Интенсификация процессов очистки шламовых вод углеобогатительных фабрик

Номер документа 4220160023

РУБРИКА:
11. Использование вторичных ресурсов

РУБРИКА ГРНТИ:
52.01.91. Отходы горнодобывающего производства и их использование. Комплексное использование сырья и месторождений полезных ископаемых

АТРИБУТЫ:
Отрасли: Угольная
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива: твердое топливо
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Описание
Номер:
Автор (принявший орган): Т.Е. Вахонина, М.С. Клейн, ФГБОУ ВПО "КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева", 650000, г.Кемерово, ул. Весенняя, 28, ОУИР
Дата: 1900
Регион: Кемеровская область
Источник информации: science.kuzstu.ru; IХ Международная научно-практическая конференция Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

Интенсификация процессов очистки шламовых вод углеобогатительных фабрик

На ряде углеобогатительных фабрик (УОФ) заметно обострилась проблема селективного извлечения мелких угольных частиц из шламовых вод и своевременного выведения их из технологического процесса. Решение этой проблемы необходимо для улучшения качества обороной воды и увеличения выпуска товарного продукта.

 Единственный, широко применяемый при очистке шламовых вод флотационный метод обогащения, не всегда обеспечивает получение желаемых результатов, что связано с недостаточной эффективностью разделения тонких частиц при флотации, а также сложностью и высокой стоимостью обезвоживания флотационного концентрата.

Проблема обогащения высокодисперсных угольно-глинистых суспензий обострилась на ряде фабрик, обогащающих коксующиеся угли, в связи с внедрением спиральных сепараторов для обогащения крупнозернистого шлама и резким снижением крупности угля и плотности пульпы, поступающей на флотацию. Повысить эффективность очистки шламовых вод с высоким содержанием микрочастиц угля можно за счет избирательного объединения мельчайших угольных частиц в более крупные образования, которые значительно проще выделить в отдельную фракцию из минеральной суспензии. Известны различные способы укрупнения твердой фазы суспензии: селективная флокуляция флотационными реагентами и синтетическими полимерами, агрегирование шламов на минерале-носителе, флокулярная флотация, селективная коагуляция и др.

Одним из эффективных способов интенсификации процесса флотации является подготовка пульпы методом масляной аэроагломерации (МАА) угольных частиц, обеспечивающая снижение количества мельчайших частиц угля в шламовой воде (питании флотации) за счет гидрофобной агрегации их масляными реагентами. Для создания достаточной площади поверхности масло-вода без увеличения расхода масла и полного извлечения частиц угля в углемасляные аэроагрегаты методом МАА предусматривается введение в пульпу дополнительных центров агрегации мелких частиц в виде омасленных пузырьков воздуха. В процессе МАА при интенсивном перемешивании пульпы на поверхности мелких омасленных пузырьков с высокой скоростью закрепляются частицы угля, образуя устойчивые углемасляные аэрокомплексы, которые легко отделяются от минеральной пульпы последующей флотацией [1]. Использование процесса МАА перед флотацией угольных шламов в схемах очистки шламовых вод УОФ позволило увеличить выпуск концентрата и производительность действующего оборудования, снизить потери угля и повысить эффективность обезвоживания флотоконцентрата.

Более широкому использованию процесса флотации в схемах обогащения углей препятствует высокая себестоимость процесса, которая связана с большим расходом реагентов-собирателей, годовое потребление которых на УОФ в Кузбассе составляет примерно 10 тысяч тонн. В качестве собирателей используют дорогостоящие, разнообразные по химическому составу, структуре и свойствам органические вещества с различной растворимостью в воде, такие как керосин, термогазойль и др. Снижение себестоимости процесса флотации возможно за счет сокращения расхода реагентов собирателей или использования новых, более дешевых реагентов. Возможность снижения стоимости реагентов возникает за счет включения в их состав вторичных нефтепродуктов, например отработанных минеральных масел.

Основная сложность при использовании масел связана с очень слабой их флотоактивностью. Минеральные масла представляют собой смеси высококипящих углеводородов (температура кипения 300-600 оС), получаемых перегонкой нефти. Минеральные масла в обычных условиях не применяются в качестве собирателей для флотации угля, так как обладают большой вязкостью, плохо диспергируются в пульпе и находятся в ней в виде крупных масляных капель с недостаточной поверхностью раздела масло-вода, что, естественно, снижает эффективность флотации угольных шламов.

 Возможность использования минеральных масел в качестве реагентов собирателей появляется в том случае, если применять масла в смеси с керосино-газойлевыми фракциями переработки нефти (температура кипе- ния 180-320 оС) в сочетании с технологией подготовки пульпы перед флотацией методом МАА. В этом случае снижается вязкость смеси углеводородов, а при интенсивном и длительном перемешивании пульпы с мас ляным реагентом в процессе МАА повышается дисперсность масляной эмульсии, увеличиваются адсорбция масла на угольной поверхности и омасленность частиц за счет передачи реагента с частицы на частицу. Все это способствует интенсификации процесса масляной агрегации угольных частиц и их последующей флотации.

Совместными исследованиями в лабораториях КузГТУ и ФГУП «ПО Прогресс» разработан новый комплексный реагент-собиратель для флотации угольных шламов, представляющий собой компаундированную смесь, основными компонентами которой являются регенерированные нефтепродукты – минеральные масла; керосино-газойлевые фракции переработки нефти; активирующие добавки для увеличения флотоактивности реагента; присадки для понижения вязкости и температуры замерзания реагента.

В настоящее время новый комплексный реагент-собиратель успешно используется на восьми крупных УОФ Кузбасса. Применение комплексного собирателя позволило улучшить технологические показатели процесса флотации угольных шламов и снизить затраты на реагенты на 20-25 %.

 Весьма перспективно использование в схемах очистки шламовых вод метода масляной агломерации (МА) мелкого угля, который достаточно известен в теории и практике углеобогащения и обычно используется как самостоятельный процесс. Однако широкому распространению МА, как метода переработки угольных шламов, препятствует высокий расход масляных связующих, который в десятки раз превосходит расход аполярных реагентов при флотации угля. Повышенный расход масла в процессе МА необходим для образования крупных углемасляных агрегатов, которые эффективней и полнее отделяются от минеральной пульпы на сите.

Возможность резкого сокращения расхода масляного реагента появляется в том случае, если разделение продуктов масляной агломерации осуществлять через слой более крупных частиц угля, находящихся на сите. В этом случае крупные частицы угля служат дренажным слоем, на который налипают мелкие угольные флоккулы, что предотвращает потерю их с подрешетным продуктом. В условиях обогатительной фабрики такую операцию можно осуществить путем подачи гранулированной суспензии на слой концентрата спиральных сепараторов, при обезвоживании последнего на высокочастотном вибрационном грохоте.

 

Рассмотренные способы интенсификации процессов очистки шламовых вод УОФ позволяют решить не только технологические и экономические вопросы обогащения угольных шламов, но и такие экологические проблемы, как охрана окружающей среды, ресурсосбережение, утилизация отработанных нефтепродуктов и др.