RU2588521C1 - Method for complex processing of ash-slag wastes (versions) - Google Patents
Method for complex processing of ash-slag wastes (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588521C1 RU2588521C1 RU2015117100/03A RU2015117100A RU2588521C1 RU 2588521 C1 RU2588521 C1 RU 2588521C1 RU 2015117100/03 A RU2015117100/03 A RU 2015117100/03A RU 2015117100 A RU2015117100 A RU 2015117100A RU 2588521 C1 RU2588521 C1 RU 2588521C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ash
- magnetic
- separation
- stage
- magnetic separation
- Prior art date
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 46
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 16
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 8
- AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O thiamine pyrophosphate Chemical compound CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract description 6
- 239000010802 sludge Substances 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 17
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 3
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008396 flotation agent Substances 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005267 amalgamation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000000762 glandular Effects 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки золошлаковых отходов от сжигания углей и может быть использовано для комплексного извлечения товарных продуктов в виде целевых концентратов как непосредственно на тепловых электростанциях, так и на шламовых полях ТЭС.The invention relates to the field of processing ash and slag waste from coal combustion and can be used for the integrated extraction of marketable products in the form of targeted concentrates both directly at thermal power plants and at slurry fields of thermal power plants.
Ресурсная политика России, получившая свое отражение в Федеральной программе воспроизводства минерально-сырьевой базы Российской Федерации, ориентирована на комплексное изучение и освоение всех видов полезных ископаемых, выявление нетрадиционных, в том числе и техногенных видов минерального сырья, широкомасштабное освоение техногенных месторождений с целью создания основ для мало- и безотходных технологий горнодобывающего и горноперерабатывающего производства.The resource policy of Russia, reflected in the Federal Program for the Reproduction of the Mineral Resources Base of the Russian Federation, is focused on the comprehensive study and development of all types of minerals, the identification of unconventional, including technogenic types of mineral raw materials, and the large-scale development of technogenic deposits in order to lay the foundations for low-waste and non-waste mining and processing technology.
В такой ситуации весьма острыми и своевременными становятся вопросы, связанные с использованием уже накопленных отходов, представляющих собой техногенные месторождения. Сказанное в полной мере относится как к отходам добычи и обогащения углей, так и сжигания (переработки) на тепловых электростанциях (ТЭС).In such a situation, issues related to the use of already accumulated waste representing man-made deposits become very acute and timely. The aforesaid fully applies to both coal mining and beneficiation wastes and combustion (processing) at thermal power plants (TPPs).
В настоящее время в сорока регионах Российской Федерации работают более 170 угольных ТЭС, в отвалах которых накоплено более 1,2 млрд. т золошлаковых отходов (ЗШО), масса которых ежегодно увеличивается в среднем на 50 млн. т. Практически во всех странах мира золы и шлаки ТЭС широко используются в промышленности, уровень освоения этого сырья достигает 80% (Португалия, Франция, Польша) и даже 100% (Германия, Южная Корея). В то же время в России, по данным РАО «ЕЭС России», промышленностью используется только около 8% годового выхода золошлаков, а в последние годы даже наметилась тенденция к снижению этого уровня.At present, more than 170 coal TPPs are operating in forty regions of the Russian Federation, in the dumps of which more than 1.2 billion tons of ash and slag waste (ASW) are accumulated, the mass of which is increasing annually by an average of 50 million tons. TPP slag is widely used in industry, the level of development of this raw material reaches 80% (Portugal, France, Poland) and even 100% (Germany, South Korea). At the same time, in Russia, according to RAO UES of Russia, industry uses only about 8% of the annual ash and slag output, and in recent years there has even been a tendency to decrease this level.
Острота проблемы комплексного освоения углей и отходов их сжигания неоднократно подчеркивалась в решениях и рекомендациях крупных форумов отечественных ученых и практиков, Союзом углепромышленников России.The acuteness of the problem of integrated development of coal and waste from their burning has been repeatedly emphasized in the decisions and recommendations of large forums of domestic scientists and practitioners, and the Union of Russian Coal Industrialists.
В рекомендациях сессии Научного Совета Российской Академии Наук по химии и технологии твердого ископаемого топлива (11-13 февраля 1998 г., г. Санкт-Петербург) особо отмечается необходимость поиска новых путей глубокого и комплексного использования органической и минеральной частей углей и отходов их переработки с целью получения продукции не топливного назначения.The recommendations of the session of the Scientific Council of the Russian Academy of Sciences in chemistry and solid fossil fuel technology (February 11-13, 1998, St. Petersburg) emphasize the need to find new ways for the deep and integrated use of organic and mineral parts of coal and their waste from the purpose of obtaining non-fuel products.
Изложенное позволяет считать, что разработка новых способов утилизации золошлаковых отходов тепловых электростанций, несомненно, является актуальной задачей.The foregoing suggests that the development of new methods for the disposal of ash and slag waste from thermal power plants is undoubtedly an urgent task.
В связи с этим задача предлагаемого изобретения может быть сформулирована следующим образом: максимальное извлечение ценных компонентов из золошлаковых отходов в виде целевых концентратов с содержанием полезных компонентов в количестве, пригодном с технико-экономической точки зрения для дальнейшей переработки на существующих предприятиях соответствующих отраслей промышленности.In this regard, the objective of the invention can be formulated as follows: the maximum extraction of valuable components from ash and slag waste in the form of target concentrates with the content of useful components in an amount suitable from a technical and economic point of view for further processing at existing enterprises in relevant industries.
Технический результат от внедрения предлагаемого изобретения заключается в том, что с применением только физических методов обогащения, в основном гравитационных, не вызывающих дополнительного напряжения в экологической обстановке района расположения ТЭС и/или шламохранилища, достигается извлечение целевых продуктов с высокой степенью содержания ценного компонента, а именно: железосодержащего и алюмосиликатного концентратов, благородных металлов, а также возвращение недожога.The technical result from the implementation of the invention lies in the fact that using only physical enrichment methods, mainly gravitational, that do not cause additional stress in the environmental situation of the TPP and / or sludge storage area, the target products are extracted with a high degree of valuable component content, namely : iron-containing and aluminosilicate concentrates, precious metals, as well as the return of underburning.
В настоящее время известны различные способы и технологические линии переработки золошлаковых отходов.Currently, various methods and production lines for processing ash and slag waste are known.
Так известен патент РФ №2302375 «Способ химической переработки золошлаковых материалов с получением глинозема и кремнезема» (C01F 7/06, приоритет - 26.05.2005 г.). Согласно способу золошлаки подвергают активации, выщелачиванию, разделению продуктов выщелачивания на кремнийсодержащую и алюминийсодержащую составляющие, обработке последней с получением гидроокиси алюминия. Кремнийсодержащую составляющую подвергают карбонизации с получением высокодисперсного кремнезема. Данный способ позволяет утилизировать основной объем золошлаковых отходов, в которых содержание SiO2 - 45÷65%, a Al2O3 - 15÷28%. Но данный способ не является комплексным, так как не извлекает железо, а также благородные металлы.So known patent of the Russian Federation No. 2302375 "Method for the chemical processing of ash and slag materials to produce alumina and silica" (C01F 7/06, priority - 05/26/2005). According to the method, ash and slag are subjected to activation, leaching, separation of the leaching products into silicon-containing and aluminum-containing components, processing of the latter with the production of aluminum hydroxide. The silicon-containing component is subjected to carbonization to obtain highly dispersed silica. This method allows you to dispose of the bulk of ash and slag waste, in which the content of SiO 2 - 45 ÷ 65%, and Al 2 O 3 - 15 ÷ 28%. But this method is not complex, since it does not extract iron, as well as noble metals.
