u_lectures

энергетического шлама, то за последние годы выпуск его резко сократился, а на ряде фабрик был полностью ликвидирован.

Флотация угля и флотация рудотличаются друг от друга следующим:

•высокой сорбционной способностью угля по сравнению с рудными минералами;

•аполярной (не дипольной) природой угля;

•высокой естественной гидрофобностью угля;

•весьма большой неоднородностью поверхности угля, связанной

сналичием нескольких петрографических разновидностей и с различной степенью углефикации.

•низким удельным весом угля по сравнению с рудными мине-

ралами.

Высокая сорбционность угля является причиной низкой селективности действия различных реагентов и большого их расхода.

Большая неоднородность поверхности угля вызывает затруднения при выборе флотационных реагентов и ведения флотации.

Флотационное разделение петрографических ингредиентов представляет значительный интерес.

При флотации легкосредним маслом 85 % фюзена переходит в концентрат. При флотации крезолом 85 % фюзена уходит в хвосты (камерный продукт).

Эффективны также ароматические соединения с гетероатомами в

ряду CH3–NH2–OH.

Добавка в технические реагенты нафталина и его производных

улучшает селекцию в 1,2 раза.

Влияние малого удельного веса угля довольно велико. Удельный вес угольной пульпы составляет 1,1–1,2, удельный вес угля– 1,3–1,5 г/см3. Поэтому требуется небольшая подъемная сила для подъема частиц угля, вследствие чего флотационная крупность угля бывает в 20–30 раз больше, чем для рудных частиц (крупность руды – 0,2–0,3 мм, угля – 2–6 мм).

В качестве реагентов при флотации угля применяют вещества сравнительно дешевые. Расходы на обогащение сообразуются со стоимостью концентратов.

Для флотации угля в качестве собирателей применяются вещества преимущественно неполярного строения. Они содержат некоторое количество гетерополярных веществ и обладают в большей или меньшей степени пенообразующими свойствами. Это продукты переработки самого угля или, точнее, каменноугольной смолы: масло легкое, среднее и антраценовое. Смола же получается при коксовании угля на коксобензольных заводах. Применяются и другие продукты коксобензольного про-

21

изводства: фенолы (черная карболка), масло коксохимического производства, модифицированное формалином, реже сырой бензол.

Широко используются продукты переработки нефти (нефть, керосин, соляровое масло, контакт Петрова, керосино-газойливая фракция). Высшие спирты (КОС, кубовые остатки от производства бутиловых спиртов, пенореагент), неорганические соли (NaCl, CaCl2), АФ-2, ААР-1, ААР-2, КЭТТОЛ и др. Реагенты других классов применяются крайне редко, в исключительных случаях. Так, для флотации труднообогатимых углей используют реагенты-модификаторы (сополимеры винилпиридина с алкилсильфоксидами).

Установлено, что наилучшие флотационные свойства по отношению к высокосернистым углям и депрессирующие свойства по отношению к пиритизированным угольным поверхностям проявляют сложные эфиры фталевой кислоты и некоторые соли сульфокислот. Реагент «М» , состоящий из алифатических и окисленных углеводородов, испытан в исследовательских лабораториях фабрик ЦОФ «Березовская», ЦОФ «Беловская», ЦОФ «Кузнецкая», ЦОФ «Абашевская», ЦОФ «Томусинская». Хорошие результаты получены при расходе реагента 350 г/т. Проведены исследования по разработке реагентного режима флотации с использованием в качестве вспенивателя смеси технических продуктов нефтехимии, образующихся при получении чистых химических продуктов. В процессе выделения спиртов «08» из кубового продукта колонны К307 цеха № 52 в АО «Салаватнефтеоргсинтез» получают высококипящий продукт переработки кубовых остатков от производства бутиловых спиртов (ВКП КОБС). Применение при флотации углей реагентовмодификаторов - сополимеров винилпиридина с алкилсульфоксидами позволяет улучшить показатели процесса при одновременном снижении расхода аполярных реагентов на 30–40 %. При флотации угольной мелочи с исходной зольностью 24,5 % использование реагента-модификатора 40В позволило увеличить извлечение горючей массы в концентрат с 83,9 до 90,6 % при равной зольности флотационного концентрата и увеличении зольности отходов на 11,3 %. Особенно высокие показатели процесса достигнуты при обогащении труднообогатимых высокозольных углей Карагандинского бассейна.

