердловськ». Запропоновано спосіб збагачення вугільних відходів....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2009
1. Verfasser: Хмеленко, И.П.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2009
Schriftenreihe:Геотехническая механика
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32998
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик / И.П. Хмеленко // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 1. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-32998
record_format dspace
spelling irk-123456789-329982012-05-27T14:13:03Z Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик Хмеленко, И.П. Наведено результати лабораторних досліджень, спрямованих на визначення об’ємів та складу шламів вуглезбагачувальної фабрики «Свердловськ». Запропоновано спосіб збагачення вугільних відходів. The results of laboratory researches, directed on determination of volume and composition of coal wastes of concentrating mill «Sverdlovsk» are given. Method of enriching of coal wastes are offered. 2009 Article Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик / И.П. Хмеленко // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 1. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32998 622.74:621.928.2 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Наведено результати лабораторних досліджень, спрямованих на визначення об’ємів та складу шламів вуглезбагачувальної фабрики «Свердловськ». Запропоновано спосіб збагачення вугільних відходів.
format Article
author Хмеленко, И.П.
spellingShingle Хмеленко, И.П.
Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик
Геотехническая механика
author_facet Хмеленко, И.П.
author_sort Хмеленко, И.П.
title Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик
title_short Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик
title_full Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик
title_fullStr Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик
title_full_unstemmed Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик
title_sort анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate 2009
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/32998
citation_txt Анализ объемов, состава и способов переработки шламов углеобогатительных фабрик / И.П. Хмеленко // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 1. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
series Геотехническая механика
work_keys_str_mv AT hmelenkoip analizobʺemovsostavaisposobovpererabotkišlamovugleobogatitelʹnyhfabrik
first_indexed 2025-07-03T13:28:39Z
last_indexed 2025-07-03T13:28:39Z
_version_ 1836632580151050240
fulltext "Геотехническая механика" УДК 622.74:621.928.2 И.П. Хмеленко, асп. (ИГТМ НАН Украины) АНАЛИЗ ОБЪЕМОВ, СОСТАВА И СПОСОБОВ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАМОВ УГЛЕОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК Наведено результати лабораторних досліджень, спрямованих на визначення об’ємів та складу шламів вуглезбагачувальної фабрики «Свердловськ». Запропоновано спосіб збага- чення вугільних відходів. ANALYSIS OF VOLUMES, COMPOSITION AND PROCESSING METHODS OF COAL WASTES OF CONCENTRATING MILLS The results of laboratory researches, directed on determination of volume and composition of coal wastes of concentrating mill «Sverdlovsk» are given. Method of enriching of coal wastes are offered. Отходы химической, металлургической, горнодобывающей, угольной промышленностей часто представляют собой ценное минеральное сырье. На территории Украины сосредоточенно большое количество отходов углеобо- гатительных фабрик. В отдельных областях накоплено такое огромное коли- чество промышленных отходов, что вопросы их утилизации превратились в серьезную экономическую и экологическую проблемы. В Донецкой области находится более 170 тыс. тонн балансовых шламов с зольностью