CC BY
54
© И.Х. Дебердеев, Б.И. Линёв, М.В. Давыдов, С.Г. Глухих,
2006
УДК 622.33:622.7
И.Х. Дебердеев, Б.И. Линёв, М.В. Давыдов,
С.Г. Глухих
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗДЕЛЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ПРОДУКТОВ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ УГЛЕЙ
Семинар № 24
азвитие обогащения практиче-
-яГ ски полностью отражает состояние экономики в стране. Фактически за последние 15 лет угольной промышленности и её подотрасли - обогащению так и не удалось адаптироваться к рыночной системе хозяйствования: отойти от валовых принципов организации производства, недооценки роли качественных характеристик сырьевой базы и параметров конечной продукции обогащения; обеспечить оптимизацию управления процессами переработки и высокую результативность применения обогащения в целом.
Институт «ИОТТ» выполнил сопоставительные исследования состояния обогащения углей в России и странах-лидерах экономического развития. Были рассмотрены технологии и отдельные технические решения, применяемые в основных технологических переделах углеобогатительных фабрик, операциях дробления и подготовительного грохочения, классификации, собственно обогащения и доводки всех видов окончательной и промежуточной продукции. Также был проведен анализ оборудования, применяемого в обогатительных процессах оборудования.
Подходы к обогащению углей в России и передовых странах внешне различаются мало. Структура технологиче-
ских схем, оборудования и спо-собы переработки идентичны. В нас-тоящее время на отечественных фаб-риках широко используется новейшее зарубежное оборудование. Однако, результативность обогащения, оцениваемая в совокупности его эффективностью (действенностью), экономичностью, качеством выпускаемой продукции, производительностью, прибыльностью, использованием инноваций и качеством трудовой жизни существенно уступает требованиям современного хозяйствования [1]. Причина этого кроется в недопонимании роли качества в организации технологических переделов и, как следствие этого, низкий уровень управления, оставшийся от эпохи валового подхода к добыче и переработке углей.
Одной из основных причин низкой результативности обогащения углей является слабая проработка проблемы разделения тонкодисперсных продуктов и регенерации шламовых вод.
При несовершенстве водно-шла-
мовых схем фабрик тонкодисперсные частицы угля и шламы, в случае их высокого содержания, способствуют снижению показателей обогащения более крупных материалов, увеличивают потери горючей массы с отходами обогащения. Так, за последние годы потери угля с отходами на многих предприяти-
Таблица 1
Содержание шлама крупностью до 1 мм в продуктах обогащения тяжелосредных циклонов (на примереЦОФ "Печорская")
Класс круп- Дешламация по кл. 0,5 мм Дешламация по кл. 1 мм
ности, мм 0-1 мм в т.ч. - 0,5 мм 0-1 мм в т.ч. — 0,5 мм
Выход* % Золь- ность, % Выход* % Золь- ность, % Выход* %0 Золь- ность, % Выход* % Золь- ность, %
Исходный 36,60 41,7 20,70 51,2 5,73 19,4 0,65 22,5
Концентрат 24,71 10,4 9,39 13,6 4,05 9,6 0,72 18,2
Промпро- дукт 27,30 56,1 14,73 67,5 0,96 23,8 0,22 28,5
Отходы 19,19 63,1 8,23 62,2 1,17 51,1 0,23 42,3
*) - выход от продукта
ях возросли с 0,5% (допустимых) до критических - 2,5-3,5 %. При этом снижается выпуск ценных концентратов или замещается менее ценными промежуточными про-дуктами. Нетрудно представить, какие экономические потери при этом несет фабрика.
Источники снижения результатов обогащения связаны в основном с вторичными шламами, увеличение выхода которых обусловлено не только природными свойствами обогащаемых углей, но и наличием большого количества циркуляционных потоков, несовершенством доводочных операций, низкой эффективностью очистки оборотных вод.
Это видно, в частности, из ситового состава питания, например, тяжелосред-ных гидроциклонов крупнейших углеобогатительных фабрик «Нерюнгрин-ская» и «Печорская». На ОФ «Нерюн-гринская» классификация с целью получения машинного класса (0,5-30 мм) осуществляется в гидроклассификаторах, а на ЦОФ «Печорская» классификация по классам 0,5 и 13 мм осуществлялась по проекту на грохоте. Эффективность применяемых схем настолько низка, что в обоих случаях фабрики обогащают практически продукт крупностью 0-13 (30) мм с содержанием шлама
(0-0,5 мм) выше, чем в исходном угле. На ЦОФ «Печорская» в питании тяже-лосредных гидроциклонов при дешла-мации по классу 0,5 мм содержание класса менее 0,5 мм составляет 20,7 % от продукта с зольностью 51,2 % (табл. 1).
Только при дешламации по крупности 1 мм и введении операции раздельной обработки этих шламов содержание класса менее 0,5 мм в питании тяжелосредных гидроциклонов составило 0,65 %, что обеспечивает требуемый машинный класс
0,5 - 13 мм.
На ОФ «Нерюнгринская» после гидроклассификации класс 0,5 - 30 мм содержит 11,8 % частиц крупностью менее
0,5 мм с зольностью 18,9 %.
Большое содержание шламов снижает эффективность разделения и ведет к засорению концентратов высокозольными продуктами (9,4 % с зольностью 13,6 % табл. 1). В связи с этим ожидаемый эффект разделения по тонким классам не достигается.
Вместе с тем известно, что в тяжело-средных гидроциклонах достаточно эффективно обогащаются по плотностям разделения 1400 и 1800 кг/м3 все классы крупности продуктов от 0,15 до 25,0 мм [2].