В качестве поверхностно-активных веществ используются реагенты метилизобутилкарбинол (МИБК), кубовые остатки 2- этилгексанола (КЭТГОЛ) и Карбофлот.

В результате исследований установлено, что питание флотации ОФ «Нерюнгринская» за счет вторичных шламов на 45 % представлено тонкими частицами крупностью менее 50 мкм. Показано, что создание

22

условий для равномерного и избирательного закрепления собирателей на поверхности угля регулированием концентрацией поверхностно-активных веществ позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат из исходного питания с высоким содержанием тонких классов.

Если в угле присутствует много шламов, то их лучше выделить. Чаще всего шламы коагулируют. Они превращаются в крупные агрегаты и их адсорбционная способность уменьшается. В качестве коагулянтов используют известь, NaCl, AlCl3.

В Англии исследован процесс гидрофобной флокуляции и флотации для извлечения минералогических составляющих или удаления нежелательных компонентов из тонкоизмельченных руд, углей и шламов. Процесс включает стабилизацию пульпы с использованием дисперсантов, последующую флокуляцию компонентов посредством специально подаваемого ПАВ или посредством природных гидрофобных свойств. В работе [45] приводятся данные лабораторных испытаний тонких битуминозных и антрацитовых углей из различных китайских и канадских провинций крупностью 88–98 % –45 мкм. В качестве дисперсантов были испытаны гексаметафосфат, дубильная (таниновая) кислота, кремнефтористый натрий, активаторов – сульфид натрия, собирателей – октиловый спирт, бензиларсоновая кислота, бутиловый ксантогенат, неполярных масел – керосин, топливное масло N2, пенообразователя – спиртоэфирная смесь. Из угольных образцов после доизмельчения были получены высокочистые угли с низкими зольностью и содержанием серы, с извлечением из них более 90% золы и 56 % S (при скорости перемешивания 1 800 об/мин в течение 15 мин).

При обратной флотации уголь депрессируется (крахмалом, декстрином, клеем, СЦЩ), а кремнистые, глинистые соединения и пирит – флотируются.

Показатели флотации могут быть улучшены путем совершенствования и разработки новых конструкций флотационных машин с кипящим слоем с коническими, трубчатыми, струйными, циклонными импеллярами и в результате применения водных форсунок с высокой скоростью сдвига при скорости потока воды несколько метров в секунду и форсунок, подающих флотореагент в виде водно-газовой эмульсии, аэраторами.

Из депрессоров чаще применяется силикат натрия для подавления пустой породы и пептизации шламов. Для депрессии пирита применяют щелочь и известь (рН = 9).

Необходимо обращать внимание на следующие особенности технологии флотации угля:

23

1.Большой выход концентратов (80–90 %) и малый выход хвостов. Это отражается на конструкции флотомашин. Они делаются с двухсторонним съемом пены.

2.Высокая скорость флотации угля, примерно в 100 раз выше флотации минералов.

1.5.3. Магнитные, электрические и специальные методы

Большое разнообразие физических и физико-химических свойств углей позволяет применить для их обогащения чуть ли не все известные методы обогащения:

•радиометрический;

•электрический;

•по форме;

•по коэффициенту трения;

•магнитный;

•МГД-сепарация;

•Каскадно-адгезионное обогащение;

1.5.4.Схемы обогащения, фабрики

Для обогащения угля используются различные схемы, которые меняются в зависимости от обогатимости (рис. 1.1–1.4).

