ГП "УКРНИИУГЛЕОБОГАЩЕНИЕ"
Пятница, 27.04.2018, 06:33
Приветствую Вас Гость | RSS
 
Меню сайта
Категории раздела
Мои статьи [47]
Поиск
Статистика
Форма входа
Главная » Статьи » Мои статьи

ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛОТИРУЕМОСТИ УГОЛЬНЫХ ШЛАМОВ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УКРАИНЫ

УДК 622.765.

С. О. ФЕДОСЕЕВА

(Украина, Луганск, ГП «Укрнииуглеобогащение»)

ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛОТИРУЕМОСТИ УГОЛЬНЫХ ШЛАМОВ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УКРАИНЫ

Рост цен на энергоносители и их дефицит вызывают необходимость бережного и рачительного использования не только природных, но и техногенных угольных месторождений.

Так, в илонакопителях Украины содержится около 85 млн. тонн тонкозернистых шламов зольностью 41 – 75 % [1], запасы которых возрастают. Ряд илонакопителей из-за относительно низкой зольности отходов являются по существу техногенными месторождениями, из которых технически возможно получить энергетическое топливо.

Качественные показатели шламов, хранящихся в илонакопителях, и их физико-химические характеристики колеблются в широких пределах и изменяются в процессе длительного хранения [1,2], что затрудняет их вторичную переработку и требует индивидуального подхода при разработке технологии повторного обогащения содержимого илонакопителей с целью дальнейшего использования.

В настоящей работе были исследованы флотационные свойства техногенных шламов илонакопителей ЦОФ «Комендантская», ГОФ «Луганская», ЦОФ «Свердловская», ЦОФ «Селидовская», ЦОФ «Дзержинская», ОФ «Пионер» и ЦОФ «Червоноградская», гранулометрический состав которых приведен на рис.1.

Каждая из исследованных представительных проб была получена путем смешения 32 точечных проб, отобранных с обводненной части илонакопителей.

Как свидетельствуют данные ситового анализа, зольность шламов исследованных илонакопителей изменяется от 41,5 до 70,9 %. Зернистый материал крупностью > 1,0 мм во всех пробах практически отсутствует, содержание низкозольных угольных частиц крупностью 0,25 – 1,0 мм составляет 10-20 %, зольность частиц шлама менее 0,25 мм изменяется в пределах 47–70%. Основное содержание (более 60 %) составляет тонкий высокозольный материал крупностью менее 0,045 мм.

Для проведения исследований по флотируемости угольных шламов был взят материал крупностью 0 – 0,5 мм. Исследование флотируемости шламов проводилось путем постановки флотационных опытов по методике ГП «Укрнииуглеобогащение» в лабораторной флотомашине «Механобр» с объемом камеры 0,5 литра[3].

При исследовании флотируемости шлама илонакопителей были использованы применяемые в настоящее время на углеобогатительных фабриках Донбасса в качестве флотореагентов следующие технические продукты:

Рис. 1. Гранулометрический состав угольных шламов исследованных

техногенных месторождений:

1–илонакопитель ЦОФ «Комендантская» (Аd = 44,1 %), 2–илонакопитель ГОФ «Луганская» (Аd = 54,1 %), 3–илонакопитель ЦОФ «Свердловская» (Аd = 41,5 %), 4–илонакопитель ЦОФ «Селидовская» (Аd = 53,6 %), 5– илонакопитель ЦОФ «Дзержинская» (Аd = 57,4 %), 6–илонакопитель ОФ «Пионер» (Аd = 65,7 %), 7–илонакопитель ЦОФ «Червоноградская» (Аd = 70,9 %).

- собиратели (дизтопливо, топливо для реактивных двигателей ТС-1);

- вспениватели (масло ПОД, оксаль марки Т-66, композиционный реагент, КЭТГОЛ, Монтанол 508);

- единые реагенты (ФНУ, УР-410).

Кроме того, была исследована флотационная активность реагентов PROKOL C-107, PROKOL C-108, PROKOL C-109, применяемых в качестве вспенивателя или единого реагента в странах Западной Европы. Также были использованы композиции керосиногазойлевой фракции с реагентом КОБС в различных соотношениях.

По результатам предварительных исследований приняты следующие оптимальные значения технологических параметров:

- содержание твердого в пульпе 100 – 150 г/л

- расход ФНУ, УР – 410 1000 – 1500 г/т

- расход смесей из аполярного и гетерополярного реагентов 1150 – 3600 г/т

- соотношение аполярного реагента и КЭТГОЛ или PROKOL C-109 – 8: 1

- соотношение аполярного реагента и масла ПОД – 1: 1,5

- соотношение керосиногазойлевой фракции и реагента КОБС – 92:8, 80:20, 70:30, 60:40 и 50:50.

