Автоматизация процессов флотации и обезвоживание угольных шламов, их оптимизация. Дипломная (ВКР). Геодезия.
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Автоматизация процессов флотации и обезвоживание угольных шламов, их оптимизация
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Автоматизация процессов флотации и обезвоживания угольных шламов, их оптимизация
Обогащение углей флотацией, в отличии от гравитационных
методов наилучшим образом показало себя при работе с мелкой фракцией до одного
миллиметра. Также флотацией удаляется содержащиеся в углях мелкие вредные
примеси (пирит, гипс, самородная сера, песчаник и сланец) и производится
разделение петрографических ингредиентов для снижения зольности углей.
В результате обогащения угля на выходе получаем
малосернистый и низкозольный концентрат, высокозольный промпродукт и хвосты.
Главные методы обогащения угля это гравитация, флотация и электрическая
сепарация.
В будущем прогнозируется повышение роли угля в энергетике,
что обусловлено его крупными запасами и истощением месторождений нефти и газа.
Поскольку с ростом добычи, а также, вследствие ухудшения горно-геологических
условий и широкой механизации производства, ухудшается качественная
характеристика углей по зольности, гранулометрическому составу, влажности и
сернистости, следовательно, практически весь добываемый уголь требуется
подвергать обогащению. В связи с чем, значительно увеличивается количество
шламовых вод и угольных шламов в гидроотвалах и шламонакопителях, приводящих к
загрязнению окружающей среды, поэтому разработка аппаратурно-технологического
процесса утилизации угольных шламов является весьма актуальной.
Цель данной работы заключается в оптимизации процессов
флотации и их обезвоживанияи обосновании автоматизации этих процессов.
1)
раскрыть понятия и сущность процессов флотации и
обезвоживания угольных шламов;
2)
описать классификацию процессов флотации и
обезвоживания угольных шламов;
3)
выявить особенности современных процессов
флотации и обезвоживания угольных шламов;
4)
произвести обзор технических средств флотации и обезвоживания
угольных шламов;
5)
исследовать и обосновать подходы к оптимизации
процессов сгущения угольных шламов;
6)
разработать рекомендации по оптимизации
процессов флотации и обезвоживания угольных шламов.
В работе для решения поставленных задач изучены
теоретические и экспериментальные работы отечественных и зарубежных
исследователей в данной области; проведены натурные наблюдения и эксперименты;
использованы физико-химические методы.
Мокрые гравитационные процессы обогащения угля
характеризуются высокой эффективностью, но подходят только для обогащения
относительно крупных углей. Однако механизация процессов добычи угля привела к
тому что 25-30% его составляют частицы,размером не превышающие одного
миллиметра.
При невысокой влажности и зольности угликлассов крупности меньше
одного миллиметра после обесшламливания присаживаются к концентратам без
обогащения. Кроме того, в состав угля входят мелкие вредные примеси (пирит,
гипс, самородная сера, песчаник и сланец), которые так же не могут быть
отделены гравитационными методами, но могут быть удалены флотационным методом
обогащения.
Часть углей мелких классов предназначены для химической
переработки, например, в жидкое топливо. И к нему предъявляются повышенные
требования к уровню зольности (не более 0,5–3%).
Флотация тонкодисперсных угольных шламов в течение многих
лет является проблемным вопросом и объектом многочисленных отечественных и
зарубежных исследований [1-5]. Анализируя их, можно выделить две основные
группы работ, посвященных вопросу ослабления вредного действия на флотацию
тонких высокозольных классов.
1. Исследования,
связанные с удалением илистого материала из процесса флотации[6-8].А именно: схемы
флотации с предварительным сбросом необогащенного шлама перед флотацией и
селективная флокуляция-дешламация - как подготовительная операция перед
флотацией.
2. Исследования и
разработка методов повышения селективности разделения флотируемого шлама с
высоким содержанием тонкодисперсных илов без их удаления из процесса [9-12]. К
ним следует отнести применение разбавленных пульп; схемы с включением
перечисток продуктов флотации; раздельную подготовку пульпы и раздельную
флотацию зернистого и тонкого шлама.
