CC BY
21
- © В.А. Козлов, 2011
УДК 622.7; 622.788; 622.7.017.2 В.А. Козлов
ОЦЕНКА РАСКРЫВАЕМОСТИ УГЛЯ КАЛТАНСКОГО УГОЛЬНОГО РАЗРЕЗА
Рассмотрены способы оценки раскрываемости угля на примере изучения фракционного состава угля Калтанского угольного разреза (ОАО «УК «Кузбассразрез-уголь»»).
Ключевые слова: промежуточные фракции, обогатимость угля, раскрытие угля.
В настоящее время проектируется обогатительная фабрика «Энергетическая» производительностью 3 млн т в год для переработки угля марки «Т» Калтанского угольного разреза ОАО «УК «Кузбас-сразрезуголь»».
В большинстве случаев в исходных данных, выдаваемых на проектирование углеобогатительных фабрик, отсутствуют результаты прямых исследований по раскрываемости угля. Под раскрываемостью угля понимается раскрытие сростков угля и породы при дроблении, первоначально находящиеся в промежуточных фракциях плотностью 1,4-1,8(2,0) т/м3. Важным является определение крупности зерна, при котором происходит раскрытие определенной доли, например, 80 % сростков. Недооценка данного факта при проектировании обогатительной фабрики приводит к потере значимого количества легкого концентрата с менее ценным промпро-дуктом или отходами.
Фактически, из всех действующих обогатительных фабрик на территории СНГ в технологической схеме было учтено дробление крупного промпродукта только на построенной по технологии СЕТСО ОФ «Свято-Варваринская» (Украина, 2008). На этой фабрике установлены две 4-хвалковые дробилки фирмы «вип<11асЬ»,
по одной на секцию, для дробления крупного промпродукта до крупности -13 мм. Дробленый продукт затем повторно обогащается в тяжелосред-ных гидроциклонах вместе с мелким углем.
Из зарубежного опыта интересен факт того, что сразу после пуска в 2006 году ОФ «Кардинал» производительностью 9 млн т коксующегося угля в год, принадлежащей компании «Arch Coal Inc.» (шт. Западная Вирджиния, США) было принято решение о реконструкции фабрики, которая была осуществлена в 2007 году. Реконструкция предполагала дробление крупных отходов до крупности -50 мм и их последующее переобогащение в тяжелосредном гидроциклоне диаметром 1000 мм. В результате удалось получить дополнительно до 5 % выхода концентрата.
Наши исследования углей различных месторождений показывают, что в случае если уголь относится к очень трудной категории обогатимости и, следовательно, в нем присутствует большое количество промежуточных фракций, то их дробление до крупности 2(3)мм зачастую позволяет раскрыть и выделить при обогащении дополнительно до 6-10 % чистого угля — концентрата.
Оценка раскрываемости угля при дроблении позволит на стадии проек-
100x200 50x100 25x50 13x25 6x13 3x6 1x3 0,5x1 0x0,5
Рис. 1. Изменение зольности легких и промежуточных фракций исходного угля в элементарных классах крупности
тирования правильно составить технологическую схему обогатительной фабрики, выбрать типоразмер оборудования и рассчитать транспортные цепочки.
В случае отсутствия данных по прямым исследованиям раскрываемости угля оценку его раскрываемости можно выполнить косвенно по исследованию фракционного состава угля.
Чтобы оценить раскрытие промежуточных фракций угля необходимо рассмотреть следующие зависимости:
• изменение зольности легких и промежуточных фракций в элементарных классах угля;
• изменение относительного выхода легких и промежуточных фракций в элементарных классах угля;
• изменение показателя обогати-мости, определяемого согласно ГОСТ 10100-84, в элементарных классах угля;
• изменение относительного выхода концентрата заданной зольности в элементарных классах угля;
• изменение показателя обогати-мости, определяемого по кривой Бэрда, с учетом плотности выделения
концентрата в элементарных классах угля;
• изменение относительного теоретического выхода концентрата заданной зольности в элементарных классах угля.
Можно рекомендовать дополнительно исследовать зависимость изменения плотности разделения угля при заданной зольности концентрата в элементарных классах угля, а, в случае, если проводились исследования на сухую измельчаемость рядового угля в барабане, можно исследовать зависимости разницы выходов и золь-ностей легких и промежуточных фракций в исходном и измельченном угле в элементарных классах угля.
Оценку раскрываемости угля выполним на примере фракционного состава угля пласта №9 поля Калтан-ского угольного разреза. Данные по фракционному составу возьмем из работы [1].