Выбор соотношения аполярных реагентов с маслом ПОД (1:1,5) обусловлен образованием устойчивой к расслоению композиции. При других соотношениях указанных реагентов смесь расслаивается.

Показатели флотации шламов с применением различных реагентных режимов представлены в таблице. Анализ приведенных данных по илонакопителю ЦОФ «Комендантская» свидетельствует о том, что максимальное извлечение горючей массы в концентрат при обогащении шлама представленной пробы методом флотации может быть достигнуто на уровне 93-94 % при использовании в качестве реагентов композиции дизтоплива или топлива ТС-1 в смеси с маслом ПОД в соотношении 1:1,5, при ее расходе в количестве 1150 г/т (опыты 7,8). Однако зольность флотоконцентрата при этом выше допустимой к применению топлива для энергетических целей (27,0 и 29,1 %).

Наилучшие результаты получены при использовании флотореагента КЭТГОЛ в сочетании с дизтопливом (соотношение 8:1) при его расходе 1150 г/т (опыт 5). Зольность флотоконцентрата не превышает требуемую (25 %) при его выходе 65,2 %, зольность отходов составляет 83,3 %.

При обогащении шлама илонакопителя ЦОФ «Луганская» (опыты 9, 10, 11) выход товарного продукта зольностью менее 20,0 % достигает 40,8 % при зольности отходов 77,5 %. Указанные качественно-количественные показатели флотации могут быть получены при относительно высоком расходе собирателя ТС-1 – 3500 г/т и расходе оксаля марки Т-66 - 100 г/т.

Поскольку для обогатительных установок, перерабатывающих содержимое техногенных месторождений, отсутствует опасность «запенивания» водно-шламовой схемы, то при определении флотируемости шлама илонакопителя ЦОФ «Свердловская» были исследованы реагентные режимы, предусматривающие применение вспенивателей как в чистом виде без добавления собирателей (опыты 12-22), так и в сочетании с дизтопливом (опыты 27-30). Кроме того, исследованы флотационные свойства антрацитовых шламов данного илонакопителя по отношению к единым реагентам ФНУ и УР-410 (опыты 23-26).

Анализ приведенных данных показывает, что оптимальным следует считать реагентный режим с применением в качестве единого - композиционного реагента при его расходе 500 г/т (опыт 22). Зольность флотоконцентрата составляет 19,9 % при его выходе 68,4 %, зольность отходов – 87,6 %, извлечение горючей массы в концентрат – 93,3 %.

Таблица

№ опыта Наименование

флотореагентов

Расход

флотореагентов,

г/т

Зольность, % Выход

флотоконцентрата, %

Извлечение

горючей

массы в концентрат, %

исходного флотоконцентрата отходов
Илонакопитель ЦОФ «Комендантская» (марка А, содержание твердого в исходной пульпе – 150 г/л)
1

2

3

4

5

6

7

8

ФНУ

УР-410

PROCOL C 109

КЭТГОЛ

Д/т:КЭТГОЛ= 8:1

Д/т: PROCOL C 109 = 8:1

Д/т: масло ПОД = 1:1,5

ТС-1: масло ПОД = 1:1,5

1500

1500

400

300

1150

1150

1150

1150

44,1

44,1

43,8

44,3

44,2

44,0

43,5

43,5

20,3

22,2

23,9

25,2

23,3

22,3

27,0

29,1

76,5

82,4

79,9

81,9

83,3

76,6

86,9

86,5

57,7

63,7

64,4

67,2

65,2

60,0

72,5

74,9

82,3

88,7

87,3

89,4

89,6

83,3

93,7

94,0

Илонакопитель ГОФ «Луганская» (марка Г, содержание твердого в исходной пульпе – 100 г/л)
9

10

11

ТС-1:Оксаль Т-66=25:1

ТС-1:Оксаль Т-66=30:1

ТС-1:Оксаль Т-66=35:1

2600

3100

3600

54,2

54,0

53,9

20,2

20,0

19,6

71,5

74,0

77,5

33,7

37,0

40,8

58,7

64,3

71,2

Илонакопитель ЦОФ «Свердловская» (марка А, содержание твердого в исходной пульпе – 150 г/л)
12