Применение флотации для обогащения мелких классов угля
позволяет увеличить итоговый выход концентрата для коксования и снизить его
зольность.
Процессы флотации угля значительно отличаются от флотации
руд:
• Высокой
сорбционностью углей, являющаяся причиной низкой селективности действия реагентов
и большого их расхода.
• Аполярной (неполярной)
природой углей и, как следствие, высокой естественной гидрофобностью.
• Неоднородностью
поверхности углей, в связи с присутствием нескольких петрографических
разновидностей, имеющих различную степень метаморфизации. Это вызывает
затруднение при выборе флотационных реагентов и в процессе флотации.
В качестве реагентов при флотации угля применяются
сравнительно недорогие вещества. Это продукты переработки самого угля или каменноугольной
смолы, такие как антраценовое масло, фенолы (черная карболка), масло
коксохимического производства, модифицированное формалином, реже сырой бензол.
Широко используются продукты переработки нефти (нефть,
керосин, соляровое масло. Реагенты других типов применяются значительно реже. Наиболее
эффективным реагентами являются реагенты, содержащие керосиновую фракцию нефти.
В некоторых углях возможно присутствие значительного
количества шламов, подлежащих выделению. Шламы чаще всего коагулируют, преобразуя
в более крупные, имеющие меньшую адсорбционную способность. В качестве
коагулянтов используется известь, NaCl, AlCl3.
Показатели флотации при обогащении углей постоянно
улучшаются за счет совершенствования процессов и внедрения новых конструкций
флотационных машин. Таких как флотомашины с кипящим слоем с коническими,
трубчатыми, струйными, циклонными импеллерами, использующими водные форсунки с
высокой скоростью сдвига при скорости потока воды несколько метров в секунду и форсунки,
подающие флотореагент в виде водно-газовой эмульсии.
Процесс флотации углей сопровождается большим выходом
концентратов (80 – 90 %) и незначительным хвостов, а также более высокой
скоростью протекания процесса по сравнению с флотацией минералов. Это
необходимо учитывать при выборе конструкции флотомашин, которые в обязательном
порядке должны осуществлять двухсторонний съем пены.
Объекты регулирования на обогатительных фабриках
характеризуются большим многообразиям по своим технологическим свойствам и
назначению. Однако с позиций авторегулирования они могут быть обобщены по
некоторым признакам.
Несмотря на разнообразие динамических свойств промышленных
объектов регулирования, можно выделить некоторые специфические особенности,
присущих большинству из них. Одной из этих особенностей является вид переходной
функции объекта регулирования, по которому они классифицируются на три
категории: устойчивые, неустойчивые и нейтральные.
Объект устойчив, если после окончания действия внешнего
импульсного возмущения (Х), он с течением времени возвратится к исходному
состоянию.
Устойчивые объекты часто называют объектами, обладающими
свойствами самовыравнивания. Только для данных объектов имеют смысл статические
характеристика, поэтому они еще именуются - статические объекты.
Неустойчивые объекты характеризуются тем, что после
окончания внешнего воздействия выходная величина (Yвых) продолжает изменяться.
Это весьма сложные для автоматического регулирования объекты.
В нейтральных объектах или объектах, не обладающих свойством
самовыравнивания, выходная величина после снятия возмущения принимает новое
установившееся значение. Эти объекты чаще называют астатическими.
В процессе исследования рассматривались и изучались
следующие варианты схем флотации:
1. Схемы с
предварительным «сбросом» (обезыливанием) необогащенного тонкого шлама перед
флотацией.
2. Схемы с
классификацией необогащенного шлама перед флотацией на узкие классы 0-0,045 мм
и 0,045-0,2 мм в гидроциклонах малого диаметра.
3. Схемы флотации
с включением перечисток пенных продуктов
4. Схемы флотации
шламов с различными реагентными режимами в I и П стадиях флотации.