Известен патент РФ№246270 «Линия для переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций» (B03B 9/06, приоритет - 19.07.2011 г.). Линия направлена на разделение золошлаковых отходов на магнитную и немагнитную фракции с применением барабанных высокоградиентных магнитных сепараторов.Known RF patent No. 246270 "Line for the processing of ash and slag waste from thermal power plants" (B03B 9/06, priority - 07/19/2011). The line is aimed at separating ash and slag waste into magnetic and non-magnetic fractions using drum high-gradient magnetic separators.
Также известен патент РФ №2494816 «Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов - продуктов сжигания угольного топлива» (B03B, приоритет - 04.06.2012 г.). Изобретение направлено на повышение эффективности извлечения недожога.Also known is RF patent No. 2494816 "Technological line for the processing of ash and slag waste - products of burning coal fuel" (B03B, priority 04.06.2012). The invention is aimed at improving the efficiency of extraction of burns.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ по патенту РФ №2489214 «Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов - продуктов сжигания угольного топлива» (B03B 9/04, дата приоритета 04.06.2012 г.). Изобретение относится к области удаления и переработки продуктов сгорания и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных, работающих на каменноугольном топливе. Технологическая линия содержит последовательно связанные блок выделения недожога, блок выделения железосодержащих фракций и блок выделения благородных металлов. Выход хвостовой фракции предыдущего блока выполнен как вход последующего. Блок выделения недожога содержит приемный бункер, выполненный с возможностью дезинтеграции золошлаковых отходов, его выход сообщен с металлокамневыделителем, выполненным с возможностью дополнительного измельчения золошлаковых отходов. Золошлаковый выход металлокамневыделителя сообщен с дозатором-питателем золошлаковых отходов. Средства классификации золошлаковых частиц выполнены в виде гидроциклонов. Выход легкой и мелкой фракции первого гидроциклона связан со входом флотационной установки, а песковый выход первого гидроциклона открыт в накопительный бак, выход которого связан со входом дезинтегратора, выход которого связан с песковым входом второго гидроциклона, выход легкой и мелкой фракции которого сообщен со вторым трубопроводом, а его песковый выход посредством второго пескового насоса сообщен с накопительным баком. Выход флотированного материала флотационной установки сообщен с перечистной флотирующей установкой, выход флотированного материала которой сообщен с первым сгустителем, песковый выход которого через обезвоживающее средство сообщен с накопителем и/или средством переработки недожога, а водный выход через первый водяной насос связан с патрубком подвода воды в верхний участок первого трубопровода. Камерный выход перечистной флотирующей установки сообщен со входом флотационной установки. Камерный выход флотационной установки сообщен с контрольной флотирующей установкой, выход флотированного материала которой сообщен со входом флотационной установки, а камерный выход контрольной флотирующей установки использован как входной элемент блока выделения железосодержащих фракций, который содержит первый, второй и контрольный магнитные сепараторы и технологическую цепочку, содержащую последовательно установленные средства обезвоживания и сушки магнитной фракции. Камерный выход контрольной флотирующей установки сообщен с первым магнитным сепаратором, выход магнитной фракции которого, через второй магнитный сепаратор, сообщен с обезвоживающим средством. Выход немагнитной фракции первого магнитного сепаратора через контрольный магнитный сепаратор сообщен со входным устройством блока выделения благородных металлов, в качестве которого использован второй сгуститель. Выход немагнитной фракции второго магнитного сепаратора и выход магнитной фракции контрольного магнитного сепаратора связаны со входом первого магнитного сепаратора. Песковый выход второго сгустителя сообщен с первой магнито-электро-гравитационной шлюзовой установкой, концентрационный выход которой сообщен с доводочной магнито-электро-гравитационной шлюзовой установкой, а хвостовый выход первой магнито-электро-гравитационной шлюзовой установки сообщен с накопителем материалов, содержащих окислы алюминия и кремния, и технологической цепочкой, включающей устройство обезвоживания и средства переработки этой фракции. Хвостовый выход доводочной магнито-электро-гравитационной шлюзовой установки сообщен с амальгаматором, а ее концентратный выход через электрогидравлический классификатор сообщен с электростатическим классификатором.The closest in technical essence and the achieved result is the method according to the patent of the Russian Federation No. 2489214 "Technological line for the processing of ash and slag waste - products of combustion of coal fuel" (B03B 9/04, priority date 04/06/2012). The invention relates to the field of removal and processing of combustion products and can be used in thermal power plants and boiler houses operating on coal fuel. The processing line contains sequentially connected block for the separation of underburn, a block for the separation of iron-containing fractions and a block for the separation of precious metals. The output of the tail fraction of the previous block is made as the input of the next. The underburn extraction unit contains a receiving hopper configured to disintegrate ash and slag waste; its output is communicated with a metal separator configured to further grind ash and slag waste. The ash-and-slag output of the metal-stone separator is communicated with the ash-and-slag waste feeder. Means of classification of ash and slag particles are made in the form of hydrocyclones. The output of the light and fine fraction of the first hydrocyclone is connected to the inlet of the flotation unit, and the sand output of the first hydrocyclone is open to the storage tank, the output of which is connected to the input of the disintegrator, the output of which is connected to the sand inlet of the second hydrocyclone, the output of the light and fine fraction of which is connected to the second pipeline, and its sand outlet is connected to a storage tank by means of a second sand pump. The output of the flotation material of the flotation unit is communicated with the flotation flotation unit, the output of the flotation material of which is communicated with the first thickener, the sand output of which through the dewatering means is communicated with the accumulator and / or the non-burn processing means, and the water outlet through the first water pump is connected to the water supply pipe to the upper section of the first pipeline. The chamber outlet of the flotation flushing unit is communicated with the input of the flotation unit. The chamber exit of the flotation unit is communicated with the control of the flotation unit, the output of the flotation material of which is communicated with the input of the flotation unit, and the chamber output of the control of the flotation unit is used as an input element of the iron fraction separation unit, which contains the first, second, and control magnetic separators and a process chain containing installed means of dehydration and drying of the magnetic fraction. The chamber exit of the control floatation unit is in communication with the first magnetic separator, the output of the magnetic fraction of which, through the second magnetic separator, is in communication with the dehydrating means. The output of the non-magnetic fraction of the first magnetic separator through the control magnetic separator is communicated with the input device of the block of precious metals, which is used as the second thickener. The output of the non-magnetic fraction of the second magnetic separator and the output of the magnetic fraction of the control magnetic separator are connected to the input of the first magnetic separator. The sand outlet of the second thickener is communicated with the first magneto-electro-gravity sluice installation, the concentration output of which is communicated with the finishing magneto-electro-gravity sluice installation, and the tail outlet of the first magneto-electro-gravity lock sluice is connected with the storage of materials containing aluminum and silicon oxides , and the technological chain, including a dehydration device and means for processing this fraction. The tail exit of the latching magneto-electro-gravity lock installation is communicated with an amalgamator, and its concentrate output through an electro-hydraulic classifier is communicated with an electrostatic classifier.
Технико-экономический анализ технологической линии по прототипу выявил ряд существенных недостатков.Feasibility analysis of the technological line of the prototype revealed a number of significant drawbacks.
