CC BY
39
КЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА
■
2000" :
МОСКВА, МГГУ, 31 января - 4 февраля 2000 года
н
^ А. В.Засядько, Ф.А. Панфилов,
Ю.Н. Бочков, Г.Ю. Гольберг 2000
УДК 622.765:622.33
А. В. Засядько, Ф.А. Панфилов,
Ю.Н. Бочков, Г.Ю. Гольберг
НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЯХ
У/П/"\ П 1_ и 1_ IV /ППАТЛ I 1НАииЬ^ 1/ЛЫ1 1СУТП АТЛИ
В
настоящее время на ОФ «Нерюн-гринская» обезвоживание суспензий угольных флотационных концентрата и промпродукта осуществляется на дисковых вакуум-фильтрах «Эйджидиск» поверхностью фильтрования 307м2.
За длительное время эксплуатации с момента пуска ОФ в 1985 г. ухудшились технологические показатели работы дисковых вакуум-фильтров (вследствие износа оборудования и изменения сырьевой базы): снизилась производительность, возросли влажность осадка и унос твердого в фильтрат. Кроме того, в ближайшее время на ОФ намечается изменение технологии углеподготовки, флотации, а также водношламовой схемы.
В связи с этим возникла необходимость повышения эффективности работы фильтровального оборудования, что может быть достигнуто двумя способами: либо капитальный ремонт действующих дисковых вакуум-фильтров, либо замена их более совершенным фильтровальным оборудованием, удовлетворяющим следующим требованиям:
• возможность эффективного обезвоживания флотационных концентрата и промпродукта, получаемых в условиях нестабильной сырьевой базы;
• содержание твердого в фильтрате должно быть достаточно низким для того, чтобы направлять
фильтрат в линию оборотного водоснабжения, а не на повторную флотацию (как это предусмотрено действующей технологией);
• влажность обезвоженного осадка по возможности должна быть ниже, чем при обезвоживании на дисковых вакуум-фильтрах.
Одним из перспективных видов фильтровального оборудования, отвечающим данным требованиям, являются ленточные фильтрпрессы. Достоинствами ленточных фильтр-прессов являются: высокая производительность, непрерывный режим работы, достаточная степень обезвоживания, высокая готовность к эксплуатации, невысокие капитальные и эксплуатационные затраты, простота и удобство обслуживания. При примерно одинаковой по сравнению с дисковыми вакуум-фильтрами степени обезвоживания ленточные фильтр-прессы обеспечивают в 10 - 15 раз более низкое содержание твердого в фильтрате; суммарные затраты при применении ленточных фильтр-прессов на 40 % ниже по сравнению с дисковыми вакуум-фильтрами.
В порядке совершенствования технологии углеобогащения на ОФ «Нерюнгринская» предусмотрена постепенная замена дисковых вакуум-фильтров ленточными фильтрпрессами «Эймко». В 1999 г. установлены и пущены в эксплуатацию 4 ленточных фильтр-пресса, предназначенных для обезвоживания флотоконцентрата.
Технология обезвоживания суспензии на ленточном фильтрпрессе включает: флокуляционное кондиционирование суспензии и, собственно, обезвоживание. Кондиционирование необходимо для получения осадка, удовлетворяющего следующим требованиям:
• механическая устойчивость;
• способность легко отдавать свободную влагу в зоне дренирования ленточного фильтр-пресса;
• флокулы должны легко отдавать механически связанную влагу в зоне отжима ленточного фильтрпресса.
Следует отметить, что до настоящего времени в практике углеобогащения как в России, так и за рубежом ленточные фильтрпрессы находят применение в основном для обезвоживания высокозольных шламов и отходов флотации, поэтому применение этого оборудования для эффективного обезвоживания угольных флото-концентратов является оригинальным направлением в технологии углеобогащения и нуждается в специальном исследовании. Освоение технологии обезвоживания угольных флотоконцентратов на ленточных фильтр-прессах требует проведения комплексных исследований: теоретических, экспериментальных (на лабораторном и опытно-промышленном уровне), и технико-экономи-ческого обоснования.