5. Схемы флотации
шламов с выводом отвального тонкодисперсного шлама из объема флотируемой пульпы
после предварительного его обогащения в головных камерах флотомашины.
1.
Схема с предварительным обезвоживанием необогащенного тонкого шлама перед
флотацией является наиболее простым и экономичным вариантом, не требующим
значительных капитальных затрат, позволяющим уменьшить фронт флотации. Такая
схема применяется на ПАО «ДТЭК Павлоградская ЦОФ», обогащающей высокозольные
газовые угли и может быть рекомендована для фабрик, где зольность шлама
крупностью менее 0,045мм составляет более 70,0%. В противном случае неизбежны
потери угля со сбрасываемым тонким шламом в сливе гидроциклонов
2.
Схемы с классификацией необогащенного шлама перед флотацией по узким
классам 00,045 и 0,045-0,2мм в гидроциклонах малого диаметра. Ввиду низкой
селективности флотации наиболее тонких частиц (крупностью менее 0,04-0,05мм) в
последние годы на ряде ОФ, построенных по технологии СЕТСО (ОФ
Свято-Варваринская в Украине, ОФ Северная г. Березовский, ОФ Коксовая г.Белово
и др.), предусматривается классификация необогащенного шлама перед флотацией в
гидроциклонах малого диаметра с целью выделения тонких частиц [7]. Такой подход
может способствовать улучшению показателей флотации, однако, создаёт проблему
переработки шламовой воды, содержащей тонкие частицы, и увеличивает потери
угля.
Имеется
опыт раздельной флотации песков и шламов после классификации. Так, на ОФ
Северная и ОФ Свято-Варваринская применены схемы раздельной колонной флотации
тонкозернистых (0,04-0,2 мм) и тонких шламов (0-0,04 мм). На ОФ установлены
колонные аппараты, что позволяет подбирать соответствующие оптимальные расходы
флотореагентов и аэрогидродинамические режимы для частиц различной крупности. Тем
не менее, полученные результаты не обнадеживают: эффективность разделения
частиц тонкого класса 0-0,04мм низкая[7, 9].
3.
Схемы флотации шламов с включением перечистных операций пенных продуктов.
Известно, что эффективность перечистных операций зависит в первую очередь от
содержания тонкого шлама в питании флотации, его состава и степени раскрытия
угольной и минеральной составляющих в нем [3]. Зольность отходов при включении
перечисток концентрата редко остается на одном и том же уровне [12], как
правило, она снижается на 1-3%, что влечет за собой потери горючей массы.
Поскольку
процесс перечистки концентрата протекает почти исключительно в самых тонких
классах <0,045 (0,063) мм, а малозольные крупнозернистые классы не снижают
своей зольности в этой операции, то более эффективной представляется схема
флотации с перечисткой не всего пенного продукта, а выделенного из него
тонкодисперсного класса менее 0,045 (0,063) мм.
4.
Схемы флотации шламов с различными реагентными режимами в I и II стадиях флотации.
Принципиальная схема непрерывной двухстадийной флотации шлама с различным
расходом реагентов в I и II стадиях, осуществляемая в одной и той же машине,
приведена на рис. 1.1.
Особенностью
этой схемы, отличающей ее от общепринятой с дробной дозировкой реагентов, является
то, что в ней в «голову» процесса подается не основная часть реагентов, а
небольшое его количество - 25-50% от общего расхода. Назначение I стадии
процесса в условиях "голодного" реагентного режима обеспечить
выделение в пенный продукт преимущественно тонкого шлама и за счет этого
повысить эффективность флотации крупнозернистого материала во II стадии флотации. Эта схема
позволяет снизить потери крупнозернистого угля в отходах флотации, снизить
расход реагентов и значительно уменьшить объем пены при флотации высокозольных
тонкодисперсных углей.