Технологическая линия по прототипу сложна и перенасыщена дорогостоящим оборудованием, применение части которого не рационально и не эффективно в реализации данной конкретной технологии утилизации. С учетом капитальных, энергетических, трудовых и временных затрат рентабельность данной технологической линия вызывает сомнение, так как стоимость всех извлекаемых целевых продуктов не может обеспечить приемлемый для промышленности срок окупаемости.The technological line of the prototype is complex and oversaturated with expensive equipment, the use of part of which is not rational and effective in the implementation of this particular disposal technology. Taking into account capital, energy, labor and time costs, the profitability of this production line is doubtful, since the cost of all extracted target products cannot provide an acceptable payback period for the industry.
Данная технология реализуется в замкнутом цикле, когда выход хвостовой фракции предыдущего блока выполнен как вход последующего. По технологической линии циркулирует весь объем первоначально забранного материала без промежуточного вывода шлама на отдельных переделах. Теоретически, с точки зрения повышения показателей извлечения ценных компонентов из золошлаков, это оправдано, но с практической точки зрения значительно затрудняется работа оборудования, предназначенного для фракционного разделения пульпы, снижается эффективность его работы.This technology is implemented in a closed cycle, when the output of the tail fraction of the previous block is made as the input of the next. Through the processing line, the entire volume of the initially collected material is circulated without an intermediate output of sludge in separate stages. Theoretically, from the point of view of increasing the extraction of valuable components from ash and slag, this is justified, but from a practical point of view, the operation of equipment designed for fractional separation of pulp is significantly hindered, and its efficiency is reduced.
В прототипе два основных магнитных сепаратора установлены последовательно. Магнитная фракция первого сепаратора направляется во второй магнитный сепаратор. С учетом особенностей перерабатываемого материала, а именно: наличие в золошлаковых отходах преобладающего количества разнообразных сопутствующих компонентов, снижающих эффективность магнитной сепарации (см. ниже п. 4 сопоставительного анализа описания предлагаемого решения), реализация магнитной сепарации в такой компоновке малоэффективна и позволяет получать железосодержащий концентрат с приемлемым для дальнейшей переработки содержанием железа только с введением дополнительного контрольного сепаратора и закольцованного возврата немагнитной фракции на первый сепаратор.In the prototype, two main magnetic separators are installed in series. The magnetic fraction of the first separator is sent to the second magnetic separator. Taking into account the peculiarities of the processed material, namely: the presence in the ash and slag waste of a predominant number of various related components that reduce the efficiency of magnetic separation (see
Необходимо также отметить, что в прототипе алюмосиликатный концентрат является хвостовым выходом первого магнито-электро-гравитационного шлюза. С учетом количественного преобладания в золошлаковых отходах окисей алюминия и кремния (до 80% в пересчете на прокаленную массу) данный вид оборудования для извлечения алюмосиликатного концентрата нельзя считать рациональным, так как известно, что эффективность шлюзовых установок во многом определяется концентрацией твердого в пульпе. Поэтому необходимо либо сильно разбавлять рабочую пульпу, что неизбежно приведет к значительному удорожанию процесса, либо сознательно идти на дополнительные потери благородных компонентов, увлекаемых в алюмосиликатный концентрат. Таким образом, применение шлюзовых установок до отделения алюмосиликатного концентрата нельзя признать рациональным.It should also be noted that in the prototype aluminosilicate concentrate is the tail exit of the first magneto-electro-gravity gateway. Given the quantitative predominance of aluminum and silicon oxides in ash and slag waste (up to 80% in terms of calcined mass), this type of equipment for the extraction of aluminosilicate concentrate cannot be considered rational, since it is known that the effectiveness of lock installations is largely determined by the concentration of solid in the pulp. Therefore, it is necessary either to greatly dilute the working pulp, which will inevitably lead to a significant increase in the cost of the process, or to consciously go for additional losses of the noble components entrained in aluminosilicate concentrate. Thus, the use of lock installations before separation of aluminosilicate concentrate cannot be considered rational.
В прототипе после доводочного магнито-электро-гравитационного шлюза хвостовой выход направляется на эмальгоматор, а концентратный выход через электрогидравлический классификатор сообщен с электростатическим классификатором. Процесс эмальгомации является эффективным с точки зрения селективности извлечения золота, но с учетом низкого содержания благородных металлов в золошлаковых отходах, а также повышенной вредности данного процесса, использование эмальгомации в переработке золошлаковых отходов не целесообразно и вызывает дополнительные напряжения с экологической точки зрения.In the prototype, after lapping the magneto-electro-gravity gateway, the tail exit is directed to the enamel, and the concentrate output is connected to the electrostatic classifier through an electro-hydraulic classifier. The enamel process is effective in terms of selectivity for gold recovery, but taking into account the low content of precious metals in ash and slag waste, as well as the increased harmfulness of this process, the use of enamel in the processing of ash and slag waste is not advisable and causes additional stress from an environmental point of view.
Также с экологической точки зрения не целесообразно использование флотации с применением флотоагента для извлечения недожога.Also, from an environmental point of view, it is not advisable to use flotation with the use of a flotation agent to extract the underburn.
Перечисленные выше недостатки способа по прототипу учтены и устранены в предлагаемом способе комплексной переработки золошлаковых отходов. Способ может быть реализован в двух вариантах в зависимости от состава золошлаковых отходов в части содержания благородных металлов. По п. 1 формулы изобретения (рис. 1, Технологическая схема №1) реализуется способ, применение которого целесообразно в случае содержания в золошлаковых отходах благородных металлов в количестве, пригодном для их извлечения с технико-экономической точки зрения. По п. 8 формулы изобретения (рис. 2, Технологическая схема №2) реализуется способ для золошлаковых отходов с низким содержанием благородных металлов, извлечение которых не рентабельно.The above disadvantages of the prototype method are taken into account and eliminated in the proposed method for the integrated processing of ash and slag waste. The method can be implemented in two versions, depending on the composition of ash and slag waste in terms of the content of precious metals. According to paragraph 1 of the claims (Fig. 1, Technological scheme No. 1), a method is implemented, the use of which is advisable in case of the content of precious metals in ash and slag waste in an amount suitable for their extraction from a technical and economic point of view. According to paragraph 8 of the claims (Fig. 2, Technological scheme No. 2), a method is implemented for ash and slag waste with a low content of noble metals, the recovery of which is not cost-effective.
