CC BY
71
АР 10
КЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА
2000"
I
МОСКВА,МГГУ, 31 января - 4 февраля 2000 год
^ А.И. Довнар, 2000
УДК 622.7:002.2
А. И. Довнар
АНАЛИЗ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ
В ведущих угледобывающих странах мира повышается интерес к проблеме глубокого обогащения углей и в первую очередь крупнозернистых шламов. Для разделения этого материала применяются отсадочные машины, концентрационные столы, тя-желосредные и водные циклоны, винтовые (спиральные) сепараторы, которые в последние годы получают все большее распространение на предприятиях. Это связано с простотой конструкции, удобным обслуживанием оборудования, низкой стоимостью процесса. Вместе с тем наложение центробежных и гравитационных сил позволяет достаточно эффективно обогащать материал по сравнению с другими методами разделения (см. табл. 1, 2).
используются в существующих технологических схемах. Например, на ОФ «Кук» применяются сепараторы Рейхарта, изготовленные из фибергласса с полиуретановым покрытием, производительностью спирали 1,5 т/ч. На ОФ «Эбинезер», где основное обогащение осуществляется в отсадочной машине, сепараторы Рейхарта используют для перечистки крупнозернистого шлама.
Известны примеры увеличения мощности предприятия за счет изменения технологической схемы. Например, на ОФ «Джерман-Крик» производительность увеличилась с 900 до 1200 т/ч. Первоначально уголь крупностью 0,5-50 мм обогащался в тяжелосредных циклонах, а шлам флотировался. В существующей технологической схеме на тяжелосред-ное обогащение поступает класс 1,550 мм, а зерна крупностью 0,4-1,4 мм разделяются в винтовых сепараторах общей производительностью 300 т/ч.
На модернизированной обогатительной фабрике разреза «Грегори» для дополнительного извлечения угля из материала крупностью 0,074-1,0 мм установлены две стадии сепараторов фирмы «Mineral Deposits, Ltd».
Фирма «Mineral Deposits, Ltd» разработала технологию обогащения крупнозернистого угля крупностью менее 3 мм. При этом созданы три типа сепараторов для различного качества исходного питания. Например, для материала зольностью до 30% и крупностью 0,1 -2,0 мм и отходов флотации зольностью более 40 % и крупностью 0,074-1,0 мм.
Разработанная технология и сепараторы этой фирмы нашли широкое применение в Германии, Великобритании, Испании для обогащения угля крупностью 0,1-2,0 мм совместно с отсадочными машинами, концентрационными столами, гидроциклонами и флотацией. В перспективе исследуются варианты использования винтовых сепараторов для перечистки хвостов, что наряду с получением товарного продукта уменьшает объемы хво-стохранилищ.
С 1988 г. началось внедрение винтовых аппаратов на углеобогатительных предприятиях Японии, что в результате повысило почти вдвое теплотворную способность угольного шлама.
Фирмой «Arch of Illinois» (США) внедрены винтовые сепараторы на фабрике с использованием отсадки. Это обусловлено накоплением в оборотной воде шламов, что снижает эффективность гравитационного обогащения. Использование спиралей для обогащения материала крупностью 0,15-15 мм на фабрике производительностью 40 тыс. тонн в сутки позволило увеличить выпуск концентрата на 1200 т в сутки и снизить его зольность.
В нашей стране винтовые сепараторы зарубежных фирм «Mineral Deposits, Ltd» (Австралия) LD 7 диаметром 1000 мм, «Портаклон» (ЮАР) диаметром 700 мм, «Multotec» (ЮАР) установлены на ЦОФ «Сибирь», ЦОФ «Кузнецкая», ЦОФ «Абашевская» и на обогатительных установках (ОУ) разрезов «Бачатский», «Новосергеевский» [2].