Рисунок 1.1 -
Принципиальная схема двухстадиальной флотации
Сопоставляя
их с полученными при флотации по общепринятой одностадиальной схеме с
единовременной подачей реагентов можно отметить, что в данном случае
достигается значительное повышение зольности отходов, но при этом снижается
качество концентрата за счет высокой зольности пенного продукта II стадии.
Схемы
флотации углей с выводом тонкодисперсного шлама из объема флотируемой пульпы
после его предварительного обогащения в головных камерах флотомашины. Для
повышения скорости и селективности процесса целесообразно вывести отвальный
тонкий шлам из камерного продукта I стадии, подвергнув его гидравлической классификации по
определенному граничному зерну. Исследуемый вариант схемы прерывной
двухстадийной флотации с включением гидравлической классификации представлен на
рис. 1.2.
Рис. 1.2. Принципиальная
схема флотации
Применение
данной схемы позволит не только значительно снизить потери угля, но также улучшить
качество концентрата, снизив его зольность на 2,5-6,5% без увеличения расхода
реагентов. При этом на 20-30% может увеличиться производительность
флотоотделения за счет сокращения фронта флотации. Кроме того, вывод из цикла
флотации и фильтрации илистого материала повысит эффективность обезвоживания
флотоконцентрата. Такая схема может быть применена и при флотации окисленных
труднофлотируемых углей.
Одной из важнейших характеристик углей, влияющих на выбор
конкретной схемы обогащения угля является его обогатимость. По этому параметру
все угли подразделяются на легкообогатимые (содержание промпродукта не более 5 %),
средней обогатимости (5-10 %), труднообогатимые (10–15 %) и угли очень трудной
обогатимости (более 15 %).
Флотация углей может преследовать четыре цели: увеличение
коксовой базы за счет флотации шлама и пыли обогатительных фабрик коксующихся
углей; получение малозольного и обессеренного угля для кокса спецсталей;
выделение коксующейся части из некоксующихся углей.
Вредными примесями являются сера, фосфор и зола. Сера
встречается в углях в виде пирита, гипса или органических соединений, причем
при флотации удаляются в той или иной степени только первые два вида серы.
Фосфор часто присутствует в форме апатита и частично может быть удален флотацией.
Минеральные примеси, состоящие из сланцевых и других частиц, удаляются
флотацией в зависимости от степени срастания их с угольной массой.
Флотационный процесс, для
которого характерны универсальность применения и высокие технологические
показатели, чрезвычайно чувствителен к воздействию многих факторов, способных
оказать значительное влияние на его ход. Не правильное управление флотации вызывает
его серьезные нарушения, а в отдельных случаях может привести к полному
расстройству процесса обогащения минерального сырья. Очень важным условием
успешного применения флотационного метода обогащения того или иного полезного
ископаемого является так же правильный выбор технологической схемы флотации.
Эффективность флотационного
процесса зависит от следующих основных факторов: минерального состава и
крупности исходного материала, массовой доли твердого в пульпе и ее
температуры, реагентного режима, состава воды, продолжительности флотации,
степени аэрации пульпы в машине.
От минерального состава
обогащаемой руды зависит выбор применяемых реагентов, их расход и
последовательность извлечения компонентов руды. При минералого-петрографическом
изучении руды перед флотацией устанавливают состав всех минеральных
компонентов, взаимную структуру прорастания, форму и размер включений, степень
окисления минералов и массовую долю каждого компонента. На основании этого
устанавливают рецептуру реагентов и выбирают схему измельчения и флотации.
Крупность исходного материала
при флотации должна быть такой, чтобы максимальная доля полезных минералов была
освобождена от сростков с минералами пустой породы, и размер флотируемых частиц
соответствовал бы подъемной силе воздушных пузырьков.
Обычно флотация осуществляется
при крупности частиц полезных минералов в пределах 0,02-0,5 мм. Максимальный
размер флотируемых частиц минералов зависит от
их гидрофобности, плотности и формы.