Задача предлагаемого технического решения по п. 1, сформулированная выше, достигается тем, что в способе комплексной переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций, работающих на угольном топливе, включающем систему транспортировки золошлаковых отходов, узел подготовки отходов с удалением недожога и последовательный ряд технологических переделов, направленных на селективное извлечение железосодержащего и алюмосиликатного концентратов, а также благородных металлов, на магнитную сепарацию направляют обесшламленные после удаления недожога золошлаковые отходы крупностью не более 0,5 мм, причем магнитную сепарацию осуществляют в две стадии: первую стадию осуществляют в слабом, по сравнению со второй стадией, магнитном поле, а слабомагнитную фракцию первой стадии магнитной сепарации подвергают обработке в более сильном магнитном поле, при этом объединенные магнитные фракции обеих стадий магнитной сепарации направляют на первую винтовую сепарацию для повышения качества железосодержащего концентрата, а хвосты второй стадии магнитной сепарации направляют на вторую винтовую сепарацию для получения алюмосиликатного концентрата, при этом тяжелую фракцию второй винтовой сепарации направляют на концентрационный стол для извлечения благородных металлов, причем удаление недожога осуществляют в виде фракции +0,5 мм при классификации на грохоте. В предлагаемом способе предпочтительно на первой стадии магнитной сепарации поддерживать напряженность магнитного поля не более 100 кА/м, а на второй стадии - не менее 600 кА/м. В предлагаемом способе хвосты второй стадии магнитной сепарации желательно направлять на вторую винтовую сепарацию после дополнительного обесшламливания; в варианте формирования объединенных хвостов, состоящих из хвостов первой винтовой сепарации и хвостов второй стадии магнитной сепарации, желательно также подвергнуть их дополнительному обесшламливанию, при этом каждый узел винтовой сепарации оснащают по меньшей мере одной батареей винтовых сепараторов, а каждый узел обешламливания оснащают по меньшей мере одной батареей гидроциклонов.The objective of the proposed technical solution according to claim 1, formulated above, is achieved by the fact that in the method of complex processing of ash and slag waste of coal-fired thermal power plants, including a system for transporting ash and slag waste, a waste treatment unit with removal of underburn, and a series of technological conversions aimed at selective extraction of iron-containing and aluminosilicate concentrates, as well as noble metals, sent to the magnetic separation deslimted after ash and slag waste with a particle size of not more than 0.5 mm, and magnetic separation is carried out in two stages: the first stage is carried out in a weak magnetic field compared to the second stage, and the weakly magnetic fraction of the first stage of magnetic separation is processed in a stronger magnetic field, the combined magnetic fractions of both stages of magnetic separation are sent to the first screw separation to improve the quality of the iron-containing concentrate, and the tails of the second stage of magnetic separation are sent to a second helical separation to obtain a concentrate of aluminosilicate, wherein the heavy fraction of the second coil is directed to a concentration separation table for the recovery of precious metals, and unburned carbon removal is carried out in a fraction of 0.5 mm in the classification on the roar. In the proposed method, it is preferable to maintain the magnetic field strength of not more than 100 kA / m in the first stage of magnetic separation, and not less than 600 kA / m in the second stage. In the proposed method, the tails of the second stage of magnetic separation, it is desirable to direct to the second screw separation after additional de-slamming; in the variant of forming the combined tails, consisting of the tails of the first screw separation and the tails of the second stage of magnetic separation, it is also desirable to subject them to additional deslaming, while each screw separation unit is equipped with at least one battery of screw separators, and each dehumidification unit is equipped with at least one hydrocyclone battery.
Предлагаемый способ по второму варианту, изложенному в п. 8 формулы изобретения, отличается тем, что в способе комплексной переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций, работающих на угольном топливе, включающем систему транспортировки золошлаковых отходов, узел подготовки отходов с удалением недожога и последовательный ряд технологических переделов, направленных на селективное извлечение железосодержащего и алюмосиликатного концентратов, на магнитную сепарацию направляют обесшламленные после удаления недожога золошлаковые отходы крупностью не более 0,5 мм, причем магнитную сепарацию осуществляют в две стадии: первую стадию осуществляют в слабом, по сравнению со второй стадией, магнитном поле, а слабомагнитную фракцию первой стадии магнитной сепарации подвергают обработке в более сильном магнитном поле, при этом магнитные фракции обеих стадий магнитной сепарации объединяют с получением железосодержащего концентрата, а алюмосиликатный концентрат получают в виде хвостов второй стадии магнитной сепарации, причем удаление недожога осуществляют в виде фракции +0,5 мм при классификации на грохоте. В предлагаемом способе предпочтительно на первой стадии магнитной сепарации поддерживать напряженность магнитного поля не более 100 кА/м, а на второй стадии - не менее 600 кА/м. В предлагаемом способе, предпочтительно, объединенные магнитные фракции обеих стадий магнитной сепарации направлять на винтовую сепарацию для повышения качества железосодержащего концентрата (на Технологической схеме №2 не показано). В предлагаемом варианте способа, в зависимости от характера дальнейшей переработки алюмосиликатного концентрата, хвосты второй стадии магнитной сепарации желательно направлять на винтовую сепарацию возможно после дополнительного обесшламливания (на Технологической схеме №2 не показано), при этом каждый узел винтовой сепарации оснащают по меньшей мере одной батареей винтовых сепараторов, а каждый узел обесшламливания оснащают по меньшей мере одной батареей гидроциклонов.The proposed method according to the second embodiment, set forth in paragraph 8 of the claims, is characterized in that in the method for the integrated processing of ash and slag waste of coal-fired thermal power plants, including a system for transporting ash and slag waste, a waste treatment unit with a non-burning unit and a series of technological conversions, aimed at the selective extraction of iron-containing and aluminosilicate concentrates, de-ashled after removal of the unburned ash are sent to magnetic separation waste waste with a particle size of not more than 0.5 mm, and the magnetic separation is carried out in two stages: the first stage is carried out in a weak magnetic field compared to the second stage, and the weakly magnetic fraction of the first stage of magnetic separation is processed in a stronger magnetic field, while the magnetic fractions of both stages of magnetic separation are combined to obtain an iron-containing concentrate, and the aluminosilicate concentrate is obtained in the form of tails of the second stage of magnetic separation, and the removal of underburning is carried out in the form fractions +0.5 mm when classification on the screen. In the proposed method, it is preferable to maintain the magnetic field strength of not more than 100 kA / m in the first stage of magnetic separation, and not less than 600 kA / m in the second stage. In the proposed method, it is preferable that the combined magnetic fractions of both stages of magnetic separation be directed to screw separation to improve the quality of the iron-containing concentrate (not shown in Technological Scheme No. 2). In the proposed variant of the method, depending on the nature of the further processing of aluminosilicate concentrate, it is desirable to direct the tailings of the second stage of magnetic separation to screw separation possibly after additional de-deslaming (not shown in Technological Scheme 2), with each screw separation unit being equipped with at least one battery screw separators, and each de-clogging unit is equipped with at least one hydrocyclone battery.
Сравнительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и решения по прототипу показал следующее.A comparative analysis of the essential features of the proposed technical solutions and solutions for the prototype showed the following.
1. В предлагаемом решении в процессе реализации способа осуществляется последовательное сокращение первоначального объема перерабатываемого материала за счет, начиная с головы технологической схемы:1. In the proposed solution, in the process of implementing the method, a sequential reduction of the initial volume of the processed material is carried out due to, starting from the head of the technological scheme:
- удаления при дезинтеграции фракции +10 мм в отвал;- removal during disintegration of the fraction +10 mm into the dump;
- удаления при классификации на грохоте фракции +0,5 мм, состоящей, в основном, из недожженного угля;- removal during classification on the screen of the fraction +0.5 mm, consisting mainly of unburnt coal;
- удаления слива при обесшламливании в гидроциклонах.- removal of the discharge during de-slamming in hydrocyclones.
Это позволяет удалить из золошлаковых отходов большую часть балласта, не представляющую ценности для увеличения выхода целевых концентратов, что значительно повышает эффективность работы основного оборудования.This allows you to remove most of the ballast from ash and slag waste, which is not valuable for increasing the yield of target concentrates, which significantly increases the efficiency of the main equipment.