С целью выбора режима фло-куляционного кондиционирования и обезвоживания на ленточном фильтр-прессе суспензий флото-концентрата и флотопромпродукта ОФ «Нерюнгринская», а также прогнозирования ожидаемых технологических показателей работы ленточных фильтр-прессов фирмы «Эймко», установленных на этой фабрике, в ИОТТ были проведены исследования на лабораторном ленточном фильтр-прессе. Механическая устойчивость кондиционированных осадков определялась по специально разработанной методике на лабораторной вибрационной установке. Кондиционирование суспензий осуществлялось флокулянтами марки «Праестол»: сначала - анионак-тивным, затем - катионактивным.
Определялись следующие показатели:
• расход каждого из флокулян-тов;
• время дренирования;
• механическая устойчивость от-дренированного осадка;
• влажность обезвоженного осадка;
• содержание твердого в фильтрате.
Кроме того, рассчитывались ожидаемые значения скорости движения лент и производительности ленточного фильтр-пресса (удельной и полной).
Результаты экспериментальных исследований по кондиционированию и обезвоживанию фло-токонцентрата ОФ «Нерюнгрин-ская» на лабораторном ленточном фильтр-прессе приведены в таблице.
В результате экспериментальных исследований было установлено, что наиболее механически устойчивый осадок и минимальное время дренирования достигаются при следующих расходах флоку-лянтов:
• анионактивного - 200 г/т;
• катионактивного - 100-200
г/т.
Наилучшие ожидаемые значения технологических показателей работы ленточного фильтрпресса «Эймко» при обезвоживании флотоконцентрата:
• влажность обезвоженного
осадка - 30 %;
• производительность по твердому - до 15 т/ч (скорость движения лент - до 12 м/мин);
• влажность обезвоженного
осадка - 31 -32 %;
• содержание твердого в
фильтрате - около 3 кг/м3.
Наилучшие значения вышеуказанных показателей при обезвоживании флотопромпродукта составили:
• влажность обезвоженного осадка - 30,5 - 31,5 %;
• производительность по твердому - до 13 т/ч (скорость движения лент - до 11 м/мин);
• содержание твердого в фильтрате - около 3 кг/м3.
На основании полученных данных была разработана технология кондиционирования и обезвожи-
вания угольных флотоконцентрата и флотопромпродукта на ОФ «Не-рюнгринс-кая». Кондиционирование осуществляется следующим образом: исходная суспензия подается в контактный чан с мешалкой, где происходит ее перемешивание с раствором анионактивного флокулянта; далее, суспензия самотеком поступает в ершовый смеситель; туда же подается раствор катионактивного флокулянта, а при необходимости - также часть раствора анионактивного флокулянта. Кондиционированная таким образом суспензия поступает на ленточный фильтр-пресс, где происходит ее разделение на осадок и фильтрат. Были проведены опытно-промышленные испытания ленточного фильтрпресса «Эймко» на операции обезвоживания угольного флото-концентрата. Как и в лабораторных исследованиях, кондиционирование осуществляется по крайней мере двумя флокулянтами марки «Праестол»: сначала -
анионактивным, затем - катионак-тивным. Суммарный расход фло-кулянтов составляет 60 ч 120 г/т, соотношение расходов анионактивного и катионактивного флоку-лянтов изменяется соответственно в пределах от 2:1 до 1:1. Это позволяет получить весьма механически устойчивый осадок, легко отдающий свободную влагу в зоне дренирования ленточного фильтрпресса. Наилучшие значения технологических показателей работы ленточных фильтр-прессов несколько превысили ожидаемые значения, полученные в ходе лабораторных исследований и были достигнуты при максимальной скорости движения лент 15,6 м/мин, при которой производительность по твердому составила около 20 т/ч; влажность осадка -около 31,5 %; содержание твердого в фильтрате - 2-3 кг/м3. Последнее особенно важно, так как весьма низкое содержание твердого в фильтрате позволяет направлять фильтрат в систему оборотного водоснабжения фабрики, тем самым улучшаются технологические показатели работы флотационных машин. В то же время максимальная производительность ленточного фильтр-
пресса, по крайней мере, в 2 раза ниже по сравнению с реальной производительностью дискового вакуум-фильтра, поэтому для полной замены дисковых вакуум-фильтров на ОФ «Нерюн-гринская» потребуется около 20 ленточных фильтр-прессов, и, следовательно, значительная площадь производственных помещений для установки самих фильтр-прессов и оборудования для флокуляционного кондиционирования суспензии.
