Про можливість вилучення органічної маси з породи терикону шахти

ПРО МОЖЛИВІСТЬ ВИЛУЧЕННЯ ОРГАНІЧНОЇ МАСИ З ПОРОДИ ТЕРИКОНУ ШАХТИ

ВСТУП

За останнє десятиріччя проблема економії природних ресурсів і повторного використання відходів виробництва стала вельми актуальною.

За даними комісії ООН при збереженні нинішніх темпів розвитку промисловості наша планета перетвориться в звалище, якщо не будуть здійснені заходи по утилізації відходів, очищенню водного і повітряного басейнів. Значну територію Донецького вугільного басейну займають породні терикони, що забруднюють довкілля. Дослідження показали, що в породі териконів міститься органічна маса, вилучення і використання якої складає технологічний і економічний інтерес.

1. Характеристика об'єкта дослідження

Об'єкт нашого дослідження - порода шахти, що видобуває антрацит, відібрана з терикону.

Органічна маса, як показує досвід, переважно зосереджена у класі крупності 0-25 мм, тому він і вибраний для дослідження.

Ситовий і фракційний склад породи наведено в таблицях 1, 2, 3, 4

Таблиця 1. - Ситовий склад породи терикону

Таблиця 2. - Фракційний склад класу + 25 мм

Таблиця 3. - Фракційний склад класу 10 - 25 мм

Таблиця 4. - Фракційний склад класу 3 - 10 мм

2. Аналіз сировинної бази

1.1 Аналіз ситового складу породи свідчить:

· Порода по класах крупності розподілена відносно рівномірно з виходами 9,8 - 13,5 % за винятком класів 10-25 мм і 1-3 мм з виходами 23,2 і 19,1% відповідно;

· Простежується тенденція зменшення зольності із зменшенням крупності від класу +25 мм до класу 0,5-1 мм (від 72,9 до 47,8 %). Дещо підвищується зольність класу 0-0,5 мм (51,9 %).

· Найменш зольними є класи в межах 0,5-10 мм (від 47,8 до 60,8).

1.2 Аналіз фракційного складу породи свідчить:

· У класі + 25 мм, 10-25 мм, 3-10 мм відсутні фракції густиною 1400-1600 кг/м³

· Високоякісна органічна маса у всіх класах зосереджена у фракції 1600-1800 кг/м³, при цьому зольність вугілля знаходиться в межах 10; 5,8; 5,7 %.

· Зольність фракції 1800-2000 кг/м³ відносно невисока і становить 37; 36,6; 34,7 %.

· У всіх класах переважає важка фракція густиною понад 2000 кг/м³, що характеризується високої зольністю 83,6; 83,4; 83,4

Для прогнозування умов розділення нами складені таблиці фракційного складу вугілля по класах крупності +25 мм, 10-25 мм, 3-10 мм.

Таблиця 5. - Фракційний склад вугілля класу +25 мм

Таблиця 6. - Фракційний склад вугілля класу 10-25 мм

Таблиця 7. - Фракційний склад вугілля класу 3-10 мм

На основі фракційного складу вугілля визначений теоретичний баланс продуктів збагачення відповідних класів.

Таблиця 8. - Теоретичний баланс продуктів збагачення кл. +25 мм

Таблиця 9. - Теоретичний баланс продуктів збагачення кл. 10-25 мм

Таблиця 10. - Теоретичний баланс продуктів збагачення кл.3-10 мм

Таблиця 11. - Теоретичний баланс продуктів збагачення інтеґрального класу +3 мм

3. Проектування технологічної схеми переробки породи

Для вилучення органічної маси з породи можливе застосування, принаймні, двох конкуруючих варіантів:

1. Збагачення у важкосередовищних гідро циклонах.

Технологічна схема забезпечує відносно точне розділення початкового матеріалу, однак громіздка, вимагає застосування значної кількості одиниць обладнання, системи реґенерації суспензії, значних витрат на поповнення втрат магнетиту. Важкосередовищне збагачення дрібних класів не знайшло широкого застосування у вугільній практиці.