В прототипе, как уже отмечалось: «… выход хвостовой фракции предыдущего блока выполнен, как вход последующего…», что усложняет технологическую схему и приводит к менее эффективной работе оборудования.In the prototype, as already noted: "... the output of the tail fraction of the previous block is made as the input of the next ...", which complicates the technological scheme and leads to less efficient operation of the equipment.
2. В технологической линии по прототипу предусмотрена дезинтеграция в несколько этапов и многократное дополнительное измельчение всего первоначального объема ЗШО. В результате на флотацию поступает материал крупностью -1 мм, преимущественно фракция -0,09 мм (до 80% от общего количества, см. табл. 1 прототипа). Возможно, включение в технологическую схему многократного дополнительного измельчения связано с тем, что авторы разрабатывали технологическую линию применительно к золошлакам ТЭС, перерабатывающим бурые угли дальневосточных месторождений с высоким содержанием золы. Недожог на таких ТЭС по данным авторов составляет ≈ 26% от общего количества ЗШО после дезинтеграции (см. табл. 1 прототипа).2. In the technological line of the prototype provides for the disintegration in several stages and multiple additional grinding of the entire initial volume of ash and slag materials. As a result, flotation receives material with a particle size of -1 mm, mainly a fraction of -0.09 mm (up to 80% of the total, see tab. 1 of the prototype). It is possible that the inclusion in the technological scheme of multiple additional grinding is due to the fact that the authors developed a technological line for ash and slag of TPPs that process brown coals of Far East deposits with a high ash content. The underburning at such TPPs, according to the authors, is ≈ 26% of the total amount of ASW after disintegration (see tab. 1 of the prototype).
Полупромышленные испытания предлагаемого способа проводились на золошлаках современной ТЭЦ, работающей на углях Иркутского угольного бассейна, конкретно, на Ангарской ТЭЦ №9. Гранулометрический состав минеральной части ЗШО Ангарской ТЭЦ №9 (табл. 2, рис. 4) показывает, что основная фракция в отходах представлена материалом с крупностью <0,16 мм (до 97% на прокаленную массу). Поэтому вводить в технологическую схему дополнительное измельчение, как в прототипе, не имеет смысла. За счет этого технологическая схема в предлагаемом способе значительно упрощается.Semi-industrial tests of the proposed method were carried out on the ash and slag of a modern thermal power station operating on the coals of the Irkutsk coal basin, specifically, at Angarsk thermal power station No. 9. The granulometric composition of the mineral part of the ash disposal plant of Angarsk TPP No. 9 (Table 2, Fig. 4) shows that the main fraction in the waste is represented by material with a particle size <0.16 mm (up to 97% per calcined mass). Therefore, to introduce additional grinding into the technological scheme, as in the prototype, does not make sense. Due to this, the technological scheme in the proposed method is greatly simplified.
3. Недожог с точки зрения промышленного использования рассматривается как техногенное углеродное сырье для получения, например, адсорбентов, изготовления топливных брикетов или в качестве компонента шихты для производства карбида кремния. Содержание недожога в ЗШО определяется эффективностью работы ТЭЦ и не стабильно во времени. На практике, на современных ТЭЦ недожог составляет 15÷20%. Поэтому его извлечение из золошлаков является одной из задач утилизации.3. The burn from the point of view of industrial use is considered as technogenic carbon raw materials for the production of, for example, adsorbents, the manufacture of fuel briquettes or as a component of the charge for the production of silicon carbide. The content of underburning in the ash and slag refining plant is determined by the efficiency of the TPP and is not stable over time. In practice, in modern CHP plants, the underburning is 15–20%. Therefore, its extraction from ash and slag is one of the disposal tasks.
В прототипе предлагается блок для извлечения недожога, включающий три флотомашины (основная, перечистная, контрольная) и ряд другого технологического оборудования, в том числе оборудования для дополнительного измельчения. С экономической точки зрения, предлагаемый блок является дорогостоящим и трудозатратным. С экологической точки зрения: не желательно применение в процесс извлечения недожога химического флотоагента, например керосина. Также к недостатку в использовании флотации для удаления недожога из ЗШО необходимо отнести и то, что вместе с углем выводятся алюмосиликатные микросферы, что снижает качество недожога, как топлива или восстановителя. Содержание микросфер в исходной золе колеблется в широких пределах от доли процента до двух процентов. Размер алюмосиликатных микросфер также колеблется в широком диапазоне от 0,01 до 0,4 мм, в основном 0,1÷0,2 мм.The prototype proposes a block for the extraction of underburning, including three flotation machines (main, cleaning, control) and a number of other technological equipment, including equipment for additional grinding. From an economic point of view, the proposed block is expensive and time-consuming. From an environmental point of view: it is not advisable to use a chemical flotation agent, for example kerosene, in the process of extracting a non-burn. Also, the disadvantage of using flotation to remove underburning from the ash disposal site is also the fact that aluminosilicate microspheres are removed together with coal, which reduces the quality of the underburning as a fuel or reducing agent. The content of microspheres in the initial ash varies widely from a fraction of a percent to two percent. The size of aluminosilicate microspheres also varies in a wide range from 0.01 to 0.4 mm, mainly 0.1 ÷ 0.2 mm.
В предлагаемом решении недожог выделяется классификацией на грохоте в виде фракции +0,5 мм, при этом микросферы с пульпой поступают на гидроциклоны и со сливом удаляются из дальнейшей переработки. В прототипе указано (табл. 1), что недожог, преимущественно, сосредоточен во фракции (-0,9÷+0,2) мм, то есть микросферы практически полностью переходят в недожог. В заявляемом решении отделение недожога в виде фракции +0,5 мм обеспечивает чистоту недожога от микросфер.In the proposed solution, underburning is distinguished by classification on the screen in the form of a fraction of +0.5 mm, while the microspheres with pulp enter the hydrocyclones and are removed from further processing with the discharge. The prototype indicates (Table 1) that the burn is mainly concentrated in the fraction (-0.9 ÷ + 0.2) mm, that is, the microspheres almost completely turn into burn. In the claimed solution, the separation of the underburn in the form of a fraction of +0.5 mm ensures the cleanliness of the underburn from microspheres.
4. Блок выделения железосодержащих фракций по прототипу включает три магнитных сепаратора: первый, второй и контрольный. Схема работы оборудования построена таким образом, что магнитная фракция контрольного сепаратора и немагнитная фракция второго сепаратора вновь направляются в первый магнитный сепаратор. Эффективность работы первого сепаратора снижается за счет возврата немагнитной фракции второго сепаратора, что не позволяет получать железосодержащий концентрат необходимой чистоты.4. The block separation of iron-containing fractions of the prototype includes three magnetic separators: first, second and control. The equipment operation scheme is constructed in such a way that the magnetic fraction of the control separator and the non-magnetic fraction of the second separator are again sent to the first magnetic separator. The efficiency of the first separator is reduced due to the return of the non-magnetic fraction of the second separator, which does not allow to obtain an iron-containing concentrate of the required purity.