При большой массовой доле
твердого в пульпе снижается ее степень насыщения воздушными пузырьками,
ухудшается флотируемость крупных частиц минералов и снижается качество
концентрата в результате более интенсивной флотации тонких частиц пустой
породы. Флотация в разжиженной пульпе производится в том случае, когда
необходимо получить высококачественный концентрат.
Продолжительность флотации
определяет уровень извлечения флотируемого компонента в концентрат и качество
концентрата.
Степень аэрации пульпы влияет на
продолжительность флотации и технологические показатели обогащения. С
увеличением аэрации пульпы уменьшается продолжительность флотации. Однако
чрезмерная насыщенность пульпы пузырьками воздуха усиливает процесс их слияния.
Более крупные пузырьки всплывают с большей скоростью, что увеличивает возможность
отрыва от них минеральных частиц.
На эффективность флотации
оказывают влияние так же условия работы флотомашины. Объем пульпы, поступающей
во флотомашину, и массовая доля твердого в ней должны быть постоянными. Это
обеспечивает определенный уровень пульпы в машине и значительно упрощает
управление процессом.
Перегрузка флотомашины снижает
извлечение металла в концентрат, т.к. продолжительность флотации уменьшается.
При недогрузке продолжительность флотации будет велика, и в пенный продукт
будут переходить частицы пустой породы, снижая качество концентрата.
На основании исследовательских
работ и практики обогащения медно-свинцово-цинковых руд, в проекте применяется
комплексная схема флотации руд Рубцовского месторождения. Принципиальная схема
обогащения изображена на рисунке 1.3.
Рисунок
1.3 – Принципиальная схема флотации
Схема включает циклы:
коллективная флотация, медно-свинцовая флотация с последующим разделением
минералов меди и свинца, а также флотация цинка из хвостов медно-свинцовой
флотации.
В углеобогатительной отрасли тонкие угольные шламы
крупностью 0-0,25 мм из-за высоких затрат на их обогащение и обезвоживание
воспринимаются как серьезная экономическая проблема. На текущий момент только
процесс флотации может обеспечить обогащение угля до «нулевой» крупности и
сократить потери угля с отходами. Поэтому совершенствование флотационных
технологий в применении к тонким угольным шламам, особенно коксующихся марок,
является важной задачей для углеобогащения.
Одним
из основных элементов, входящим в систему регулирования является автоматический
регулятор – устройство, изменяющее или стабилизирующее выходную величину
объекта регулирования по заданному алгоритму путем воздействия на его входную
величину.
Классификация регуляторов может осуществляться по различным
признакам. По способу действия они делятся на
регуляторы прямого и непрямого действия.
На практике более широкое применение получили регуляторы
непрямого действия. Данные регуляторы классифицируются по виду источника
подводимой энергии для перемещения исполнительного
механизма: электрические, гидравлические, пневматические и
комбинированные.
Кроме того, регуляторы классифицируются на релейные,
непрерывные и импульсные. Релейные регуляторы называют еще позиционными.
Регуляторы подразделяются также на экстремальные и
стабилизирующие. Экстремальные регуляторы могут использоваться на
объектах, характеризующихся экстремальной статической характеристикой.
Наиболее известными и распространенными аппаратами для
флотации угля являются камерные и камерно-прямоточные (секционные) механические
флотомашины (рис. 2.1).
Рисунок 2.1 – Камерные механические флотомашины СЕТСО
Камеры данных машин соединяются в последовательные блоки по
три-четыре штуки. Обычно во флотомашине устанавливаются последовательно два
таких блока. Пульпа питания подается с одной стороны флотомашины в первую
камеру и в процессе флотации проходит последовательно через все камеры, с
разгрузкой хвостов флотации в последней камере. Разгрузка осуществляется
пробковым устройством, открытие которого регулируется датчиком уровня пульпы в
камерах флотомашины. Такие флотомашины обычно применяются для обогащения
угольного шлама крупностью 0-0,5 мм.