Все угли по обогатимости делятся на 4 категории:

•легкообогатимые с содержанием промпродукта не более 4 %;

•угли средней обогатимости с содержанием промпродукта не бо-

лее 4–8 %;

•труднообогатимые с содержанием промпродукта 8–14 %;

•угли очень трудной обогатимости с содержанием промпродукта более 14 %.

На рис. 1.4 приведена схема обогащения Нерюнгринского месторождения. Для этих углей предусмотрены трехстадиальное дробление до крупности 30 мм, обогащение класса 0,5–30 мм в тяжелосредных гидроциклонах и флотация шлама крупностью 0–0,5 мм. К установке на фабрике принято высокопроизводительное и эффективное оборудование отечественного и зарубежного производства.

В углеподготовительном отделении фабрики установлены отечест-

венные конвейеры с лентой шириной до 2 500 мм, щековые дробилки,

24

дробилки для горной массы ДДГ-10, а также двухвалковые дробилки производительностью до 150 т/ч, вибрационные грохоты с поверхностью классификации 25 м2.

Главный корпус фабрики оснащен следующими механизмами:

•трехпродуктовыми тяжелосредными гидроциклонами в износостойком исполнении и электромагнитными регенерационными сепараторами отечественного производства;

•самобалансными высокодинамичными грохотами фирмы «Шенк» для дешламации и обезвоживания продуктов обогащения;

•вибрационными фильтрующими центрифугами производительностью до 300 т/ч;

25

Рис. 1.1. Схема обогащения легкообогатимых коксующихся углей

26

Рис. 1.2. Схема обогащения труднообогатимых углей Донбасса

27

Рис. 1.3. Схема обогащения высокозольных углей на Ткибульской ЦОФ

28

Рис. 1.4. Схема обогащения углей Нерюнгринского месторождения

29

•многокамерными флотационными машинами с объемом камеры 14 м3;

•дисковыми вакуум-фильтрами с поверхностью фильтрования 300 м2 для обезвоживания угольных шламов;

•фильтр-прессами с поверхностью фильтрования 600 м2 для обезвоживания наиболее трудно фильтруемых отходов флотации.

На рис. 1.5 показана схема Комендантской ЦОФ. Рядовой угольпосле дробильно-сортировочного отделения поступает на подготовительное грохочение. Уголь крупностью 200–13 мм обогащается в тяжелосредных сепараторах СКВ-20. Для обогащения мелкого антрацита (13–0,5 мм) установлены четыре отсадочные машины СМ-18. Флотация антрацитового шлама осуществляется во флотационных машинах МФУ2-6.3.

В последних проектах обогатительных фабрик применяются в основном следующие технологические схемы:

•глубокого (до 0 мм) обогащения углей всех марок;

•обогащения высокозольных энергетических углей и антрацитов крупных классов с частичным обогащением отсевов и флотацией шламов;

•обогащения энергетических углей и антрацитов до 13 мм. Крупные классы углей обогащаются в тяжелых суспензиях, мел-

кие классы не обогащаются. Предусматривается рассортировка концентрата на товарные. Освоение технологий повышения качества углей при добыче и переработке сопряжено с дополнительными расходами угледобывающих предприятий на активизацию исследований по разработке и внедрению новых наукоемких технологий добычи и переработки углей и мощных компьютерных систем. Эти расходы должны быть компенсированы угледобывающим предприятиям за счет эффекта, образуемого у потребителя от использования более качественных углей.

Подготовкой в процессе добычи потоков однородных по качеству углей создаются условия для повышения эффективности их обогащения за счёт применения раздельного обогащения для труднообогатимых и легкообогатимых углей и дифференцированного обогащения по уровням зольности и марочной принадлежности.

Лекция 3

План лекции:

1.Свойства и разновидности графита, области его применения [45 c 69-70] 2.Требования промышленности к качеству товарного графита [45 c71-72]

3. Типы руд и месторождений [45 c73-75]

30