13

14

Монтанол 508 300

400

500

42,2

42,3

42,2

20,0

18,1

19,4

51,9

62,9

67,5

30,4

46,0

52,6

42,1

65,3

73,3

15

16

17

PROCOL C 107 250

400

500

42,4

42,2

41,5

18,7

18,3

23,1

55,3

73,1

79,9

35,3

56,4

67,6

49,8

79,7

88,9

18

19

20

КЭТГОЛ 200

300

400

42,4

42,2

42,3

23,0

22,6

26,0

64,4

77,2

80,8

53,1

64,1

70,2

71,0

85,8

90,1

21

22

Композиционный реагент 300

500

41,4

41,3

17,6

19,9

85,1

87,6

64,7

68,4

91,0

93,3

23

24

ФНУ 1000

1500

41,3

42,0

22,2

16,4

49,8

70,8

30,7

53,0

40,7

76,4

25

26

УР-410 1000

1500

42,0

41,6

20,3

16,9

53,2

68,6

34,0

52,2

46,7

74,3

27

28

29

30

Д/т:КЭТГОЛ= 8:1

Д/т:PROCOL C 107= 8:1 Д/т:PROCOL C 108= 8:1

Д/т:PROCOL C 109= 8:1

1500

1500

1500

1500

41,3

41,9

41,8

42,0

19,0

17,3

16,8

20,3

86,2

74,6

71,8

78,3

66,8

57,0

54,5

62,5

92,2

81,2

77,9

85,9

Исследование флотируемости техногенных шламов илонакопителей ЦОФ «Селидовская» (марка Г), ЦОФ «Дзержинская» (марки Ж, К), ОФ «Пионер» марка Г), ЦОФ «Червоноградская» (марки Г, Ж) выполнялось с применением композиции реагентов (керосиногазойлевая фракция : КОБС=92:8) при ее расходах 300, 600, 900 и 1200 г/т (рис. 2). Содержание твердого в пульпе составляло 100 г/л.

Показано, что для шламов всех 4 илонакопителей наилучшие результаты получены при расходе реагентной композиции 600 г/т. Зольность флотоконцентрата не превышает 25 % (кроме илонакопителя ЦОФ «Червоноградская»), при зольности отходов от 75 до 85 %. Дальнейшее увеличение расхода реагентов до 900 и 1200 г/т приводит к озолению флотоконцентрата ( Ad=25-30 %), однако прирост зольности отходов на данном участке кривой существенно замедляется.

Из рис. 2 видно, что при обогащении методом флотации содержимого илонакопителя ЦОФ «Червоноградская» получен флотоконцентрат с высокой зольностью до 55 % и выходом 44 % при зольности отходов выше 80 %.

Рис. 2. Зависимость зольности продуктов флотации от расхода композиции реагентов (керосиногазойлевая фракция : КОБС=92:8) для разных илонакопителей:

I – илонакопитель ЦОФ «Селидовская», II – илонакопитель ЦОФ «Дзержинская», III – илонакопитель ОФ «Пионер», IV – илонакопитель ЦОФ «Червоноградская».

Рис. 3. Зависимость зольности продуктов флотации шлама илонакопителя

ЦОФ «Свердловская» от расхода композиции реагентов и соотношения

ее компонентов (керосиногазойлевая фракция : КОБС)

В связи с этим флотоконцентрат был подвержен перечистке, которую проводили в 2 приема без добавления реагентной смеси в перечистку. Результаты проведенных исследований показали, что первая перечистка флотоконцентрата позволяет снизить его зольность до 32,4 % при выходе 23,1 %, а вторая – позволяет получить флотоконцентрат зольностью 19,2 % при выходе 16,0 %, что свидетельствует о целесообразности переработки методом флотации высокозольных шламов [1].

На рис. 3 показано влияние расхода композиции реагентов и соотношения ее компонентов (керосиногазойлевая фракция и КОБС) на качественно-количественные показатели флотации шлама илонакопителя ЦОФ «Свердловская». Содержание твердого в пульпе составляло 150 г/л. Установлено, что при минимальном расходе композиции реагентов (300 г/т) соотношение ее компонентов существенно влияет на показатели флотации. Так при возрастании содержания КОБСа в смеси от 8 до 50 % зольность отходов возрастает от 62,0 до 85,0 % при изменении зольности концентрата от 11,0 до 18,0 %. При расходах композиции реагентов 450 г/т и выше влияние компонентного состава композиции существенно уменьшается. На основании вышеизложенного наиболее предпочтительным является реагентный режим, предусматривающий применение композиции керосино-газойлевой фракции и КОБСа в соотношении 50:50 и ее расходе 300 г/т и, таким образом, обеспечивающий минимальные затраты на реагенты. Зольность флотоконцентрата составляет 18,0 % при его выходе 65,0 %, зольность отходов – 85,0 %.

Резюмируя изложенное можно сделать вывод, что переработка методом флотации содержимого илонакопителей углеобогатительных фабрик является перспективной и целесообразной. При оптимальном подборе реагентных режимов из техногенных угольных месторождений Украины методом флотации возможно дополнительное извлечение кондиционного товарного продукта для энергетики.

Категория: Мои статьи | Добавил: Орихалк (03.10.2011) | Автор: Флотируемость техногенных шламов
Просмотров: 2533 | Теги: флотируемость, техногенный, шламы | Рейтинг: 0.0/0
Arcanforge © 2018