CC BY
41
УДК 622.7:658.512:622.7.017.2:622.7:504.064.43 © В.А. Козлов, В.И. Новак, 2019
Как углеобогатительной фабрике получить максимальный выход концентрата. Оптимизация процессов обогащения на основе теоремы Рейнгардта
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-5-94-95
КОЗЛОВ Вадим Анатольевич
Канд. техн. наук, доцент, главный технолог компании «Коралайна Инжиниринг», 105005, г. Москва, Россия, е-тоН: [email protected]
НОВАК Вадим Игоревич
Канд. техн. наук,
директор угольного департамента компании «Коралайна Инжиниринг», 105005, г. Москва, Россия, е-тоН: [email protected]
Эффективности работы углеобогатительных фабрик практически не уделяется должного внимания. Главным показателем для недропользователей являются объем переработки и выход концентрата. Работа углеобогатительных фабрик в большинстве случаев строится на опытно-вероятностном подходе к выбору параметров технологических процессов для получения максимально возможного выхода концентрата. В статье рассмотрено решение задачи оптимизации работы обогатительной фабрики согласованным регулированием плотности разделения в смежных машинных классах с целью получения максимального выхода концентра та на основе положений теоремы Рейнгардта. Вопрос очень важный, так как от этого зависит экономическая эффективность предприятия. Общепринятый подход к условиям разделения угля в технологических процессах обога тительной фабрики предполагает обогащение угля, ориентированное на получение в смежных машинных классах концентратов с одинаковой зольностью, равной требуемой зольности общего товарного концентрата по фабрике. Такой подход может привести к снижению общего выхода концентрата до 2%. Несложно подсчитать, что при переработке 3 млн тэто составит до 60 тыс. т потерь концентрата в год. Для решения проблемы предлагается применить методику коррек-
тировки плотности разделения в технологических процессах с ориентацией на получение максимального выхода концентрата. Методика основана на выборе плотностей разделения угля, при которых средние зольности элементарных слоев разделения фракций угля в смежных машинных классах будут равны зольности элементарных слоев разделения общего объединенного класса угля. На каждой обогатительной фабрике должны быть разработаны мероприятия по повышению эффективности работы и алгоритм выхода на оптимальный режим работы. Ключевые слова: технологическая схема, машинный класс крупности угля, плотность разделения угля, концентрат, зольность, выход концентрата, погрешность разделения, кривые обогатимости, балансы обогащения, эффективность обогащения.
План развития угольной отрасли Кузбасса предусматривает увеличить добычу угля к 2021 г. до 280 млн т в год. Объем обогащения добытого угля составит 197 млн т в год и увеличится на 13% по сравнению с 2018 г. Необходимо отметить, что эффективности работы углеобогатительных фабрик практически не уделяется должного внимания. Главным показателем для недропользователей являются объем переработки и выход концентрата. Работа углеобогатительных фабрик в большинстве случаев строится на опытно-вероятностном подходе к выбору параметров технологических процессов для получения максимально возможного выхода концентрата.
При общем многообразии технологических схем углеобогатительных фабрик приходится решать одну задачу: получить максимально возможный выход товарного концентрата заданного качества.
Важнейший для углеобогатителей вопрос: Как на обогатительной фабрике увеличить выход концентрата заданного качества?
Чтобы ответить на поставленный вопрос необходимо будет на конкретном примере рассчитать практические балансы обогащения угля по определенному алгоритму.
Алгоритм расчета практических балансов предполагает три варианта подхода:
- с ориентацией на одинаковую заданную зольность концентрата в машинных классах (технологических процессах);
ИДЕЯ ПРОБЛЕМА ПОЧЕМУ РЕШЕНИЕ ЧТО ДЕЛАТЬ?
КРАТКО Выход концентрата ЭТО ПРОИСХОДИТ? При выборе плотностей Провести аудит
ниже возможно Использование разделения угля работы ОФ.
достижимого упрощенного подхода применять условие Разработать
к выбору параметров теоремы Рейнгардта алгоритм выхода
разделения угля на оптимальный режим
- с установлением одинаковом плотности разделения угля в технологических процессах;
- с выходом на одинаковую зольность элементарных слоев разделения угля в смежных машинных классах.
Первый вариант опирается на встречающееся среди технологов на углеобогатительных фабриках мнение, что «если задана зольность, например, для общего товарного концентрата коксующихся углей 9,5%, то и в каждом технологическом процессе фабрики надо стремиться получать зольность 9,5%». При этом плотности разделения угля в технологических процессах могут существенно различаться.
