Разработка и опробация промышленных технологий селективной флокуляции угля
Сергеев П.В.
Донецкий национальный технический университет
Источник: Развитие научных основ селективной флокуляции угля гидрофобными органическими реагентами. Раздел 7./ — Днепропетровск, 2008
На полігонній установці АТЗТ «НВО «Хаймек» (м. Донецьк) проведено випробування сумісної технології «масляна флокуляція — гідротранспорт вугілля» для переробки класів крупності -0,1 мм шламів коксівного вугілля мулонакопичувачів вуглезбагачувальних фабрик. Технологія передбачає обробку попередньо збагачених гвинтовою сепарацією шламів масляним флокулянтом з послідуючим гідравлічним транспортуванням гідросуміші до вуглепідготовчого цеху коксохімічного заводу. В якості флокулянта використовували суміш продуктів коксохімічного виробництва. Селективна флокуляція шламів маслом здійснювалася на установці з імпелерною мішалкою продуктивністю до 3 т/год. Гідравлічне транспортування обробленої маслом гідросуміші відбувалося за допомогою установки напірного гідротранспорту з трубопроводом 104 мм і відцентровим насосом продуктивністю 60 м3/год. Зневоднення шламів після гідротранспорту виконувалося на центрифузі НОГШ-325 з числом Фруда Fr = 2000. Технологія «масляна флокуляція — гідротранспорт вугілля» в порівнянні з технологію переробки шламів без флокуляції дозволяє: суттєво (майже в 2 рази) зменшити вологість осаду центрифуг; знизити практично до кондиційних норм зольність осаду центрифуг ( з 12 до 8,5 %); до мінімуму зменшити втрати тонкодисперсного вугілля з фугатом центрифуг і забезпечити зольність твердої фази фугату на рівні 80 %.
В умовах ЦЗФ «Моспінська» здійснена промислова апробація технології селективної флокуляції вугільних шламів масляними реагентами. Роботи здійснювалися на устаткуванні вузла переробки шламових вод фабрики. Вихідним живленням були зливи гідроциклонів ГЦ-360 густиною 90-100 кг/м3 і зольністю твердої фази 28,5-30 %. Встановлено, що в порівнянні з технологією флотаційного збагачення селективна флокуляція вугільних шламів маслами при витратах останніх 0,5- 1,0 % від маси твердого у вихідному забезпечує: збільшення виходу концентрату на 3-5 %; підвищення зольності відходів на 5,5-8,5 %; зниження вологості кека вакуум-фільтрів на 0,4-0,9 %; підвищення зольності концентрату на 0,4-1,4%.В умовах ЦЗФ «Чумаківська» спільно з інститутом УВХІН (м.Харків) здійснена дослідно-промислова апробація технології селективної флокуляції вугілля латексами. За першим варіантом латексний флокулянт БС-30Ф дозували у збірник насосу, що подавав суспензію шламу на флотацію. Це забезпечувало потрібну інтенсивність перемішування та тривалість флокуляції (30-40 с). При витратах латексу 50-100 г/т шламу вихід флотоконцентрату зростає в середньому на 2%, а зольність відходів — на 1,4-3,7% в залежності від вихідної сировини. При цьому спостерігається деяке підвищення зольності концентрату, а також зростання швидкості флотації в середньому на 25-30%. Другий варіант технології представляв собою флокуляційно-гравітаційний спосіб збагачення дрібного вугілля спільно з крупнозернистим шламом у відсаджувальній машині. Подача флокулянта здійснювалася перед відсаджувальними машинами дрібного класу. Встановлено, що зольність відходів гравітаційного збагачення відчутно зростає, причому тим більше, чим значніші витрати флокулянту. Спостерігається збільшення виходу концентрату на 0,4-1,8 % та в деякій мірі його зольності. Останнє може відбуватися за рахунок переходу до концентрату сфлокульованих більш зольних частинок вугілля. Раціональні витрати латексного флокулянта перед гідравлічною відсадкою дрібного вугілля складають 30-40 г/т.
Дослідно-промислова апробація технології селективної флокуляції латексами здійснена також на ЦЗФ «Дзержинська». Випробовування реалізовано за двома схемами: з дозуванням латексу у вихідний продукт флотації та дозуванням латексу у злив пірамідального відстійника.В першому варіанті подача флокулянту (латексу БС-50) здійснювалася у витратомірний бак флотаційного відділення перед апаратом АКП-1600. При витратах латексу 100 г/т одержано: збільшення виходу концентрату на 1,18-3,58%; збільшення зольності флотовідходів на 2,9-6,3%; підвищення зольності концентрату на 0,8-2% в порівнянні зі звичайною схемою флотаційного збагачення. В другому варіанті флокулянт дозувався у зливний вузол пірамідального відстійника, де змішувався з шламовими водами. Потім пульпа подавалася насосом у радіальний згущувач, загущений продукт якого піддавався флотації. При витратах латексу 60-120 г/т шламу одержано: підвищення виходу флотоконцентрату на 1,75-7,9%; зростання зольності відходів флотації на 3,95-19%; збільшення зольності флотоконцентрату на 0,7-2,7%. Великий діапазон значень показників в обох варіантах пояснюється змінами сировини під час випробовувань. Кращі показники другого варіанту технології обумовлені значно більшою тривалістю контакту латексу з суспензією шламу.
В цілому проведені дослідно-промислові випробування процесів селективної флокуляції вугілля гідрофобними органічними реагентами підтвердили їх високу ефективність на вугільних шламах різної якості. Розроблені рекомендації, щодо застосування різновидів технологій селективної флокуляції маслами та синтетичними латексами у промисловості.
Результати проведених досліджень дозволили вирішити п'яту та шосту задачі роботи.