В предлагаемом способе магнитную сепарацию осуществляют в две стадии на двух сепараторах с разной напряженностью магнитного поля. Первую стадию мокрой магнитной сепарации осуществляют в более слабом магнитном поле с напряженностью, предпочтительно, не более 100 кА/м для извлечения частиц с хорошо выраженными магнитными свойствами, преимущественно богатых железистых сростков и частиц раскрытого железосодержащего продукта. Вторую стадию мокрой магнитной сепарации осуществляют в более сильном, по сравнению с первой стадией, магнитном поле с напряженностью, предпочтительно не менее 600 кА/м, причем на вторую стадию направляется обедненная по железу слабомагнитная фракция первой стадии магнитной сепарации.In the proposed method, magnetic separation is carried out in two stages on two separators with different magnetic fields. The first stage of wet magnetic separation is carried out in a weaker magnetic field with an intensity of preferably not more than 100 kA / m to extract particles with well-defined magnetic properties, predominantly rich glandular aggregates and particles of the open iron-containing product. The second stage of wet magnetic separation is carried out in a stronger magnetic field compared to the first stage, with a strength of preferably not less than 600 kA / m, and the weakly weak magnetic fraction of the first stage of magnetic separation is sent to the second stage.
Выбор такой компоновки данного передела в технологической схеме обусловлен следующим: известно, что механический захват частиц раскрытой пустой породы магнитными прядями (флоккулами) магнитного материала прямо пропорционален количеству магнитной фазы. Другими словами, чем больше в питании мокрой магнитной сепарации магнитного материала, тем выше извлечение раскрытой пустой породы в магнитный продукт. Поэтому первую стадию сепарации осуществляют в слабом магнитном поле с целью максимального выделения из пульпы частиц с сильно выраженным магнитным свойством, при незначительном извлечении пустой породы, более инертной в слабом поле и практически полностью переходящей в слабомагнитную фракцию первой стадии. В технологическом плане это соответствует тому, что на вторую стадию магнитной сепарации подают более бедное по содержанию железа питание и в ходе магнитной сепарации происходит более интенсивный сброс пустой породы (хвостов). В то же время в более сильном магнитном поле происходит доизвлечение мелких и ассоциированных частиц железа.The choice of this arrangement of this redistribution in the technological scheme is due to the following: it is known that the mechanical capture of particles of open rock by magnetic strands (floccula) of magnetic material is directly proportional to the amount of magnetic phase. In other words, the more wet magnetic separation of magnetic material is in the feed, the higher is the extraction of open gangue into the magnetic product. Therefore, the first separation stage is carried out in a weak magnetic field in order to maximize the separation of particles with a strongly pronounced magnetic property from the pulp, with little extraction of waste rock, more inert in a weak field and almost completely transforming into a weakly magnetic fraction of the first stage. Technologically, this corresponds to the fact that a poorer iron content is supplied to the second stage of magnetic separation and a more intensive discharge of waste rock (tailings) occurs during magnetic separation. At the same time, in a stronger magnetic field, additional extraction of small and associated iron particles occurs.
В случае, когда предусмотрена перечистка объединенной магнитной фракции на винтовых сепараторах, на перечистку поступает достаточно качественный железосодержащий продукт с низким содержанием балластного материала. Последнее является предпосылкой для увеличения нагрузки на винтовые сепараторы по исходному питанию. С другой стороны, при такой компоновке получаем хвосты второй стадии магнитной сепарации максимально очищенные от железа и более технологичные для последующей переработки. В случае необходимости, возможно объединение хвостов второй стадии магнитной сепарации и хвостов первой винтовой сепарации для их дальнейшей совместной переработки.In the case when the purification of the combined magnetic fraction on screw separators is provided, a sufficiently high-quality iron-containing product with a low content of ballast material is fed to the purification. The latter is a prerequisite for increasing the load on the screw separators for the initial power supply. On the other hand, with this arrangement, we obtain tails of the second stage of magnetic separation that are maximally purified from iron and more technologically advanced for subsequent processing. If necessary, it is possible to combine the tails of the second stage of magnetic separation and the tails of the first screw separation for their further joint processing.
Таким образом, принимая во внимание вышесказанное, можно сделать вывод о высокой эффективности извлечения железосодержащего материала в предлагаемом способе и низкой эффективности блока выделения железа по прототипу, где предусмотрен возврат немагнитной фракции второго сепаратора в головной.Thus, taking into account the above, we can conclude that the extraction efficiency of the iron-containing material in the proposed method is high and the iron extraction unit of the prototype is low in efficiency, where the non-magnetic fraction of the second separator is returned to the head separator.
5. В прототипе выделение алюмосиликатного концентрата осуществляют на первой магнито-электро-гравитационной шлюзовой установке, предназначенной для извлечения благородных металлов. При больших объемах перерабатываемого материала, направляемого на шлюз, когда сокращение на объем алюмосиликатного концентрата, составляющего от 50% до 80% в прокаленной массе исходных золошлаков, предварительно не выполнено, наблюдаются значительные потери благородных металлов за счет агрегации (закрепления) с компонентами алюмосиликатного концентрата. Таким образом, использование шлюзов до выведения алюмосиликатного концентрата из дальнейшей переработки снижает эффективность их работы и вызывает дополнительные потери благородных металлов. В предлагаемом способе, по первому варианту его реализации (см. рис. 1), алюмосиликатный концентрат предварительно выделяют на винтовых сепараторах, где происходит эффективное разделение на легкую и тяжелую фракции: легкая фракция, в основном - алюмосиликатный концентрат, являющийся одним из целевых продуктов переработки, тяжелая фракция - фракция, включающая благородные металлы. Тяжелая фракция, освобожденная от алюмосиликатов, направляется на концентрационный стол.5. In the prototype, the separation of aluminosilicate concentrate is carried out at the first magneto-electro-gravity lock installation, designed to extract precious metals. With large volumes of processed material sent to the sluice, when the reduction in the volume of aluminosilicate concentrate, which is from 50% to 80% in the calcined mass of the initial ash and slag, has not been previously performed, significant losses of precious metals due to aggregation (fixing) with aluminosilicate concentrate components are observed. Thus, the use of locks before removing aluminosilicate concentrate from further processing reduces their efficiency and causes additional losses of precious metals. In the proposed method, according to the first embodiment of its implementation (see Fig. 1), aluminosilicate concentrate is preliminarily isolated on screw separators, where there is an effective separation into light and heavy fractions: the light fraction, mainly aluminosilicate concentrate, which is one of the target products of processing , heavy fraction - a fraction comprising precious metals. The heavy fraction freed from aluminosilicates is sent to the concentration table.
В случае низкого содержания благородных металлов в ЗШО рационально применять укороченную технологическую схему №2 (см. рис. 2), где хвосты второй стадии магнитной сепарации являются алюмосиликатным концентратом.In the case of a low content of noble metals in the ash disposal plant, it is rational to use a shortened technological scheme No. 2 (see Fig. 2), where the tails of the second stage of magnetic separation are aluminosilicate concentrate.
6. Для извлечения концентрата благородных металлов в прототипе выстроена технологическая цепочка (блок) из двух последовательных магнито-электро-гравитационных шлюзов и амальгаматора в конце цепочки, а также используются электрогидравлический и электростатический классификаторы для разделения концентрата благородных металлов на отдельные фракции: платиносодержащую и золотосодержащую. Приведенный блок перенасыщен дорогостоящим оборудованием, обслуживание которого трудоемко и сложно в условиях реального производства. Принимая во внимание достаточно низкое содержание благородных металлов в исходных золошлаках (менее 0,2 г/т золота и около 0,1 г/т платины), можно сделать вывод о низкой рентабельности использования данного блока. Таким образом, с точки зрения промышленной применимости и экономической целесообразности технологический блок для извлечения благородных металлов по прототипу нельзя считать рациональным. К тому же, наличие амальгамации создаст дополнительные санитарно-экологические трудности для реализации технологии по прототипу.6. To extract the noble metal concentrate in the prototype, a technological chain (block) is built of two consecutive magneto-electro-gravity locks and an amalgamator at the end of the chain, and electro-hydraulic and electrostatic classifiers are used to separate the noble metal concentrate into separate fractions: platinum-containing and gold-containing. The given unit is oversaturated with expensive equipment, the maintenance of which is laborious and difficult in real production conditions. Taking into account the rather low content of precious metals in the initial ash and slag (less than 0.2 g / t of gold and about 0.1 g / t of platinum), we can conclude about the low profitability of using this unit. Thus, from the point of view of industrial applicability and economic feasibility, the technological unit for the extraction of precious metals from the prototype cannot be considered rational. In addition, the presence of amalgamation will create additional sanitary and environmental difficulties for the implementation of the prototype technology.