Наиболее известные камерные механические флотомашины,
применяющиеся в России, это секционные флотомашины МФУ, флотомашины марок
Wemco, шестикамерные флотомашины СЕТСО с объемом камер 14 и 16 м 3 .
Благодаря продуманной конструкции, высококачественным
конструкционным материалам и антикоррозионной обработке механические
флотационные машины СЕТСО обладают высокой эффективностью и надежностью в
работе. Значительным преимуществом их конструкции является отсутствие
необходимости отключения всей машины при остановке одной из камер, например,
для замены привода. При остановке механизма уровень осадка будет ниже положения
ротора, то есть ротор будет находиться в жидкой фазе, что дает возможность
повторного пуска без освобождения камеры.
Шламы и продукты флотации в практике углеобогащения в
основном обезвоживают фильтрованием. В зависимости от свойств и состава шламов
и продуктов флотации их обезвоживают на дисковых, барабанных и ленточных
вакуум-фильтрах, а также в камерных и ленточных фильтр-прессах.
Дисковые вакуум-фильтры в основном применяются для
обезвоживания флотационных концентратов. Широко применяются дисковые
вакуум-фильтры. Эти же вакуум-фильтры применяются и для обезвоживания шламов.
Дисковые вакуум-фильтры отличаются высокой удельной производительностью, но при
этом родовым недостатком остается высокая влажность осадка 24-30 % и высокое
содержание твердой фазы в фильтрате 30-60 г/л (так называемый проскок).
Фильтр-прессы, напротив, позволяют получать сухие
транспортабельные осадки и чистый фильтрат, который может сразу направляться в
водооборот фабрики.
Долгое время фильтр-прессы применяли в основном для
обезвоживания отходов флотации угольных и антрацитовых шламов. Существовало
ошибочное мнение, что камерные фильтр-прессы не способны догнать по
производительности дисковые вакуум-фильтры. Современные быстродействующие
камерно-мембранные фильтр-прессы позволяют опровергнуть данное утверждение.
Быстродействующий камерно-мембранный фильтр-пресс – это
фильтровальный многосекционный аппарат периодического действия с максимально
сокращенными фильтровальными циклами, за счёт увеличения скорости заполнения,
фильтрации, прессования, просушки и выгрузки.
Быстродействующие фильтр-прессы меняют парадигму
фильтровальной технологии. Фильтр-пресс из аппарата периодического действия
превращается в действительно непрерывно действующий фильтр. Такой фильтр-пресс
за один час выполняет 5-7 полных фильтровальных циклов, в то время как обычные
фильтр-прессы - не более одного.
Увеличить скорости заполнения и фильтрации удалось за счет
разделения фильтровального пакета на отдельный независимые секции и изменения
одноканальной односторонней схемы подачи суспензии на двухстороннюю
многоканальную.
Суспензия подается во внутрь фильтровального пакета через
головную, промежуточные и нажимную плиты фильтр-пресса. Такая схема значительно
сокращает время заполнения камер, при этом идет более равномерное формирование
кека без пустот и линз.
Быстродействующие фильтр-прессы снабжены камерными плитами с
отжимными мембранами (диафрагмами). Это позволяет производить операцию
прессования осадка. Операция прессования осадка позволяет дополнительно удалить
из осадка значительный объем остаточной жидкой фазы.
Сжатие осадка критически сокращает объем пор, тем самым
вытесняет часть жидкой фазы, которая при обычных условиях не удаляется даже
длительной продувкой. Сократить время прессования осадка позволяет применение
современных компактных высоконапорных многоступенчатых насосов.
Длительность операции выгрузки осадка значительно сокращена
за счет применения многосекционной пакетной раздвижки фильтровальных плит.