1 00
о ---------------1-----------I------*-----
0.85 0.95 1.05 1.15
Приведенная плотность действительного разделения
На рис. 1 приведены кривые распределения в концентратах тяжелосредного обогащения в гидроциклонах фракций различной плотности продуктов крупностью 0,425-0,500; 0,250-0,300; 0,125-150 и 0,075-0,090 мм.
Как видно для каждого узкого класса, кроме 0,075-0,090 мм, эффективность разделения, оцениваемая по Ерт сопоставима с наблюдаемой для крупных классов, например, 0,5-13 мм (табл. 2).
Очевидно, что при эффективно обесшламленном питании тяжелосред-ного гидроциклона по классу, например, 0,150 мм, показатели обогащения окажутся высокими по всему спектру крупности исходного.
Необходимо отметить, что основная
Рис. 1. Характерные кривые в тяжелосредном гидроциклоне для углей тонких классов крупности (относительно концентрата)
масса загрязняющих тонких шла
мов выделяется в процессе регенерации утяжелителя на сите сброса и таким образом возвращается в процесс в виде циркуляционной нагрузки с так называемой кондиционной суспензией,
что в свою очередь ведет к снижению результативности процесса. Например, содержание твердого в кондиционной суспензии ОФ «Нерюн-гринская» достигает 607,3 г/л, в том числе собственно шламов 331,3 г./л. (рис. 2).
Из-за высокого засорения кондиционной суспензии шламом фабрика вынуждена направлять до 30 %, так называемой, кондиционной суспензии в цикл регенерации на электромагнитные сепараторы.
В цикле регенерации некондиционной суспензии образуется большое количество неконтролируемых сливов (и в
I, и во II стадиях) с содержанием твёр-
Таблица 2
Показатели разделения тонких классов в гидроциклонах с плотностью суспензий 1370 кг/м3
Крупность Плотность действительного разделения, кг/м3 Ерш
0,425 - 0,500 1460 0,025
0,250 - 0,300 1480 0,030
0,125 - 0,150 1510 0,045
0,075 - 0,090 1540 0,069
дого до І30 г/л и зольностью
Рис. 2. Практикуемые технологические схемы переработки углей крупностью 0,5 - 13 мм в тяжелосредных гидроциклонах
Рис. 3. Рациональная схема обработки углей крупностью 0 - 13 мм в тяжелосредных гидроциклонах с использованием эффективности операций классификации и доводки продуктов обогащения
21,1-18,1 %, которые циркулируют в контурах промывки концентрата и промежуточного продукта.
В рассматриваемом случае снижение эффективности разделения в тяже-лосредных гидроциклонах связано с низкой эффективностью классификации в гидроклассификаторе по классу 0,5 мм, на которую негативно влияет
направление в гидроклассификатор шламов из бассейна накопителя (с содержанием твёрдого до 90 г/л) и до 30 % сливов классификации в гидроциклонах хвостов регенерации магнети-товой суспензии концентрата, пром-продукта и отходов (с содержанием твёрдого до 45 г/л).
Перегруженность питания тяжело-средных гидроциклонов шламами негативно проявляется и в системе регенерации утяжелителя из некондиционной суспензии, в результате чего в технологический цикл направляется грязный слив электромагнитных сепараторов (в виде воды для промывки конечных продуктов) и сгущенных шламов, возвращаемых в технологическую схему через подготовительную классификацию.
Большая зависимость эффективности разделительных процессов от содержания тонких шламов обуславливает необходимость обработки образующихся шламовых вод по возможности ближе к месту их образования и направления частично осветленных шламовых вод в линию оборотного водоснабжения с предельно низким содержанием твёрдого (рис. 3).
Для успешного решения проблем, связанных с повышением эффективности разделения тонкодисперсных продуктов предлагаются следующие прогрессивные решения:
-эффективная классификация в цикле формирования машинных классов с целью предотвращения перегрузки обогащаемых продуктов материалом некондиционной крупности;
- недопустимость образования и использования в схеме несанкционированных шламовых продуктов неконтролируемого состава и свойств;
-использование принципа максимального соответствия применяемого оборудования и режима его эксплуатации природе обрабатываемого материала;
-реализация принципа доведения характеристик шлама до конечного (товарного) состояния в цикле обработки машинного класса;
-предотвращение образования циркулирующих потоков шламов, способствующих вторичному шламообразованию и снижению эффективности разделительных процессов;
-использование на стадии доводочных операций (промывка и обезвоживание кондиционных продуктов обогащения, особенно промывка концентратов) хорошо очищенной или свежей воды;
-флотация тонких шламов (менее
0,15 мм) в сильно разбавленных пульпах с использованием реагентов, наиболее полно учитывающих гранулометрический состав и зольность иловых фракций;
-применение в операциях обезвоживания тонких флотационных продуктов индивидуальных флокулянтов и смесей, по составу наиболее полно отвечающих характеристикам оптимального обезвоживания;
-использование пара для просушки флотационных концентратов на гипербар-фильтрах;
-------------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дебердеев И.Х., Давыдов М.В., высокую его результативность. // Кокс и
Сотников Б.Ш. Практические меры к раз- химия -2005 -№11 - С 5-10
витию обогащения углей, обеспечивающие „ „ . ,
2. Coal preparation / Editor J.Leonard,
Littleton, Colorado, 1991, - p.1117.
— Коротко об авторах -------------------------
Дебердеев И.Х., Линёв Б.И., Давыдов М.В. - ИОТТ, Глухих С.Г. - Якутуголь.