Наиболее широкое распространение винтовые се-Таблица 1
ПОКАЗАТЕЛИ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЯ В ДВУХ ПРОЦЕССАХ ОБОГАЩЕНИЯ
Наименование Крупность, мм
1,0-2,0 0,5-1,0 0,1-0,5
Винтовой сепаратор диаметром 900 мм
Плотность разделения, кг/м3 1900 1800 1750
Шламовая отсадочная машина фирмы Krupp Polysius-GHH
Показатель эффективности Еpm, кг/м3 150 170 230
Таблица 2
РЕЗУЛЬТАТЫ ОБОГАЩЕНИЯ ОТХОДОВ КРУПНОСТЬЮ 0-3,4 ММ ФАБРИК ШТАТА АЛАБАМЫ В ВИНТОВЫХ СЕПАРАТОРАХ 24С-6 (США).
Продукты Нагрузка, т/ч Выход, % Зольность, %
Концентрат 1,093 83,0 7,95
Слив -0,150 мм 0,122 9,3 64,29
Отходы 0,101 7,7 75,59
параторы получили в Австралии [1], где эти аппараты
Исследования работы винтовых сепараторов Таблица 3 фирмы «Портаклон» (ЮАР) проведены при личном участии автора в 1997 году на обогатительной установке (ОУ) разреза «Бачатский», технологическая схема которой представлена на рис. 1.
Исходный материал крупностью 0-1100 мм экскаватором подается на ударно-валковую дробилку фирмы «Вестфаллия-Бекорит» типа СБ 1212, где дробится до 0-200 мм. Класс 0-200 мм классифицируется на грохоте ГИСЛ-82А по классу 50 мм с последующим додрабливанием класса +50 мм до 50 мм в ударно-отражательной дробилке типа ПБ 1010 фирмы «Вестфаллия-Бекорит».
Производительность: - по пульпе, м3/ч до 5
- по твердому, т/ч 1,5-3,0
Крупность твердых частиц, мм 0,1-3,0
Содержание твердого в питании, кг/м3 335-530
Диаметр, мм 700
Высота, мм 3220
Масса, кг 130
Из рис. 1 следует, что исходный рядовой уголь крупностью 0-50 мм после дешламации на грохоте УСЛ 3,0 х 5,25 с размером щели сита 0,5 мм поступает на обогащение в отсадочную машину (ОМ) «Батак». Обезвоживание концентрата отсадочных машин производится на сите предварительного сброса воды,
снабженного сеткой «Оптима» с размером щели 0,5 мм, где выделяется до 90% воды и на двухситном грохоте типа УСЛ 2,4 х 5,25 с размерами отверстий сита 20 и 0,5 мм. Площадь сита составляет 12,6 м2
Мелкий класс 0,5-20 мм с грохота поступает на обезвоживание в центрифугу с вибрирующим ротором тип Н фирмы «КХД Гумбольд Ведаг АГ».
Обезвоженный продукт 0,5-20 мм объединяется с концентратом 20-50 мм и поступает на склад.
Согласно схеме исходный шлам - все под-решетные воды грохотов и сита предварительного сброса до и после ОМ «Батак», а также фугат центрифуги из первой половины зумпфа подается насосом фирмы «Варман 300 СУ» на гидроциклоны ГЦМ-360 первой стадии сгущения, футерованные монолитным поликристал-лическим карбидом кремния (МПК), производства института ГИПРОТЮМЕННЕФТЕГАЗ. Слив гидроциклонов поступает в зумпф с переливом, откуда половина его направляется насосом ГрАТ-700 на отсадочную машину, а другая половина через перелив уходит во вторую половину зумпфа и далее насосом ГрАТ-700 подается в илонакопитель.
Сгущенный продукт гидроциклонов самотеком поступает через дистрибьютеры на обогащение в винтовые сепараторы фирмы «Порта-клон». Отходы винтовых сепараторов подаются в илонакопитель через зумпф, а концентрат поступает в зумпф, и насосом 6Ш8 направляются на вторую стадию сгущения в гидроциклоны ГЦМ-360. Сгущенный продукт гидроциклонов обезвоживается на высокочастотных грохотах фирмы «Портаклон» и поступает в присадку к товарному углю.
Слив гидроциклонов направляется в промежуточный зумпф, где делится на две части. Одна часть вместе с подрешетным продуктом грохотов поступает в концентратный зумпф, а другая - удаляется через зумпф в илонакопитель.