Соответствие фильтр-прессов вакуум-фильтрам по
производительности:
- МБ1-250/1500-1У - S=250 м? (30 т/ч) = ДОО80-2,7 «Украина»
(26,5 т/ч)
- МБ1-400/2000-1У - S=400 м? (48 т/ч) = ДОО140-3,5У «Горняк»
(44,8 т/ч)
- МБ1-500/2000-1У - S=500 м? (60 т/ч) = ДОО160-3,75 (51,2
т/ч)
- МБ1-700/2000-1У - S=700 м? (84 т/ч) = ДОО250-3,75У
«Сибирь» (80 т/ч)
Сравнительный анализ энергоэффективности дисковых
вакуум-фильтров и быстродействующих фильтр-прессов:
Информации об установленной мощности электроприводов и
уровне энергопотребления фильтров будет недостаточно, чтобы проанализировать
энергоэффективность и определить какой аппарат экономичнее. К этому необходимо
добавить мощность и уровне энергопотребления вспомогательных машин и агрегатов,
без которых процесс фильтрации не может осуществляться.
Флотация угля – один из методов обогащения, позволяющий повысить
качество добываемого сырья.
Внедрение на шахтах механизированных систем и гидродобычи,
связанных с повышением объемов добычи, приводит к увеличению уровня зольности и
содержания мелких классов в углях. В результате добываемый уголь не отвечает
требованиям по основным качественным показателям: зольности, влажности,
теплотворной способности и спекающим свойствам. Устранить данный недостаток
позволяет применение процессов обогащения.
«Полезная» часть угля, отвечающая за его свойства как
горючего, состоит из углеводорода, кислорода, водорода, азота и серы. Кроме
этих соединений добываемое сырье содержит ненужные вредные примеси: фосфор,
серу, сланец, гипс, песчаник и другие. Обогащение представляет собой процесс
обработки угля, позволяющий отделить «чистый» уголь от ненужных примесей и
получить на выходе продукт высокого качества, соответствующий необходимым
требованиям.
К основным методам обогащения относятся флотация,
гравитация, механическая сепарация. Гравитационные методы и сепарация
используются преимущественно при обработке крупнозернистого угля (до 300-600
мм). Кроме того, данные методы не позволяют достичь высоких показателей
очистки, требуемых в определенных отраслях промышленности.
Так, при химической переработке угля в жидкое топливо
массовая доля золы в используемом сырье не должна превышать 0,5-3%. Достичь
таких показателей можно только с помощью флотации.
Флотация – высокоэффективный метод обогащения, применяемый
при работе с породами мелкого класса (фракциями, не превышающими 1 мм). Флотация
угля осуществляется в водной среде с применением флотореагентов – вспенивателей
и собирателей и включает в себя следующие основные этапы:
-
мелкие фракции необогащенного угля взмучиваются
в воде, в которую предварительно добавили вспениватели;
-
образуется большое количество пены;
-
примеси оседают на дно, а частицы угля
поднимаются вместе с пеной на поверхность воды.
Данный механизм объясняется разностью физико-химических
свойств частиц угля и «пустой» породы. Частицы примесей обладают хорошей
смачиваемостью (гидрофильностью) и при попадании в воду оседают на дне. Частицы
угля не смачиваются (обладают гидрофобностью). Вместе с пузырьками воздуха,
пропускаемыми через породу во флотационной машине, они поднимаются на
поверхность воды и собираются.
Разберем значение снижения в продуктах флотации вредных
примесей на стоимость операций по дальнейшему использованию этих продуктов.
1. Влага при флотации даже после обезвоживания всегда выше,
чем в исходном угле и обычно выше, чем в крупных и более зернистых классах концентрата.
Увеличение влаги вызывает не только излишние расходы при транспортировке
концентратов до места потребления, но и излишние затраты на превращение ее в
пар при сжигании или коксовании концентрата (для превращения в пар 1 кг воды
расходуется 539 больших калорий).
2. Сера. Учитывая разницу в теплотворной способности кг угля
— 8140 больших калорий и кг серы — 2 500 больших калорий, имеем, что
присутствие 1% серы понижает теплотворную способность угля на 81,4—25,0 = 56,4
больших калорий, не считая вредного действия соединений серы при сгорании на
аппаратуру. Кроме того при выплавке наличие 1% серы вызывает перерасход кокса
на 17—20%.
