ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ХВОСТОВ ФЛОТАЦИИ ИЗ ИЛОНАКОПИТЕЛЕЙ КОКСОХИМЗАВОДОВ
Международная научно-практическая конференция "Экологические проблемы техогенно-нагруженых регионов" 2008 год
Иляшов М.А., Гордиенко А.И., Медянцев С.А., Резников С.Ю.
ЗАО «Донецксталь-металлургический завод», Донецк
Саранчук В.И., Збыковский Е.И., Яценко Ю.А.
Донецкий национальный технический университет, Донецк
Забалансовые шламовые продукты, складировавшиеся многие годы в шламонакопителях и отстойниках обогатительных фабрик на протяжении последних лет привлекают внимание как источник топлива и сырья для коксования, содержащий технически значимое количество угля, достаточное для извлечения. Расчётные ресурсы вторичного сырья зольностью до 30% оцениваются по оптимистическим прогнозам в 36 млн. т, по писсеместическим в 24,6 млн. т с учётом раздельного извлечения более чистого продукта для коксования и более зольного для энергетики.
С учётом шламонакопителей при коксохимических заводах по нашим подсчётам на предприятиях Украины, имеется более 150 млн. т шламов с средней зольностью 45% на сухую массу. В Украине в 1920-1980 годы углеобогатительные фабрики работали при 15 коксохимзаводах и каждая имела свои шламонакопители, которые практически все были заполнены шламом, объём которого составляет около 50 млн. т. Только в накопителях трёх обогатительных фабрик при коксохимзаводах (Авдеевском, Макеевском и Ясиновском) складировано около 19 млн. т шламов.
Состав шламов, по нашим данным, изменяется в широких пределах. Зольность составляет 30-55%, содержание серы – 0,9-3,5% , содержание частиц менее 1 мм превышает 97%.
В отстойниках и накопителях обогатительных фабрик при коксохимзаводах находится угольных материал, соответствующий по качеству состава шихты и включающий угли марок ДГ, Г, Ж, ОС и Т. Решение задачи обогащения материалов из этих накопителей до зольности 6-10% на сухую массу позволяет использовать полученный концентрат при производстве кокса.
Согласно проведенным петрографическим исследованиям проб из накопителя Авдеевского коксохимического завода, уголь в шламе находится в виде частиц более 0,2 мм, и его частички представлены неокисленными углями разной степени углефикации, содержание которых соответствует их количества в шихте для коксования. Форма частиц угля изометрическая, угловая и удлинённая. Объём органической части при зольности проб 30-40% на сухую массу составляет 81-85%, содержание витринита 82-87% , липтинита – 4-7% и инертинита – 9-12%.
Высокие результаты полученные при флотации шихты Авдеевского коксохимического завода, позволили предположить, что при использовании в качестве флотореагента УР-410 и его смесей с пенообразователями может быть получен концентрат с зольностью до 10% на сухую массу. Однако полученные результаты показали, что прямая флотация не обеспечивает необходимую глубину обогащения, а эффективность флотации повышается при снижении зольности исходного продукта, что позволило провести исследование обогащения питания флотации с различными добавками отходов из накопителя.
Результаты флотации отходов флотации из накопителей Авдеевского и Ясиновского КХЗ с питанием флотации АКХЗ показали, что добавка до 10 % отходов не ведёт к значительному изменению состава концентрата и показателей эффективности флотации.
В 1999 году на обогатительной фабрике АКХЗ была начата переработка хвостов из накопителя совместно с питанием флотации, а в 2001 году получен патент Украины на этот способ обогащения. За 1999-2006 годы переработано около 400 тыс. т. отходов и получено более 150 тыс. т дополнительной шихты.
В связи с прекращением работы обогатительной фабрики Ясиновского КХЗ принята иная схема переработки хвостов из шламонакопителей, включающая грохочение и обогащение на спиральных сепараторах MULTOTEC с выделением концентрата для коксования зольностью до 10% на сухую массу и промпродукта с зольностью 25-35%.
С помощью грохотов происходит разделение на классы -0,2 мм и +0,2 мм. Класс +0,2 мм (35-40%) направляется на обогащение, а класс -0,2 мм составляющий до 65% исходного материала вместе с отходами обогащения на спиральных сепараторах возвращается обратно в накопитель.
В 2006 году из накопителя ОАО "Ясиновский коксохимический завод" вынуто и переработано 117000 т шлама и получено 22200 т концентрата зольностью 8% на сухую массу и около 2900 т промпродукта зольностью 30%, в 2007 году было переработано около 150000 т шлама. Концентрат используется в шихте ЯКХЗ, а промпродукт в энергетике.
После проводимой в данный момент реконструкции с лета 2008 года объём переработки шламов будет увеличен до 287000-300000 т/год и время переработки накопителя составит 20-25 лет.
Продуктами, получаемыми при переработке шламов, будут концентрат для коксования с зольностью 8-10% на сухую массу (556000 т/год) и промпродукт (42000 т/год) с зольностью 25-35%.
Недостатком существующей схемы является возврат в отстойник 65% илов с зольностью 57% на сухую массу. При этом теряется около 50% угля, содержащегося в отходах.
В связи с этим в настоящее время разрабатываются варианты комплексного использования шлама включающие брикетную или гранулирующую установку, строительство электростанции и завода строительных материалов с котлами типа КС и ЦКС.
C использованием илов из накопителя Ясиновского КХЗ наработаны опытные пробы, испытаны в промышленных условиях и запатентованы способы получения пылеугольного топлива для вдувания в угольные печи и способ получения кускового углеродного топлива.
На ОАО "Макеевский коксохимический завод" ведётся подготовка по организации переработки шламов из накопителя по иным схемам. Первый вариант аналогичен используемому и проектируемому на ЯКХЗ, а по второму предусматривается брикетирование или гранулирование шлама с зольностью 45% и отгрузка его котельным и теплоэлектростанциям.
1. В настоящее время переработка шламов из накопителей и отстойников обогатительных фабрик ведётся более чем на двадцати объектах, однако, большинство используемых способов переработки ведётся с возвратом в отстойник до 50 и более процентов угля и только на Авдеевском коксохимическом заводе отходы флотации не возвращаются в накопитель.
2. Проектные проработки для накопителей Ясиновского и Макеевского коксохимзаводов показали, что имеется большое количество вариантов комплексной переработки отходов, но их осуществление требует больших капитальных вложений, обвода земельных участков и решение разнообразных проблем.