Экологически чистая и ресурсосберегающая технология фильтрования угольных шламов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

А.А.БАЙЧЕНКО Г.Л. ЕВМЕНОВА

Экологически чистая и ресурсосберегающая технология фильтрования угольных шламов

На углеобогатительных фабриках в течение длительного времени узким местом в технологическом процессе являлась операция фильтрования флотационного концентрата. Большое число тонкодисперсных угольных частиц уходило в фильтрат, а затем в оборотную воду. Попытка очистить фильтрат от угольных частиц с помощью флотации не обеспечивала решение задачи, так как возврат тонких угольных шламов в виде флотационного концентрата на вакуум-фильтры способствовало накоплению шламов в оборотном цикле фильтрация-флотация-фильтрация и, как следствие этого, приводило к снижению производительности вакуум-фильтров и излишнему пенообразованию. В конечном счете возникала необходимость сброса части фльтрата или загрязненной оборотной воды в гидроотвал, а это приводило к потерям углей. Единственным выходом из создавшегося положения является применение в условиях производства эффективных флокулянтов.

В качестве флокулянтов использовали полиэтиленоксид с молекулярной массой 3,0 10, магнафлок 365 и праестол - 2540.

Флокулирующую активность полимера оценивали по изменению производительности и влажности обезвоженных осадков флотационного угольного концентрата, полученных на установке, моделирующей промышленные условия и на дисковых вакуум-фильтрах ДУ-250 на углеобогатительной фабрике «Сибирь». Флотационный концентрат угля марки К содержал 51 % частиц крупностью менее 50 мкм зольностью 7,6%. Концентрация твердой фазы содержала до 0,8 г/л минеральных солей, в основном представленных гидрокарбонатами калия и натрия

(-80%), что обусловливало низкую коагулирующую способность исследуемых суспензий.

При промышленном внедрении флокулянтов в первую очередь возникают осложнения в приготовлением воднях растворов полимеров постоянной флокулиру-ющей активности. Различные марки флокулянтов имеют свои отличительные особенности: по молекулярной массе, по вязкости растворов, по строению и механизму действия, что необходимо учитывать при их применении. Особенно это касается процесса получения гомогенных рабочих растворов полимеров высокой флокулиру-ющей активности.

Для решения этой задачи была разработана, испытана и внедрена в производство новая эффективная технология приготовления и дозирования в процесс фильтрации растворов высокомолекулярных флокулянтов. В зависимости от типа растворяемого полимера выбирались условия растворения (продолжительность перемешивания, набухания, концентрация раствора полимера) и режим импульсного дозирования их растворов.

На рис. 1 приведена технологическая схема приготовления рабочих растворов порошкообразных флокулянтов в установке АУРФ-5 [1], выполняющей следующие функции:

• диспергирование частиц полимера в воздушном потоке и их индивидуальное смачивание водой;

• приготовление 0,25-0,5 %-ного раствора флокулянта по заданной программе;

дозирование, разбавление водой и подачу 0,025-0,05% -ного раствора флокулянта в процесс фильтрования.

е * о я /ЛЯНТ

воздух ► 4 вода

СМЕШЕНИЕ

ДОЗИРОВАНИЕ

■ вода

!

СМЕШЕНИЕ

разбавление

влагомер

Рис. 1. Технологическая схема приготовления рабочих растворов высокомолекулярных порошкообразных флокулянтов на углеобогатительной фабрике “Сибирь”.

Такая система обеспечивала минимальную деструкцию макромолекул в растворе и сокращение расхода флокулянта в 2-3 раза.

Для устойчивой работы технологической схемы использована автоматическая система регулирования растворения и подачи раствора полимера. Определен параметр оптимизации процесса, в качестве которого принята влажность отфильтрованного осадка. Этот показатель определяет качество готового продукта, а также как выявлено в ранее проведенных исследованиях [2, 3] тесно связан с расходом флокулянтов при фильтровании флотоконцент-рата.