3. Зола. Наличие золы, как и влаги, прежде всего вызывает
перерасход при транспортировке. Зола понижает теплотворную способность
концентрата. Например, при содержании 1% золы теплотворная способность угля
уменьшается на 81,4 больших калорий, не считая затрат на нагревание самой золы,
с уменьшением теплопередачи аппаратуре, а при газификации — уменьшения выхода
газа на т угля.
При коксовании 1% зольности в коксе увеличивает расход кокса
для металлургических целей на 0,67%. Так например, даже при содержании золы в
коксе 8% (что обеспечивается содержанием золы в концентрате 5—6%) на 100 т
расходуется излишнего кокса 8х0,67 = 5,35 т. При одинаковом расходе кокса в
домне уменьшение содержания золы в нем на 1% равноценно увеличению выхода
чугуна на 6,4%.
Таким образом, учитывая, что из всех запасов углей в Союзе
на долю коксующихся падает примерно только 10%, всякое увеличение этой цифры за
счет применения процессов обогащения, и флотации в частности, является
настоятельно необходимым.
По данным Фомина; средний % выхода мелочи только класса —
1,0 мм можно принять в 14,5% при средней зольности 13,0, что указывает на
огромную роль флотации в получении добавочных 14,5х0,7 = 10% от валовой добычи
угля в виде флотационного концентрата с зольностью 4—6%, не считая возможности
выделения при этом некоторого количества котельного топлива для местных нужд
или для брикетирования.
Считая выжиг кокса в России на 1937/38 г. примерно в 57 800
000 т, можно видеть огромную экономию в народном хозяйстве, если содержание
золы в коксе снизится, например, с 12—13% до 7—8%, а серы с 2—1,7% до 1,0-1,1%.
Для флотации углей могут быть использованы различные вспениватели
и коллекторы, причем учитывая пригодность для этой цели продуктов перегонки тех
же углей, обычно стоимость таких местных реагентов является вполне приемлемой.
Расход реагентов колеблется от 0,25 до 2,5 кг/т. В части депрессоров для пирита
вопрос следует считать еще недостаточно изученным.
Можно лишь отметить, что влияние обычных депрессоров для
рудного пирита — извести и цианида, по оп
Похожие работы на - Автоматизация процессов флотации и обезвоживание угольных шламов, их оптимизация Дипломная (ВКР). Геодезия.
Эссе На Тему Язык Наследие Народа
Методики Самостоятельных Занятий Физическими Упражнениями Реферат
Сочинение Литература Великой Отечественной Войне
Курсовая работа: Акридон. Его получение, свойства и применение. Скачать бесплатно и без регистрации
Эссе На Тему Социальная Сущность Человека
Реферат по теме Социально-биологические основы адаптации организма человека к физической и умственной деятельности, факторам среды обитания
Жастар Арасында Сыбайлас Жемқорлыққа Жол Жоқ Эссе
Реферат: Финансирование предпринимательства в РФ
Дипломная работа по теме Методы обучения и воспитания в специальном образовании
Реферат Памятники Декоративно Прикладного И Художественного Искусства
Курсовая работа: Геологические условия юго-восточной части Московской области, района Раменское
Статья: Международная валютная система
Титульный Лист Реферата Юзгу Курск Образец
Реферат На Тему Механізм Дії Інвестиційного Ринку. Ринок Інвестицій Та Інвестиційних Товарів
Реферат: Пошук сенсу життя в юності
Контрольная работа: Предмет политологии
Реферат По Биологии На Тему Наутилус
Курсовая Работа Корпоративное Право
Курсовая работа по теме История образования Калужской области
Реферат: Гоголь Николай Васильевич
Реферат: Организация проезда транспортных средств по платным автомобильным дорогам
науки України та Академії педагогічних наук України від 07.07.2004 року №
Курсовая работа: Корпоративные стратегии: слияние и поглощение