CC BY
119
«НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА-2001» СЕМИНАР № 23
© А.Н. Петухов, Н.Т. Гольцев, 2002
УДК 622.765
А.Н. Петухов, Н.Т. Гольцев
СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ЗАМКНУТЫХ ВОДНО-ШЛАМОВЫХ СХЕМ И ОБЕЗВОЖИВАНИЕ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ ШЛАМОВ
В густонаселенных черноземных областях Юга России с каждым годом становится все большей проблемой выделение площадей под породные отвалы и шламонакопители из-за отсутствия свободных земель и нанесения большого вреда окружающей среде.
В этой связи весьма актуальным вопросом является создание на углеобогатительных фабриках замкнутых водно-шламовых схем без использования наружных шламонако-пителей. В свою очередь это возможно только с применением техники и технологии, позволяющей улавливать и обезвоживать мелкозернистые шламы до транспорта-бильного состояния.
С использованием ленточного фильтр-пресса австрийской фирмы "Андриц" на ЦОФ "Аютинская" ОАО "Ростовуголь" разработана и внедрена замкнутая водно-шламовая схема.
На рис. 1 приведена схема цепи аппаратов по улавливанию и обезвоживанию мелкозернистых шла-мов.
Все шламовые воды после обогащения угля методом отсадки и тяжелых сред поступают для предварительного сгущения в шламовый бассейн. Сгущенный продукт шламового бассейна (0-3 мм) насосами подается в сгусти-тельную воронку емкостью 35 м3 для вторичного сгущения. Из этой воронки крупнозернистый шлам (1-3 мм) с содержанием твердого 450-600 г/л поступает на ленточный вакуум-фильтр ЛОП-15, где
Рис. 1. Вакуум-пресс-фильтр: 1 - фильтровальная лента; 2 - вакуумная камера; 3 -приводное колесо; 4 - загрузочный ролик; 5 - секторы; 6-пружины; 7 - соединительные трубки; 8 - заглушка; 9-натяжное устройство; 10 - приводной вал; 11 - поддон для фильтрата
производится обезвоживание осадка до влажности 20-24 %. Слив сгустительной воронки с мелкозернистыми частицами шлама (0-1 мм) транспортируется в другую сгустительную воронку с значительно большим объемом (95 м3). Для увеличения эффективности осаждения мелких частиц в эту воронку производится добавка флокулянта в количестве 0,3 кг/т твердого. Сгущенный продукт с содержанием твердого 250300 г/л подается для обезвоживания на ленточный фильтр-пресс "Андриц". Сущность работы фильтр-пресса заключается в физическом выжимании влаги между двумя лентами фильтроткани в процессе огибания ими барабанов различных диаметров. Обезвоженный продукт представляет собой спрессованную лепешку с влажностью 25-30 %. Обезвоженные осадки обоих фильтров смешиваются с сухими штыбами крупностью 0-6 мм и отправляются в качестве энергетического топлива на ТЭЦы. Фильтраты фильтров с содержанием твердого 20-30 г/л поступают в оборотную воду.
Существенным недостатком этого пресс-фильтра является
большой расход импортного дорогостоящего флокулянта, стоимость которого составляет 5 долл. США за 1 кг при суточном расходе 50 кг.
Инженерно-техническими работниками ЦОФ "Аютинская" разработана новая конструкция вакуум-пресс-фильтра, при эксплуатации которого не требуется применение флокулянта. На рис. 2 схематически представлена конструкция вакуум-пресс-фильтра. Она состоит из устройства для предварительного обезвоживания осадка и устройства для отжима осадка. Устройство для предварительного обезвоживания работает по принципу ленточного вакуум-фильтра, где под действием перепада давлений, создаваемого вакуум-насосом, происходит фильтрование основной части жидкости. Затем осадок подается загрузочным роликом 4 в устройство для отжима осадка. Отжимное устройство выполнено в виде колеса 3 и состоит из отдельных секторов 5, соединенных между собой болтами. Каждый сектор представляет собой металлическую изогнутую коробку, в центре днища которой имеется отверстие для подачи сжатого воздуха. На поверхности коробки с одной стороны шарнирно закреплен лист из щелевидного полотна, а внутри коробки смонтированы по две пружины 6, упирающиеся нижним концом в днище сектора, а верхним в щелевидный лист. Все секторы из трубки 7 соединены с полным приводным валом отжимного устройства. Внутри вала установлена заглушка 8 препятствующая выходу сжатого воздуха в атмосферу. Около
Рис. 2. Схема цепи аппаратов улавливания и обезвоживания мелкозернистых шламов: 1 - шламовый бассейн; 2 - сгу-стительная воронка для сгущения крупнозернистых шламов; 3 - вакуум-фильтр ЛОП-15; 4 - сгустительная воронка для сгущения мелкозернистых шламов; 5 -ленточный фильтр-пресс "Андриц"
10 через трубки 7 подается сжатый воздух под давлением 2-3 атм. Выжатый фильтрат собирается в поддоне 11 и отводится в водно-шламовую схему. Обезвоженный осадок стряхивается с поверхности секторов действием пружин и поступает в отгрузку. В случае использования горячего сжатого воздуха эффективность снижения влажности осадка увеличивается.
При работе фабрики в режиме 350 дней в году, расходы на флокулянт составляют около 2 млн руб., в связи с этим представляется оправданным применение вакуум-пресс-фильтра для обезвоживания мелкозернистых шламов.
-------------------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Отчет ТОО фирмы "Карборос" "Разработка рекомендаций 2. Авторское свидетельство № 1181685 "Ленточный фильтр-
и внедрение порошкообразных флокулянтов на ЦОФ "Аютин- пресс". ская". Люберцы, 1997.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------------------------------------------------------------
Петухов Александр Николаевич — кандидат технических наук, доцент, инженер обогатительной фабрики ш. «Аютинская» ОАО "Ростовуголь".
Гольцев Николай Тихонович - кандидат технических наук, доцент, кафедра «Технология, механизация, организация и безопасность горных работ», Шахтинского института Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).
50 % поверхности колеса обтянуто фильтровальной лентой.
Отжимное устройство работает следующим образом. В процессе непрерывного движения фильтровальной ленты предварительно обезвоженный осадок в кашеобразном состоянии роликом 4 загружается в отжимное устройство. Осадок подвергается воздействию физических сил сжатия между по-
верхностью сектора и фильтровальной ленты, при этом усилие сжатия обусловлено степенью натяжения ленты натяжным устройством 9. Во время сжатия осадка происходит деформация его структуры, вследствие чего вскрываются пары, что в свою очередь создает благоприятные условия для продувания осадка сжатым воздухом. Для этой цели из вала