не более 45%, забалансовых первой категории – более 13,5 млн. тонн с зольностью не более 60% и забалансовых второй категории – более 14,5 млн. тонн с зольно- стью 70-75 % [1]. Именно несовершенная технология обогащения угля при- водит к складированию минерального сырья в шламохранилищах. В связи с этим Министерством образования и науки Украины принята научно- техническая программа "Розробка технологій видобутку та збагачення сировинних матеріалів для металургійного виробництва, в тому числі з використанням відходів виробництва". Целью данной работы является анализ запасов шламовых отходов и суще- ствующих разработок средств и рекомендаций для извлечения угля с макси- мальной эффективностью. Для достижения цели необходимо провести анализ объемов и состава шламов углеобогатительных фабрик Украины. В ИГТМ НАН Украины по- стоянно ведутся исследования, направленные на изучение данного вопроса. Для этого было произведено апробирование шламохранилищ обогатительных фабрик «Кураховская», «Засядько», «Комендантская», «Свердловская», «Лу- ганская», «Черврноградская» и др. В ходе экспериментов было установлено содержание угля и золы в различных точках шламонакопителя с целью опре- деления перспективности их разработки. Критерием оценки принимается до- пустимое содержание золы в шламе после переработки (в концентрате 20-22 %) с максимальным содержанием извлеченного угля (35-40 %). В качестве примера приведены данные анализа шламов в нескольких точ- ках отбора шламонакопителя ЦОФ «Свердловск» (табл. 1-4). Выпуск № 82 Таблица 1 – Характеристика пробы в точке 1 с зольностью исходного продукта А d = 53,88% № п/п Классы крупности, мм Выход класса,  , % Зольность класса, А d , % Содержание золы в классе, Сz, % Содержание угля в классе, Су, % 1 +2,5-5,0 2,98 51,15 1,52 1,46 2 +1,6-2,5 3,75 50,57 1,90 1,85 3 +1,0-1,6 6,84 53,04 3,63 3,21 4 +0,63-1,0 9,51 47,69 4,54 4,98 5 +0,315-0,63 36,22 51,75 18,74 17,48 6 +0,2-0,315 11,19 53,71 6,01 5,18 7 +0,1-0,2 15,37 49,09 7,55 7,83 8 +0,05-0,1 5,55 51,88 2,88 2,67 9 0-0,05 8,59 59,37 5,1 3,49 Σ = 100,0 Σ = 51,86 Σ = 48,14 Таблица 2 – Характеристика пробы в точке 2 с зольностью исходного продукта А d = 47,33 % № п/п Классы крупности, мм Выход класса,  , % Зольность класса, А d , % Содержание золы в классе, Сz, % Содержание угля в классе, Су, % 1 +2,5-5,0 0,37 30,16 0,11 0,26 2 +1,6-2,5 1,71 52,98 0,91 0,80 3 +1,0-1,6 3,74 38,64 1,45 2,30 4 +0,63-1,0 7,82 35,61 2,79 5,04 5 +0,315-0,63 31,99 35,66 11,41 20,58 6 +0,2-0,315 21,87 48,35 10,58 11,30 7 +0,1-0,2 17,17 56,05 9,62 7,55 8 +0,05-0,1 8,01 53,76 4,306 3,70 9 0-0,05 7,32 59,35 4,344 2,98 Σ = 100,0 Σ = 45,5 Σ = 54,5 На основе полученных данных можно слетать вывод, что уголь распреде- ляется по классам крупности не равномерно и составляет около 50% в данных пробах. Таким образом, данное шламохранилище является перспективным для дальнейшего дообогащения. Для комплексного анализ отходов обогати- тельных фабрик был предложен метод определения ситового состава и запа- сов угля в шламохранилище [2], который позволяет оценить запасы как по площади, так и по объему. Таблица 3 – Характеристика пробы в точке 3 с зольностью исходного продукта А d = 49,32 % № п/п Классы крупности, мм Выход класса,  , % Зольность класса, А d , % Содержание золы в классе, Сz, % Содержание угля в классе, Су, % 1 +2,5-5,0 2,88 43,21 1,24 1,64 2 +1,6-2,5 2,57 52,09 1,34 1,23 3 +1,0-1,6 5,61 51,12 2,87 2,74 "Геотехническая механика" 4 +0,63-1,0 14,51 37,48 5,44 9,07 5 +0,315-0,63 53,96 44,49 24,0 29,95 6 +0,2-0,315 7,74 44,15 3,42 4,32 7 +0,1-0,2 5,69 53,82 3,06 2,63 8 +0,05-0,1 1,84 60,30 1,11 0,73 9 0-0,05 5,2 71,12 3,70 1,5 Σ = 100,0 Σ = 46,18 Σ = 53,82 Таблица 4 – Характеристика пробы в точке 4 с зольностью исходного продукта А d = 44,65 % № п/п Классы крупности, мм Выход класса,  , % Зольность класса, А d , % Содержание золы в классе, Сz, % Содержание угля в классе, Су, % 1 +2,5-5,0 2,09 44,01 0,92 1,17 2 +1,6-2,5 3,63 33,25 1,21 2,42 3 +1,0-1,6 13,95 38,41 5,36 8,59 4 +0,63-1,0 44,87 44,99 20,18 24,68 5 +0,315-0,63 25,32 51,39 13,01 12,31 6 +0,2-0,315 4,78 49,66 2,37 2,41 7 +0,1-0,2 2,59 50,79 1,32 1,28 8 +0,05-0,1 1,03 61,83 0,64 0,39 9 0-0,05 1,74 70,24 1,22 0,52 Σ = 100,0 Σ = 46,23 Σ = 53,77 Над идеей переработки угольных отходов работают многие ученые и спе- циалисты. Можно выделить наиболее перспективные направления совершен- ствования процесса обогащения углей: 1. Усовершенствование схемы полного цикла обогащения. В последнее время большое внимание уделяется поиску новых технологий переработки угля, при которых отходы будут минимальны. Выделяются следующие тен- денции: повсеместный переход на обогащение рядового угля более узким машинным классам; повышение роли флотации при обогащении тонкозерни- стых шламов; переход на компьютерное управление качеством выпускаемой продукции; складирование сыпучих отходов обогащения на терриконах пред- лагается вести аналогично строительству дамбы (отсыпка ведется от перифе- рии к центру); подготовку углеобогатительных фабрик к проведению техно- логического аудита; увеличения объемов средств, связанных с решением эко- логических аспектов переработки полезных ископаемых [3]. 2. Создание методов дообогащения шламов. Институтом «УкрНИИуглео- богащение» разработаны технологии обогащения шламов с использованием трехпродуктивного циклон-сепаратора ЦС-500/360, на которой продукты раз- деления имеют зольность после обезвоживания: концентрат–23-30%, отходы – 70-83%. [4]. Проведены исследования процессов, протекающих при работе сгустителей и разработано многофункциональное устройство для переработ- ки угольных шламов. Аппарат состоит из нескольких одинаковых секций, в которых происходит: осаждение и накопление частиц твердого материала Выпуск № 82 крупностью более 3 мкм; осаждение частиц крупностью менее 3 мкм и освет- ление; обезвоживание материала. После указанных операций отходы транс- портируются на породный отвал [5]. 3. Утилизация отходов углеобогатительных фабрик. НМетАУ разработан комплекс переработки отходов углеобогащения путем включения системы га- зификации в цикл парогазовой установки. Схему установки можно разбить на следующие модули: газификация и утилизация физического тепла продуктов газификации; очистка газа от золы уноса; очистка газа от соединений серы и их утилизация; газотурбинный цикл; паротурбинный цикл. Комплекс обеспе- чивает практически полную утилизацию побочных продуктов и предотвра- щает поступление загрязняющих веществ в окружающую среду [6]. Учеными лаборатории ресурсосберегающих технологий НИИМ и ПМ ЮФУ (Россия) разработаны, исследованы и применены на практике технические и техноло- гические решения использования отходов добычи и сжигания углей для про- изводства различных видов продукции: инертные заполнители; тяжелые и легкие бетоны; ячеистые бетоны; мелкозернистые бетоны; строительные и тампонажные растворы, обладающие коррозионной стойкостью и гидроизо- ляционной способностью; активированные малоклинкерные тонкомолотые вяжущие, обладающие повышенной коррозионной стойкостью; сыпучие теп- лоизоляционные материалы; керамические материалы; нерудные материалы для дорожного строительства; закладочные материалы, сыпучие и твердею- щие [7]. Данная работа посвящена процессу переработки угольных шламов. Одна- ко для дообогащения требуется оборудование, которое буде эффективно ра- ботать с горной массой крупностью 40-50 микрон. Результаты лабораторных исследований указывают на возможность получения угольного концентрата из высокозольного шлама без применения специальных методов флотации. Институтом геотехнической механики им Н.