В то же время существует возможность интенсификации режима работы действующих дисковых вакуум-фильтров. Проведенные в ИОТТ лабораторные исследования показали, что добавка к суспензии флотоконцентрата ОФ «Нерюн-гринская» анионактивного флокулянта «Праестол 2540» в количестве 25-50 г/т обеспечивает снижение сопротивления осадка при фильтровании в 3-4 раза, т.е. производительность фильтров по твердому может возрасти до 100120 т/ч при относительно чистом фильтрате с содержанием твердого не более 10 кг/м3, который можно подавать в оборотное водоснабжение ОФ. Влажность осадка при применении флокулянта составила около 27 % против 31 - 32 % без флокулянта.
Таким образом, применение флокулянта для интенсификации обезвоживания флотоконцентрата на дисковых вакуум-фильтрах можно рассматривать как один из
РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ ПО ОБЕЗВОЖИВАНИЮ ФЛОТОКОНЦЕНТРАТА ОФ «НЕРЮНГРИНСКАЯ» НА ЛАБОРАТОРНОМ ЛЕНТОЧНОМ ФИЛЬТР-ПРЕССЕ
№ Расход флокулянта, г/т Время, с Содержание Осадок
оп анион- активного катион- активного дрениро- вания от- жима твердого в фильтрате тол- щина масса, г влаж- ность,
2540 (тип) кг/м3 влажного сухого %
1 ЗОО ЗОО (189) 45 9О 15,О 12 36,97 25,21 31,8
2 2ОО ЗОО (189) 25 5О - 5 35,24 22,О2 37,5
3 ЗОО 1ОО (189) 25 5О 19,3 1О 31,98 21,76 32,О
4 ЗОО 1ОО (189) 45 9О 18,6 18 44,59 3О,7О 31,2
5 ЗОО 1ОО (189) 75 15О 13,8 18 36,58 25,32 3О,8
6 2ОО 1ОО (189) ЗО 6О 2О,2 12 4О,98 27,53 32,8
7 5ОО 5ОО (189) 32 64 8,2 17 35,44 23,84 32,7
8 15О 5О (189) 5О 1ОО 13,О 19 45,77 3О,2О 34,О
9 1ОО 1ОО (189) Осадок растекается по ленте
1О 1ОО 5О (189) 7О 14О 11,8 15 41,23 27,94 32,2
11 2ОО 1ОО (189) 55 11О 12,3 21 45,ОО 31,43 3О,2
12 2ОО 2ОО (189) ЗО 6О 32,5 8 36,22 23,32 35,6
13 1ОО 1ОО (611) 35 7О 12,6 17 38,53 27,О2 29,9
14 1ОО 5О (611) 6О 12О 3,8 19 42,94 3О,52 28,9
15 2ОО 1ОО (611) 33 66 2,2 19 41,44 29,ОО 3О,О
16 2ОО 2ОО (611) 18 36 3,1 21 46,18 31,47 31,9
17 1ОО 1ОО (65О) 42 84 7,7 17 45,9О 32,О4 3О,2
18 1ОО 5О (65О) 42 84 9,7 2О 39,37 27,62 29,8
19 2ОО 1ОО (65О) 2О 4О 4,О 18 4О,ОО 27,29 31,8
2О 2ОО 2ОО (65О) 18 36 3,5 19 37,87 25,84 31,8
21 2ОО О 115 23О 1,9 18 37,82 26,7О 29,4
22 1ОО 1ОО (655) 5О 1ОО 7,5 2О 41,14 28,47 3О,8
23 1ОО 5О (655) 7О 14О 8,О 19 43,2О 3О,29 29,9
24 2ОО 1ОО (655) ЗО 6О 4,5 24 44,51 3О,93 3О,5
возможных способов решения проблемы замыкания водношламовой схемы ОФ «Нерюн-гринская» на период замены оборудования флото-
фильтровального отделения.
Окончательное решение о предпочтительности того или иного вида фильтровального оборудования для обезвоживания фло-токонцентрата ОФ «Нерюнгрин-ская» может быть принято толь-
ко на основе сравнительных испытаний и всестороннего техни-ко-эконо-мического анализа по результатам промышленной эксплуатации.
у—•. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. у
Засядько А.В. - ОФ «Нерюнгринская» ПО «Якутуголь».
Панфилов Ф.А., Бочков Ю.Н., Гольберг Г.Ю. - Комплексный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых ,