В предлагаемом способе (по первому варианту) за счет максимально возможной и эффективной предварительной очистки материала, поступающего на концентрационный стол, достигается эффективное извлечение благородных металлов в концентрат, содержащий 50÷100 г/т золота и 50÷100 г/т металлов платиновой группы.In the proposed method (according to the first embodiment), due to the maximum possible and effective preliminary purification of the material entering the concentration table, efficient precious metals are extracted into a concentrate containing 50–100 g / t of gold and 50–100 g / t of platinum group metals.
Приведенный сравнительный анализ заявляемого решения и решения по прототипу свидетельствует, что заявляемый способ соответствует критерию патентоспособности «новизна».The comparative analysis of the proposed solutions and solutions of the prototype indicates that the inventive method meets the patentability criterion of "novelty."
Используемые в заявляемом способе современные приемы обогащения, реализуемые на современном оборудовании, соответствуют современным представлениям в области переработки техногенного сырья, то есть современному уровню техники. Отличительные признаки технологических схем по первому и второму варианту реализации способа, указанные в формуле изобретения, явно не следующие из уровня техники, свидетельствуют о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».Used in the present method, modern methods of enrichment, implemented on modern equipment, correspond to modern ideas in the field of processing of technogenic raw materials, that is, the modern level of technology. Distinctive features of technological schemes according to the first and second embodiment of the method, indicated in the claims, clearly not following from the prior art, indicate the compliance of the proposed solution with the patentability criterion of "inventive step".
В результате поиска по патентным и другим техническим источникам информации не выявлены технические решения, характеризующиеся аналогичной с предлагаемым решением совокупностью признаков, обеспечивающих достижение аналогичных результатов при использовании, что также позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».As a result of a search by patent and other technical sources of information, technical solutions were not identified that are characterized by a combination of features similar to the proposed solution, ensuring the achievement of similar results when used, which also allows us to conclude that the proposed technical solution meets the patentability criterion of “inventive step”.
Новая совокупность известных признаков, отличающаяся как их последовательностью, так и взаимосвязью в процессе реализации способа, а также наличие отличительных от прототипа признаков, обеспечивает достижение технического результата более высокого по сравнению с прототипом уровня.A new set of known features, characterized both by their sequence and by the relationship in the process of implementing the method, as well as the presence of distinctive features from the prototype, ensures the achievement of a technical result of a higher level than the prototype.
Пример реализации предлагаемого способа по первому варианту представлен на рис.1, где в квадратных скобках указан последовательный номер технологической операции. Пример реализации предлагаемого способа по второму варианту представлен на рис.2. Второй вариант способа реализуется по более простой технологической схеме в связи с тем, что из перечня целевых продуктов исключен концентрат благородных металлов. В связи с этим в описании рассмотрим расширенную технологическую схему реализации способа с извлечением всех ценных компонентов ЗШО, то есть первый вариант способа по п. 1 формулы изобретения.An example of the implementation of the proposed method according to the first embodiment is presented in Fig. 1, where the serial number of the technological operation is indicated in square brackets. An example of the implementation of the proposed method according to the second embodiment is presented in Fig. 2. The second variant of the method is implemented according to a simpler technological scheme due to the fact that noble metal concentrate is excluded from the list of target products. In this regard, in the description, we consider an expanded technological scheme for implementing the method with the extraction of all valuable components of the ash and slag metal, that is, the first variant of the method according to claim 1.
Обе схемы прошли полупромышленные испытания на золошлаках Ангарской ТЭЦ №9, химический и гранулометрический состав которых представлен на рис. 3 и 4. Технологическая схема №1 содержит последовательно связанные технологические узлы выделения недожога, железосодержащего концентрата, алюмосиликатного концентрата и благородных металлов. В технологической схеме используют известные в настоящее время серийно производимые машины и механизмы, подбираемые с учетом их технических характеристик, исходя из заданной производительности и качества перерабатываемых золошлаков.Both schemes passed semi-industrial tests on the ash and slag of the Angarsk TPP No. 9, the chemical and particle size distribution of which is shown in Fig. 3 and 4. Technological scheme No. 1 contains sequentially connected technological units for the separation of underburning, iron-containing concentrate, aluminosilicate concentrate and precious metals. The technological scheme uses currently known commercially available machines and mechanisms, selected taking into account their technical characteristics, based on a given performance and quality of processed ash and slag.
Качество концентратов, полученных при полупромышленных испытаниях, представлено на рис 5 (табл. 3).The quality of the concentrates obtained during semi-industrial tests is presented in Fig. 5 (Table 3).
Для решения поставленной задачи предлагаемый способ реализуется следующим образом. Золошлаковые отходы подвергают дезинтеграции 1, например, в скруббере-бутаре. Фракцию +10 мм, содержащую, в основном, случайно попавшие в процессе сжигания углей и/или удаления золошлаков предметы, направляют в отвал, а фракцию -10 мм на грохочение 2, например, на дуговом грохоте. Фракция +0,5 мм, представленная, в основном, несгоревшим углем (недожогом), может направляться, например, на сжигание на ТЭЦ, на изготовление топливных брикетов, на приготовление восстановителя для черной и цветной металлургии и т.д. Фракция -0,5 мм после обесшламливания 3, например на гидроциклонах, направляется на магнитную сепарацию. Первая стадия магнитной сепарации 4 осуществляется на первом сепараторе в слабом магнитном поле с напряженностью не более 100 кА/м. В магнитную фракцию извлекаются частицы с хорошо выраженными магнитными свойствами, а слабомагнитную фракцию с первого магнитного сепаратора направляют на вторую стадию магнитной сепарации 5 на магнитном сепараторе с напряженностью магнитного поля не менее 600 кА/м. Магнитные фракции первой и второй стадий сепарации направляют на первую винтовую сепарацию 6, узел которой снабжен по меньшей мере одной батареей винтовых сепараторов. Тяжелая фракция первой винтовой сепарации является железосодержащим концентратом с содержанием железа от 500 до 650 кг/т концентрата. Объединенные хвосты второй стадии магнитной сепарации и первой винтовой сепарации после обесшламливания 7 в гидроциклонах направляют на вторую винтовую сепарацию 8. Легкая фракция второй винтовой сепарации является алюмосиликатным концентратом с содержанием алюминия и кремния не менее 200 кг/т и 500 кг/т соответственно. Необходимо отметить, что как в железосодержащий, так и в алюмосиликатный концентрат извлекается практически одинаковое количество титана: около 4 кг/т концентрата, при этом содержание извлеченного золота в данные концентраты незначительно и составляет менее 5 г/т концентратов. Тяжелую фракцию второй винтовой сепарации направляют на концентрационный стол 9 для извлечения концентрата, содержащего благородные металлы. Содержание золота и металлов платиновой группы в полученном концентрате варьируется в пределах 50÷100 г/т как для золота, так и для металлов платиновой группы.To solve the problem, the proposed method is implemented as follows. Ash and slag waste is subjected to disintegration 1, for example, in a scrubber buter. The + 10 mm fraction, containing mainly objects accidentally caught in the process of burning coal and / or removing ash and slag, is sent to the dump, and the -10 mm fraction is sent to screening 2, for example, on an arc screen. The +0.5 mm fraction, represented mainly by unburned coal (unburned), can be directed, for example, to burning at a thermal power plant, to making fuel briquettes, to preparing a reducing agent for ferrous and non-ferrous metallurgy, etc. The fraction of -0.5 mm after de-slamming 3, for example on hydrocyclones, is sent to magnetic separation. The first stage of
В случае необходимости предлагаемая технологическая схема может быть преобразована с целью максимального приближения предлагаемой технологии к конкретным производственным требованиям, продиктованным как качеством техногенного сырья (ЗШО), так и возможностями и задачами предприятия-переработчика золошлаковых отходов. Например, при переработке грубых золошлаковых отходов, узел подготовки золошлаковых отходов перед классификацией на грохоте может быть дополнен устройствами для измельчения и т.п.If necessary, the proposed technological scheme can be converted in order to bring the proposed technology as close as possible to specific production requirements dictated both by the quality of technogenic raw materials (ASW) and the capabilities and tasks of the ash and slag waste processing company. For example, in the processing of coarse ash and slag waste, the unit for the preparation of ash and slag waste before classification on a screen can be supplemented with devices for grinding, etc.