С. Полякова НАН Украины было предложено перерабатывать угольные отходы с использованием вибрацион- ного грохота для тонкой классификации. Классификация пульп имеет ряд трудностей, которые вызваны размером частиц, наличием жидкости и глинистых включений в угольных отходах. В настоящее время грохоты для тонкой классификации пульп на Украине се- рийно не выпускаются. Разработки по созданию технологий и оборудования для обогащения тонких классов и дообогащения отходов угледобывающей промышленности ведут следующие организации Украины: "УкрНИИуглеобо- гащение","Гипромашуглеобогащение", Национальная металлургическая ака- демия, Национальный горный университет, Институт геотехнической меха- ники им. Н.С. Полякова НАНУ. Вопросам создания грохотов в зарубежной практике посвящены разработ- ки фирм и организаций: "Ревум", "Деррик", "Хавер и Беккер", "Зибтехник", "Йост", ВМF, "AEF Актингезельшафт" (Германия), "Нейшнл инжиниринг", "Биндер", "Дорр Оливер", "Уоллис", "Колби Мэнифэктуринг" (США), "Маг- ко", "Локкер индастри", "Шарплз", "Бартлес" (Великобритания), "Мицубоси" "Геотехническая механика" (Япония), "Дитх Стейт Нинес" (Австралия), "БРЖМ" (Франция), "Локкер" (Бельгия), "Хукки" (Финляндия), институты: Механобр, Госгорхимпроект, Гипромашобогащение (Россия) и др. Однако в большинстве случаев установ- ка предлагаемого оборудования требует больших капитальных вложений, за- трат на ремонт и обслуживание. В ИГТМ НАН Украины была разработана конструкция вибрационного грохота для тонкой классификации и обезвоживания [8]. Предлагаемый гро- хот имеет несложную конструкцию. Принцип работы основан на использова- нии динамически активного сита специальной конструкции, работающей в резонансном режиме с частотой колебаний привода. Кинематически грохот представляет собой одномассную колебательную систему и состоит из: короба, вибровозбудителя, частотного регулятора при- вода, опорных амортизаторов, классифицирующего сита, динамически актив- ного сита и дополнительного несмачивающегося жидкостью сита. Установка дополнительного сита между классифицирующим и динамиче- ски активным ситами позволяет уменьшить силы вязкого сопротивления жидкости и тем самым повысить эффективность прохождения частиц через ячейки классифицирующего сита. Кроме этого увеличивается зона контакта между классифицирующим и динамически активным ситами, удар становится не жестким, что увеличивает срок службы сит. Грохот работает в резонансном режиме. Благодаря наличию частотного регулятора привода обеспечивается совпадение собственных частот динами- чески активного сита и короба грохота. Таким образом без подведения до- полнительного источника энергии используется эффект резонанса. Использо- вание резонансного режима увеличивает амплитуду колебаний просеиваю- щей поверхности грохота в 2-3, если сравнивать с амплитудой короба грохо- та. При этом происходит интенсивная сегрегация и просеивание материала. Данное конструктивное решение было взято при модернизации и выпуске промышленного образца на основе серийного виброгрохота ГИЛ-52 с целью классификации угольного шлама по крупности разделения 0,1-0,2 мм. Также была проведена серия лабораторных и промышленных экспериментов на гро- хотах ГИСЛ-62, ГИЛ-42 и ГИЛ-43, которые имели конструктивные отличия согласно разработки [8]. При прохождении материала через грохот происхо- дит одновременно две операции: тонкая классификация и обезвоживания надрешетного продукта до 22-25 % влажности. Зона грохочения на грохоте ГИЛ-52 составила 2500 мм. Так как короб грохота имеет длину 4500 мм, то на оставшихся 2000 мм после брызгал материал перемещается и обезвоживается. В классифицирующей части грохотов ГИЛ-52, где устанавливается на рези- новое сито РЛСС сетка с ячейкой 0,1-0,2 мм, рекомендуется между ними ус- танавливать полиамидную сетку с ячейкой 5,0-10,0 мм, для предотвращения преждевременного пробоя тонкой сетки динамически активными резиновыми