На рис. 2а приведена зависимость влажности обезвоженного осадка от дозировок различных типов флокулянтов. При этом наблюдается ярко выраженный минимум, позволяющей осуществлять автоматическое дозирование раствора флокулянта в

«следящем» режиме по программе, составленной для каждого флокулянта с учетом особенностей протекания технологических процессов растворения и фильтрования, а также характеристик разделяемых систем. По кривым, характеризующим изменение производительности фильтрования от расхода флокулянта (рис. 2,6), видно, что если праестол эффективен при его расходах от

0,5 до 1,5 мг/л, то магнафлок - в широком диапазоне концентраций (0,5-4,0 мг/л). Для ПЭО максимум производительности сдвинут в область расходов от 3 до 4 мг/л.

т

* С, мг/^м

2 4

Рис.2. Изменение влажности обезвоженного осадка(а) и пзоизводительности (б) от количества добавленных флокулянтов

Из выявленных закономерностей зависимости технологических показателей фильтрования от расхода флокулянтов следует, что оптимальный расход соответствует минимальной влажности осадка при достаточно высокой производительности; то есть избыточная дозировка флокулянта снижает качественные и количественные показатели, а также приводит к большим затратам на флокулянт.

Следует отметить, что имелась возможность управлять технологическим процессом фильтрования по изменению влажности осадка в автоматическом режиме [4]. При изменении влажности осадка автоматически меняется дозировка раствора флокулянта в сторону ее увеличения или уменьшения, что позволяет вести технологический процесс фильтрования в оптимальном режиме.

Промышленные испытания по использованию флокулянтов для обезвоживания флотоконцентрата на вакуум-фильтры показали, что подача высокомолекулярных полимеров Праестола 2540 и Магнафлока 365 в виде гомогенного раствора обеспечи-

вало повышение производительности вакуум-фильтров на 30-50% и снижения влажности кека на 1,5-2 %.

Опыт применения флокулянтов на фабрике в течение трех лет показал высокую стабильность технологических показателей фильтрования флотационного концентрата при низких расходах флокулянтов .

В этом случае полимер полностью адсорбируется на поверхности угольных частиц и тем самым исключается возможность накопления его в оборотной воде и загрязнения окружающей среды при попадании шламовых вод в наружные водоемы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Байченко Ал.А., Евменова Г.Л. Установка для приготовления водных растворов порошкообразных флокулянтов: Информационный листок N 2. - 91. - ЦНТИ. - Кемерово, 1991,3 с.

2. Байченко A.A., Баран A.A., Байченко Ал.А. Влияние флокулянта. Праестол-2540 на фильтрование угольного концентрата // Известия вузов. Горный журнал. - 1988. - N 2. - С. 110-113.

3. Байченко A.A. Интенсивная технология обогащения угольных шламов // Уголь. -

1990. - N 10. - С. 49-51.

4. Байченко A.A., Евменова Г.Л. Разработка технологии использования флокулянтов // Сборник докладов на международном симпозиуме по химии горного дела. - 1992. 6-9 октября.- С. 273-281.

© А.А.Байченко, Г.Л.Евменова

I

РУКОПИСИ, ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИНФОРМАЦИОННО

п

п

s

1

і І

;

п

!

АНАЛИТИЧЕСКОМ ЦЕНТРЕ ГОРНЫХ НА УК

Н.С.Бегеза "Практическая апробация методики и программы конструирования рациональных вариантов и комплексного обоснования прогрессивных технологических схем угольных шахт' 5 с.

С.Г’.Баженова, П.В.Будовский " Обеспечение регионов России собственным энергетическим углем” 4 с.

П.В.Будовский "Эффективная организация поставок угля в современных условия> хозяйствования” 7 с.

Б.Н.Кутузов, В.В.Галкин, В.А.Белин "Эффективность применения утилизируемых боеприпасов на объектах промышленности" 11 с.

Б.Н.Кутузов, В.В.Галкин, В.А.Белин "Способы изготовления водосодержащих и эмульсионных ВВ с использованием конверсионных компонентов' 10 с.

О АЛ.Егоров "Новая технология оценки сдвиговой прочности пород при анализе устойчивости откосов' 199 с.

В.И.Русихин, В.Квашимдзе, В.И.Коропкин " Оценка ремонтной технологичности карьерных механических

О

О

?

Ї

I

і

П

Ü! . _ ..................................................................................