2. Збагачення відсадкою.

Відсаджувальні машини протягом тривалого часу широко застосовуються для збагачення кам'яного вугілля і антрацитів. Збагачення у відсаджувальних машинах здійснюється у водному середовищі і не вимагає застосування специфічних середовищ для розділення. Істотним недоліком відсадки є обмеження її пропускної спроможності по породі. У разі реалізації варіанту з відсадкою необхідно передбачити обов'язкове застосування 3-х збезводнюючих елеваторів підвищеної місткості. Специфічна сировина вимагає застосування спеціальних режимів налагодження регульованих параметрів. Зневоднення концентрату доцільно виконувати в два прийоми. На грохоті з розміром чарунки сита 6 мм отримуємо готовий продукт 6-25 мм. Підрешітний продукт - клас 3-6 мм збезводнюється у центрифузі.

3 Переработка шламу.

Кількість шламу в початковій сировині, тобто класу 0-3 мм, згідно з ситовим аналізом, становить 42 % із зольністю 50,2 %. Можливий варіант - збагачення у ґвинтових сепараторах з отриманням концентрату і відходів. Для зневоднення продуктів збагачення доцільно застосувати стрічкові вакуум-фільтри або центрифуги. Як показує досвід, на ґвинтових сепараторах можна знизити зольність з 50 до 25-30 %.

Виконаємо орієнтовний розрахунок виходів продуктів ґвинтової сепарації. Використовуємо рівняння матеріального балансу.

_вих = _к-т + _відх ;

_вих А _вих = _к-т А_к-т + _відх А _відх.

Приймемо зольність концентрату 25 %, а зольність відходів 70 %. У результаті отримаємо: вихід відходів становитиме 23,5 %.

У таблиці 12 представлений загальний баланс продуктів з врахуванням шламу.

Таблиця 12 - Баланс продуктів збагачення з урахуванням шламу

4. Технологічна схема переробки антрацитів

Варіант 1

Технологічна схема переробки антрациту наведена на рис. 1. Варіант 1 реалізовується при відсутності на збагачувальній фабриці важкого середовища. Згідно зі схемою, початковий матеріал класифікується на класи + 13 мм і 0-13 мм. Клас 13-100 мм і 6-13 мм надходить на відсадку, клас 0-6 мм - на згущення і ґвинтову сепарацію. Переробка шламу (клас 0-6 мм) включає його циклонування з метою згущения та відокремлення тонкої фракції (0-0,15 мм) перед розділенням на ґвинтових сепараторах (ҐС). Концентрат ґвинтових сепараторів зневоднюється на центрифузі і направляється споживачу.

Варіант 2

Варіант 2 реалізовується при наявності на фабриці важкосередовищної установки для збагачення крупних класів і відсадки для збагачення дрібних класів. При відсутності споживачів вугільного дрібняка (0-6 мм) розглядається збагачення класу 6-25 мм. Порода крупністю 6-25 мм виділяється на майданчику терикону і доставляється на найближчу фабрику, якою може бути Центральна збагачувальна фабрика (напр. ЦЗФ Нагольчанська). Збагачення здійснюється за стандартною технологією. Первинний матеріал перед збагаченням класифікують на грохоті з чарункою сита 13 (10) мм. Клас 13-25 мм надходить на важкосередовищне збагачення в одну стадію з виділенням концентрату і відходів. Після зневоднення і відділення суспензії концентрат направляють споживачеві. Технологічна схема наведена на рис. 2.

ВИСНОВКИ

Література

1. Справочник по обогащению углей / под редакцией И.С.Благова, А.М.Коткина, Москва: Недра, 1984.

2. Технология обогащения углей. Справочное пособие / Т.Г.Фоменко, В.С.Бутовецкий, .М.Погарцева, Москва: Недра, 1985г.

3. Смирнов В.О., Білецький В.С. Проектування збагачувальних фабрик. Донецьк: Східний видавничий дім. - 2002.- 296 с.