струнами. В этом случае динамический импульс удара смягчается, но его по- ложительное влияние на рассев материала тонкой сеткой остается. Предложен метод оптимизации процесса вибрационной классификации Выпуск № 82 угольных шламов [9]. Метод оптимизации процесса позволяет установить наиболее перспективные классы крупности вибрационного разделения уголь- ных шламов с максимальным содержанием угольной массы и допустимым содержанием золы. Предложен апробированный метод извлечения мелких и тонких классов горной массы и их суммарный отбор с максимальным содер- жанием угольной массы. Выполненные лабораторные и промышленные исследования позволили сделать следующие выводы: 1. Шламохранилища имеют до 50% угольной массы, учитывая объемы и содержания угля они представляют собой техногенные месторождения. Наи- более высокий процент угольной массы распределяется не равномерно по классам крупности. Поэтому при обогащении угольных отходов необходимо выделять наиболее перспективные по содержанию углерода классы. 2. Нижняя граница необходимой классификации составляет 40-50 мкм. Основная сложность при дообогащении полезных ископаемых связана с раз- мерами частиц, что требует применения высокоэффективного оборудования с высокими технологическими показателями при грохочении горной массы. 3. Основная масса отходов представляет собой пульпу с различным соот- ношением твердого к жидкому. При обогащении пульп возникают дополни- тельные требования к обезвоживанию надрешетного продукта. 4. Промышленные испытания показали возможность тонкой классифика- ции сухих и влажных материалов. Для извлечения угля из шламовых отходов перспективным является использование грохота с классифицирующим и ди- намически активным ситом. Классификация и обезвоживание материала реа- лизуется по крупности до 50 микрон. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Надутый В.П. Тонкое вибрационное грохочение при переработке угольных шламов / В.П. Надутый, А.Ф. Нагорский, А.И. Шевченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. труд. ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск.– Вып. № 58. – 2005. – C.176-181. 2. Надутый В.П. Метод определения ситового состава и запасов угля в шламохранилище / В.П. Наду- тый, И.П. Хмеленко // Збагачення корисних копалин: НГУ – Днепропетровск.– Вып. №33(74). – 2008. – С. 148–155. 3. Полулях А.Д. Особенности современных технологий углеобогащения // Збагачення корисних копа- лин: НГУ – Днепропетровск. – 2007. – Вып. № 17 (58).– С. 3-6. 4. Томилин В.Б. Перспективное оборудование и технология обогащения угля / В.Б. Томилин, В.И. Хай- дакин, В.Н. Корнеева, Н.И. Абакумов // Уголь– 2005. – Москва – №12– С. 58-61. 5. Анисимов Н.Т. Разработка многофункционального устройства для обработки угольных шламов в схемах обогащения / Н.Т. Анисимов, В.С. Мочков, З.В. Багмут, Г.Н. Дмитров, С.А. Воронин // Збагачення корисних копалин: Науч.–техн. зб. НГУ. – Днепропетровск. – 2002. – Вип. № 15(56). – С. 66-70. 6. Динчук В.А. Комплексная переработка отходов углеобогащения / В.А. Динчук, Б.Б. Потапов // ОРТ- Москва – 2008. – Вып.№ 27 – С. 46-47. 7. Буравчук Н.И. Перспективные направления утелизации отходов добычи и сжигания углей / Н.И. Буравчук, О.В. Гурьянова, Е.П. Окороков, Л.Н. Павлова // ОРТ- Москва – 2009. – Вып.№ 28 – С. 10-11. 8. Пат. 39362 Украины МПК В 07 В 1/40. Грохот вібраційний / Надутий В.П., Ягнюков В.Ф., Хмелен- ко І.П.; заявник та патентовласник ІГТМ НАН України – № u 200810796, зявл. 01.09.2008; опубл. 25.02.09, Бюл. №4. 9. Надутый В.П. Оптимизация процесса вибрационной классификации угольных шламов / В.П. Наду- тый, А.М. Эрперт, И.П. Хмеленко // Вібрації в техніці та технологіях: Всеукр. наук.-техн. журнал. – Вінніца. – 2008. – Вип. №2(51).– С. 85-89. "Геотехническая механика" Рекомендовано до публікації д.т.н. Є.С. Лапшином 27.07.09

Ähnliche Einträge