Рис.1. Технологическая схема обогащения угля на обогатительной установке разреза «Бачатский»
Таблица 4
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПИТАНИЯ И ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ В ВИНТОВЫХ СЕПАРАТОРАХ ФИРМЫ «ПОРТАКЛОН» (ЮАР) НА ОУ РАЗРЕЗА «БАЧАТСКИЙ»
Концентрат Отходы Питание
Крупность, Выход, % Золь- Выход, % Золь- По расчету По анализу
мм ность, % ность, %
От про- От От про- От пи- Вы- Золь- Выход, Золь- Выход, Золь-
дукта пита- дукта тания ход, % ность, % % ность, % % ность,
ния %
+0,5 86,3 28,1 6,8 68,6 46,2 32,4 74,3 22,7 74,2 22,7
0,125-0,5 7,0 2,3 11,0 12,8 8,6 54,8 10,9 45,6 10,6 45,4
0,063-0,125 1,8 0,6 25,3 14,9 10,1 62,4 10,7 60,3 10,6 59,8
-0,063 4,9 1,6 55,7 3,7 2,5 53,1 4,1 54,1 4,6 54,0
Итого: 100,0 32,6 9,8 100,0 67,4 40,5 100,0 30,5 100,0 30,5
Содержа-ние 420 382 393
твердого, г/л
Техническая характеристика винтового сепаратора фирмы «Портаклон» (ЮАР) диаметром 700 мм представлена в таблице 3.
Гранулометрический состав питания и продуктов обогащения винтовых сепараторов представлен в таблице 4.
Из данных таблицы 4 следует, что в период опробования на винтовые сепараторы поступал шлам крупностью 0-1,0 мм зольностью 30,5% с содержанием твердого 393 г/л. При этом получен концентрат зольностью 9,8% и отходы зольностью 40,5%. Выход концентрата составляет 32,6%, отходов 67,4%.
Анализ опытных данных промышленной эксплуатации винтовых сепараторов фирмы «Портаклон» (ЮАР) на ОУ разреза «Бачатский» показывает, что в этих аппаратах можно получить один кондиционный продукт - концентрат. Для получения кондиционных отходов необходимо усовершенствовать конструкцию сепаратора или технологическую схему обогащения крупнозернистого шлама.
В настоящее время специалистами ИОТТ [3] разрабатываются технологические схемы глубокого обогащения мелкого угля с применением новых конструкций тяжелосредных циклонов, винтовых сепараторов, классификационных гидроциклонов и обезвоживающего оборудования.
Выводы:
• На основе сравнительного анализа технологии обогащения крупнозернистых шламов в винтовых сепараторах в зарубежной и отечественной практике показало преимущество использования сепараторов в сравнении с отсадочными машинами.
• Практикой работы винтовых сепараторов «Портаклон» (ЮАР) при обогащении шламов крупностью 0-1 мм на ОУ разреза «Бачатский» в Кузбассе установлено, что в результате переработке шламов зольностью 29,0-30,5% и выходе от рядового 13,2% получается кондиционный концентрат зольностью 9,8% и выходе 4,3% от рядового угля (или 32,6% от питания сепаратора).
• Установлено, что при обогащении крупнозернистых шламов в сепараторах фирмы «Портаклон» (ЮАР) возможно получение только одного кондиционного продукта - концентрата, отходы остаются низкозольными - от 38,3 до 40,5 %.
• Для повышения качества отходов сепарации до 70% зольности рекомендуется изменить технологическую схему обогащения с применением второй стадии обогащения отходов в винтовых сепараторах и усовершенствовать конструкцию сепаратора путем изменения формы разделительного желоба.
РЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУ-
1. Технология и техника нового уровня для обогащения зернистых шламов энергетических углей. Отчет ИОТТ, Люберцы 1993 г.
2. Молчанов А.А. Направления совершенствования технологий на углеобогати-
тельных фабриках России. Сборник трудов Международной конференции, посвященной 275-летию Российской Академии Наук, Звенигород, 15-17 февраля 1999 г.
3. Шохин В.Н. Технологии глубокого обогащения углей при решении экологиче-
ских и ресурсосберегающих проблем России. XIII Международный конгресс по обогащению углей. Брисбен, Австрия, 4-10 октября 1998 г.
Довнар А. И. - аспирант, Институт обогащения твердых горючих ископаемых.
