При збагаченні корисних копалин найбільшу проблему являють дрібні класи мінеральної сировини, зокрема тонкодисперсні. Для вугілля це, як правило, клас 0-0,1(0,2) мм. Часточки такої крупності важко збагачуються класичними методами, тому що через свій малий розмір в процесі гравітації та флотації не піддаються достатньому впливу факторів розділення.
На сьогоднішній день основною методикою вилучення таких класів є селективна флокуляція – сукупність процесів вибіркової агрегації тонкодисперсних вугільних зерен у флокули крупністю 100–300 мкм, або агломерація, при якій центрами агрегатоутворення виступають більш крупні вугільні зерна 0,2–0,5 мм – за допомогою реагентів-флокулянтів різної природи. Як реагенти-флокулянти використовуються масла, водорозчинні, або гідрофобні полімери (латекс), або інші гідрофобні органічні реагенти. Процес флокуляції (агломерації) проводять у контактних чанах при турбулентному режимі перемішування водо-вугільної пульпи з реагентами. Включення у технологію збагачення вугільних шламів додаткової операції флокуляції (агломерації) ускладнює технологічну схему, потребує додаткових капітальних і експлуатаційних витрат.
Мета нашої роботи – спростити процес збагачення тонкодисперсного вугілля за рахунок суміщення процесів гідротранспорту вихідної пульпи, яка подається на флотацію, і селективної агрегації. При цьому гідротранспортна система вуглефабрики використовується замість контактного чана для попередньої флокуляції (агломерації) перед збагаченням.
Гідротранспортна система (ГТС) фабрики – комплекс насосів, трубопроводів, допоміжних пристроїв та обладнання, запірної, запобіжної і регулювальної арматури. Протікання водо-вугільної пульпи в ГТС збагачувальної фабрики відбувається у турбулентному режимі, що і обумовлює принципову можливість суміщення процесів «гідротранспорт-агрегація».
За кордоном, зокрема в Японії, з метою реалізації процесу агрегації дрібних гідрофобних частинок реагентами під час їх гідротранспортування розроблені спеціальні пристрої для підсилення турбулентності пульпи у трубопроводі. Вони являють собою спеціальні одно- або двозахідні ґвинти, які вбудовані в трубопровід. В Україні такі технічні рішення ще практично не розроблені. На практиці сьогодні можна зустріти тільки далекі аналогії, наприклад подачу реагенту на всас насоса.
Для розробки суміщеної технології селективної флокуляції (агрегації) тонкодисперсного вугілля з використанням елементів промислових гідротранспортних систем необхідно вирішити ряд теоретичних і прикладних задач. По-перше, необхідно розглянути режими течії пульпи і їх вплив на процес флокуляції (агломерації) в різних елементах промислової ГТС фабрики – у лінійному трубопроводі, в області згинів трубопровода, у насосі, вентилі, при наявності ґвинтових вставок тощо. По-друге, необхідна лабораторна, стендова та промислова апробація власне суміщеної технології та додаткових пристроїв, а також розробка моделі суміщеної технології селективної флокуляції (агрегації) тонкодисперсного вугілля.
Перспективи, які відкриває така технологія сягають далеко за межі безпосереднього збагачення на вуглезбагачувальній фабриці, так як гідротранспортні системи є засобом транспортування не лише у гірництві, а і у інших галузях промисловості.