Применяя этот принцип, мы, действительно, получим кондиционный по качеству концентрат, но, оказывается, фактический выход концентрата в целом по обогатительной фабрике будет меньше максимально достижимого значения.
Второй вариант расчета опирается на принятый в мировой практике углеобогащения принцип: «Чтобы получить максимальный выход концентрата на заданную зольность, разделение угля в смежных классах крупности необходимо производить по одинаковой плотности, равной плотности разделения объединенного класса угля».
Третий вариант ориентируется на положение известной в теории углеобогащения теоремы Рейнгардта «О максимальном выходе концентрата». Известна следующая интерпретация теоремы: «Если при раздельном обогащении нескольких углей требуется получить суммарный концентрат с заданной зольностью, то максимальный суммарный выход концентрата с общей заданной зольностью будет получен при одинаковой средней зольности элементарных слоев разделения».
В полной версии статьи1 приведены практические балансы, полученные по указанным трем вариантам расчета, на примере конкретной схемы обогатительной фабрики и данных фракционного анализа угля.
Принимая на обогатительной фабрике одинаковую плотность разделения в смежных технологических процессах, с последующей небольшой корректировкой плотности на 10-20 кг/м3 в соответствии с теоремой Рейнгардта, можно получить максимально возможный практический выход концентрата. В нашем примере выход концентрата при обогащении по условию теоремы Рейнгардта оказался на 1,97% больше, чем при обогащении угля с ориентацией на получение в машинных классах одинаковой зольности концентрата.
Чтобы реализовать алгоритм оптимизации работы фабрики, ориентированный на получение максимально возможного выхода концентрата, необходимо провести аудит технологических процессов. По данным аудита и методике, принципы которой обозначены выше, разрабатывается алгоритм действий по выходу обогатительной фабрики на оптимальный режим и его поддержание.
1 Примечание: с полной версией статьи можно ознакомиться на сайте www.coalprep.ru.
Для этого на первом этапе не требуется капитальных затрат на оборудование. Наша методика основана на внедрении организационных мероприятий работы технологического персонала. Авторы готовы выполнить анализ работы обогатительной фабрики и показать возможность повышения эффективности ее работы с увеличением выхода концентрата.
На втором этапе с целью исключения «человеческого фактора» влияния на технологический процесс рассматривается установка системы автоматизации технологических процессов, работающих по специальным алгоритмам. Система устанавливается на предприятии без остановки основного производства.
COAL PREPARATION
UDC 622.7:658.512:622.7.017.2:622.7:504.064.43 © V.A. Kozlov, V.I. Novak, 2019 ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2019, № 5, pp. 94-95
Title
COAL preparation plant: HOw TO REACH MAXIMUM
clean coal yield. optimization of preparation processes
BASED ON THE REINHARDT THEOREM
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-5-94-95
Authors
Kozlov V.A.', Novak V.I.1
1 "Coralina Engineering" LLC, Moscow, 105005, Russian Federation Authors information
Kozlov V.A., PhD (Engineering), Associate Professor, Chief Technologist of Coal Department, e-mail: [email protected] Novak V.I., PhD (Engineering), Director of Coal Department, e-mail: [email protected]
Abstract
Important to note that there is no enough attention given to coal preparation efficiency. License holders consider the capacity and clean coal yield. In most cases the operation of coal preparation plants is based on experiment and probability approach for process parameters selection in order to obtain maximum possible clean coal yield. The paper considers the ways of coal preparation plant process optimization by coordinated control of specific gravity cut-point in adjacent separation coal sizes in order to obtain maximum clean coal yield with the provisions of Reinhardt theorem. The issue is very important, since the economic efficiency of the enterprise depends on it. The generally accepted approach to the separation of coal in technological processes of the processing plant involves coal preparation focused on obtaining clean coal in adjacent sizes with the same ash content equal to the required total product ash. This approach may result in decrease in the total clean coal yield up to 2%. It is easy to evaluate that 3 million tons annual processing may have up to 60 thousand tons of clean coal losses per year. In order to solve the problem we propose to apply the method of the specific gravity cut-point adjustment with a focus on a maximum clean coal yield. The method is based on a coal specific gravity cut-point choice, in which the average ash content of elementary layers of separation of coal fractions for each adjacent sizes of coal will be equal to the ash content of elementary layers of coal separation with total combined size. Certain plan of actions to get the optimal process mode and improve efficiency should be developed at each coal preparation plant.
Keywords
Technological flowsheet, Coal size for separation, Specific gravity cut-point, Clean coal, Ash content, Actual yield, Ecart probability, Washability curve, Product balance, Organic efficiency.
