ВОДНО-ШЛАМОВОЕ ХОЗЯЙСТВО ЦОФ «Чумаковская»

 

 

    Авторы: Рахманов С.О. , Букин С.Л.

    Источник: Сборник тезисов докладов научно-технической конференции молодых обогатителей Украины посвященной к 90 – летию ДонНТУ. Донецк – май - 2011 г.

 

 

     Водно-шламовое хозяйство ЦОФ «Чумаковская» представляет собой сложный комплекс, предназначенный для улавливания шламов, осветления оборотной воды и обеспечения очистки сточных вод с последующим возвратом осветленной воды в замкнутый оборотный цикл.

    В обогащении угля для уменьшения расхода воды предусматривается ее циркуляция. В связи с этим вода загрязняется шламом, изменяет свои свойства, и, прежде всего, плотность и вязкость. Для нормального ведения технологического процесса содержание твердого в оборотной воде должно быть для глинистых шламов не более 50 г/л, для малоглинистых - 80-100 г/л. С увеличени­ем этого показателя ухудшается качество обогащения (зольность концентрата отсадки может повыситься на 0,5-1 %) и его глубина (при содержании твердого до 200 г/л обогащение идет только до 1 мм вместо возможного 0,5 мм).

    Оборотная вода с повышенным содержанием твердого отрицательно влияет на процесс обезвоживания. С увеличением содержания твердого в циркуляционной воде со 160 до 350 г/л повышается влажность обезвоженных на грохотах шламов на 5 % при одновременном росте зольности на 1-2 %. Ско­рость осаждения частиц шламов в воде, содержащей 200-250 г/л твердого, уменьшается в 3-3,5 раза по сравнению с циркуляционной водой, содержащей 50-100 г/л при крупности осаждающихся частиц 125-150 мкм, и в 4-10 раз - при крупности 12-50 мкм.

    В практике обогащения шлам делится на крупный (более 0,5 мм) и мел­кий (менее 0,5 мм). Зерно размером 0,5 мм является граничным зерном: более крупные зерна обогащаются гравитационными методами, а менее 0,5 мм - флотацией. Источниками получения шлама являются: природный грануломет­рический состав угля, дробление, истирание и размокание при перекачивании насосами в процессе обогащения рядового угля.

   Шлам «Чумаковская» попадает в концентрат в виде флотоконцентрата, необогащенного шлама и с концентратом отсадочных машин. Массовая доля последнего в крупном и мелком концентрате, когда содержание твердого в обо­ротной воде не превышает 50-100 г/л, составляет около 2 %, повышаясь до 10 % и более с увеличением на две основные группы. К 1 группе относятся одно­стадийные водно-шламовые схемы глубокого осветления шламовых вод с по­лучением чистого слива. В этих схемах обычно используются твердого в обо­ротной воде до 250-300 г/л. При этом наблюдается увеличение зольности кон­центрата, что вызывает необходимость его ополаскивания на грохотах. В данное время содержание шлама в концентрате углеобогатительных фабрик Донбасса составляет до 20% . В случае значительного загрязнения шламовых вод для получения качественного концентрата рекомендуется осветлять от вы­сокозольных шламов оборотную техническую воду.

    На углеобогатительных фабриках существуют различные схемы осветле­ния шламовых вод, которые по характеру технологического процесса рекомен­дуется делить сгустительно-осветлительные устройства. Процесс интенсифи­цируется за счет применения флокулянтов на флотации, хвосты которой под­вергаются последующему осветлению и сгущению. Ко II группе относятся схемы комбинированного осветления шламовых вод, которые предполагают частичное глубокое осветление и неглубокое осветление оставшихся шламовых вод или вообще возврат последних без какой-либо обработки.

     Самыми компактными и современными с точки зрения удаления из сис­темы тонких илистых частиц являются одностадийные схемы. Их недостаток - повышенная объемная нагрузка на процесс флотации из-за низкого содержа­ния твердого (менее 100 г/л) в исходной пульпе.

    Комбинированные схемы за счет присадки в питании флотации сгущен­ного продукта и второй стадии обработки шламовых вод позволяют устранить этот недостаток. Однако комбинированные схемы, как и двухстадийные, более сложны и требуют по сравнению с одностадийными емкости с большей вме­стимостью шламовых вод, что отрицательно сказывается на технологии про­цесса в целом. Наиболее эффективны двухстадийные схемы.

    Наряду с механическими методами осаждения шламов и осветления обо­ротной воды ЦОФ «Чумаковская» распространение получила флокуляция - физико-химический метод, позволяющий значительно улучшить и интенсифи­цировать процессы осветления шламовых вод. Вводимый в водно-шламовую среду полимерный флокулянт создаст такие условия в жидкой пульпе, при которых образуются механические связи между отдельными угольными частица­ми, приводящие к объединению их в сравнительно крупные и прочные агрега­ты - флокулы.

    В качестве флокулянта большое распространение получил полиакрила­мид (ПАА). Полиакриламид - синтетическое высокомолекулярное вещество сложного состава, выпускаемое в виде гранул. ПАА хорошо растворим в воде, не ядовит. Сухой гранулированный ПАА представляет собой гранулы желтого цвета крупностью до 8 мм. Содержание полимера в гранулах колеблется от 52 до 66 %, сульфата аммония - от 15 до 20 %. Продукт расфасовки поступает в полиэтиленовые мешки, вставленные в многослойные защитные мешки из бу­маги. Масса мешка 25 кг. На каждом мешке указывается дата выпуска, номер партии и содержание основного вещества (полимера) в товарном продукте. В сгустительные аппараты флокулянт ПАА подается в виде раствора 0,05%-ной концентрации. Растворяют гранулированный полиакриламид, вначале до кон­центрации 1%-ного раствора, затем разбавляют до 0,05%. Чтобы ускорить рас­творение, следует подогреть воду до 60-80 °С.

    Для приготовления раствора из гранулированного полиакриламида на ЦОФ «Чумаковская» используются установки, снабженные циркуляционными центробежными насосами. Более эффективны для растворения гранулирован­ных флокулянтов импеллерные или лопастные мешалки с частотой вращения импеллера (лопастей) 250-300 мин'1 при его диаметре 0,2-0,3 м. В целях пре­дотвращения попадания большого количества гранул в турбину насоса емкость, где идет первая стадия растворения, должна быть оборудована предохрани­тельной сеткой с отверстиями 5 - 8 мм.

   Разбавленный раствор (0,05 %) флокулянта подается в трубопровод (же­лоб) флокулируемой пульпы за 2-3 м до входа его в сгустительный аппарат. Флокулянт сохраняет активность, если его концентрированный раствор хранит­ся не более 3 - 5 суток, а разбавленный - не более 2 суток. Срок хранения гра­нул в сухом затемненном помещении - 1 год. Расход флокулянта уточняется в каждом отдельном случае исходя их условий обеспечения стабильного освет­ленного слоя высотой не менее 0,5 м. Можно считать, что 100%-ный гидроли­зированный и негидролизированый ПАА расходуется на осветление оборотной воды соответственно 3,5-5 и 8-12 г/т, а на флокуляцию хвостов флотации - 40-60 г/т. Процесс флокуляции идет лучше летом, чем зимой, так как с паде­нием температуры процесс замедляется. Оптимальная температура пульпы 20°С.

 

 

      Список использованной литературы:

      1. Гаркушин Ю.К., Демиденко Ф.Я., Койбаш В.А. Чумаковской центральной обогатительной фабрике 65 лет. – Донецк: 1999.-103 с.