На рис.1 видно, что зольность легких фракций <1,4 т/м3 и промежуточных фракций 1,4-1,8 т/м , заметно снижается с уменьшением крупности угля, начиная с крупности 6 мм.
Рис. 2. Изменение разницы зольностей для легких и промежуточных фракций исходного угля и угля, прошедшего измельчение в барабане, в элементарных клас-сах крупности
10
Рис. 3. График разницы относительных выходов легких и промежуточных фракций между углем, прошедшим сухое измельчение в барабане, и исходным углем в элементарных классах крупности
На основании этого можно предположить, что в более мелких классах присутствует более чистое угольное вещество, из-за его большей хрупкости по сравнению с породой.
На рис. 2 разница между значениями зольностей исходного угля и угля, прошедшего сухое измельчение
в барабане, для фракций промежуточной плотности 1,5-1,8 т/м3 составляет 6-7 % в диапазоне крупности 0,5х25 мм. В крупном классе угля 25х100 мм разница составляет около 14 %. Разница зольностей для легких фракций плотностью <1,5 т/м3 составляет всего ~1 %.
Рис. 4. Изменение показателя обогатнмости (ГОСТ 10100-84) для элементарных классов крупности угля
Рис. 5. Изменение критерия обогатнмости Бэрда для элементарные классов крупности угля
Следовательно, можно сделать вывод, что после измельчения угля наблюдается значительное раскрытие сростков промежуточных фракций и выделение чистого угля в мелкие классы, в связи с его большей хрупкостью по сравнению с породой.
На рис. 3 разница выходов легких фракций <1,4 т/м3 между углем,
прошедшим измельчение, и исходным углем имеет крутой максимум в классе крупности 1х3 мм. Следовательно, можно предположить, что максимальное раскрытие сростков с выделением чистого угля происходит в этом диапазоне крупности 1-3 мм.
На рис.4 приведена диаграмма зависимости значений показателя обо-
гатимости, вычисленного по методике ГОСТ 10100-84, для элементарных классов крупности угля [2]. Значения показателя обогатимости имеет крутой минимум в классе крупности 0,5х6 мм. Уголь данной крупности имеет значение показателя обогати-мости в диапазоне 10-13 %, что соответствует 3-й трудной категории обо-гатимости. Значение показателя для других классов крупности в 2-3 раза больше 20-39 %, что относит их к 4-й очень трудной категории обогатимо-сти. Это указывает на то, что максимальное раскрытие сростков с выделением чистого угля и, соответственно, минимальное количество промежуточных фракций находится в диапазоне крупности 0,5-6 мм.
На рис. 5 приведена диаграмма зависимости значений критерия обо-гатимости, вычисленного по методике Бэрда, для элементарных классов крупности угля.
Зависимость значения критерия обогатимости Бэрда имеет крутой минимум в диапазоне крупности 0,5-6 мм и в классе крупности 0,5х1 мм находится минимальное значение критерия, равное 4 %, что соответствует легкой категории обогатимости угля. Уголь классов крупности 1х3 мм и 3х6 мм относится к средней категории обогатимости. Значения крите-
рия 32 % и более относят уголь к категории значительной трудности обогащения. Это указывает на то, что максимальное раскрытие сростков с выделением чистого угля и, соответственно, минимальное количество промежуточных фракций находится в диапазоне крупности 0,5-6 мм.
Заключение
Анализ рассмотренных диаграмм и зависимостей указывает на то, что уголь Калтанского разреза в целом относится к очень трудной категории обогатимости. Улучшить обогатимость угля и увеличить выход низкозольного концентрата возможно дроблением промежуточных фракций плотностью 1,4-1,8 т/м3 до крупности 2 (3) мм, что достижимо применением современных видов двухстадийных четырех валковых дробилок. При этой крупности угля наблюдается максимальное раскрытие сростков и, соответственно, минимальное содержание самих промежуточных фракций в дробленом угле.
Применением технологи дробления промежуточных фракций (пром-продукта) до крупности 2 (3) мм мы сможем значительно увеличить выход низкозольного концентрата при обогащении угля Калтанского разреза и, соответственно, уменьшить потери угля с отходами.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Отчет по научно-исследовательской
работе «Комплексное исследование обога-
тимости и качественной характеристики рядового угля пласта №9 Калтанского уголь-
ного разреза». - Прокопьевск: СибНИИУг-леобогащение, 2008.
2. ГОСТ 10100—84. Угли каменные и антрацит. Метод определения обогатимости. ШИН
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Козлов Вадим Анатольевич — кандидат технических наук, доцент, главный технолог Кора-лайна Инжиниринг (СЕТСО), e-mail: vak@cetco.ru.
^___