Проведенные испытания показали, что при реализации предлагаемого способа (по обоим вариантам) достигается извлечение целевых компонентов из золошлаков на уровне 80%.The tests showed that when implementing the proposed method (for both options), the target components are extracted from ash and slag at a level of 80%.
Показатели качества целевых продуктов, с точки зрения компонентного состава концентратов, приведены в табл. 3. Из таблицы видно, что полученные концентраты могут рассматриваться как полноценное сырье для соответствующих современных промышленных предприятий.The quality indicators of the target products, in terms of the component composition of the concentrates, are given in table. 3. The table shows that the obtained concentrates can be considered as high-grade raw materials for the relevant modern industrial enterprises.
Claims (15)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2588521C1 true RU2588521C1 (en) | 2016-06-27 |
Family
ID=
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614003C2 (en) * | 2016-04-22 | 2017-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Промэкоинжиниринг" | Method for complex ash processing of heat power plants waste piles and plant for complex ash processing of heat power plants waste piles |
| RU2665120C1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-08-28 | Евгений Борисович Пьянковский | Method of complex dry processing of fly ash and technological line for processing of fly area |
| RU2736833C1 (en) * | 2019-12-04 | 2020-11-20 | Акционерное общество "Русатом Гринвэй" | Plant for processing of ash-slag wastes |
| CN114082520A (en) * | 2021-11-16 | 2022-02-25 | 莱芜钢铁集团泰东实业有限公司 | Method for purifying sintered dedusting ash fine powder and enriching valuable elements |
| RU2788504C1 (en) * | 2022-08-01 | 2023-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "РостовЭкоТех" | Method for ash and slag waste processing |
| US11911776B2 (en) | 2019-04-09 | 2024-02-27 | Johann EIRICH | Method for integrated processing of finely dispersed metal-containing waste |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2123886C1 (en) * | 1996-06-18 | 1998-12-27 | Трофимов Николай Александрович | Method of concentrating complex ores |
| RU2206626C1 (en) * | 2001-10-01 | 2003-06-20 | Белый Василий Васильевич | Method of processing ash-and-slag wastes |
| RU2296624C2 (en) * | 2000-06-19 | 2007-04-10 | Федеральное государственное унитарное научно-исследовательское геологическое предприятие (ТулНИГП) "Тульское НИГП" | Heat-and-power station ash-and-slack waste processing method |
| EP2128279A1 (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-02 | Recco B.V. | Method for separating metal-containing fractions from dry slag and the use of this method for waste incineration slag. |
| RU2393020C1 (en) * | 2009-04-08 | 2010-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) | Flow line for separation of rich components out of ash-slag wastes |
| RU2476270C1 (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-27 | Евгений Николаевич Науменко | Line to process thermal electric power station ash-and-slag wastes |
| RU2489214C1 (en) * | 2012-06-04 | 2013-08-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Processing line for treatment of ash-and-slag wastes, that is, coal fuel combustion products |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2123886C1 (en) * | 1996-06-18 | 1998-12-27 | Трофимов Николай Александрович | Method of concentrating complex ores |
| RU2296624C2 (en) * | 2000-06-19 | 2007-04-10 | Федеральное государственное унитарное научно-исследовательское геологическое предприятие (ТулНИГП) "Тульское НИГП" | Heat-and-power station ash-and-slack waste processing method |
| RU2206626C1 (en) * | 2001-10-01 | 2003-06-20 | Белый Василий Васильевич | Method of processing ash-and-slag wastes |
| EP2128279A1 (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-02 | Recco B.V. | Method for separating metal-containing fractions from dry slag and the use of this method for waste incineration slag. |
| RU2393020C1 (en) * | 2009-04-08 | 2010-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) | Flow line for separation of rich components out of ash-slag wastes |
| RU2476270C1 (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-27 | Евгений Николаевич Науменко | Line to process thermal electric power station ash-and-slag wastes |
| RU2489214C1 (en) * | 2012-06-04 | 2013-08-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Processing line for treatment of ash-and-slag wastes, that is, coal fuel combustion products |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЧЕРЕПАНОВ А.А. и др., "Комплексная переработка золошлаковых отхдов ТЭЦ (результаты лабораторных и полупромышленных испытаний), Геология и полезные ископаемые Мирового океана, N2, 2009, с.98-115. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614003C2 (en) * | 2016-04-22 | 2017-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Промэкоинжиниринг" | Method for complex ash processing of heat power plants waste piles and plant for complex ash processing of heat power plants waste piles |
| RU2665120C1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-08-28 | Евгений Борисович Пьянковский | Method of complex dry processing of fly ash and technological line for processing of fly area |
| US11911776B2 (en) | 2019-04-09 | 2024-02-27 | Johann EIRICH | Method for integrated processing of finely dispersed metal-containing waste |
| RU2736833C1 (en) * | 2019-12-04 | 2020-11-20 | Акционерное общество "Русатом Гринвэй" | Plant for processing of ash-slag wastes |
| CN114082520A (en) * | 2021-11-16 | 2022-02-25 | 莱芜钢铁集团泰东实业有限公司 | Method for purifying sintered dedusting ash fine powder and enriching valuable elements |
| RU2788504C1 (en) * | 2022-08-01 | 2023-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "РостовЭкоТех" | Method for ash and slag waste processing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2906365B1 (en) | Method of and system for treating incinerated waste | |
| CN111659527B (en) | Gasification slag water medium cyclone gravity carbon ash separation device and method | |
| RU2393020C1 (en) | Flow line for separation of rich components out of ash-slag wastes | |
| CN102489386A (en) | Method for separating fine cassiterite | |
| KR101024540B1 (en) | Coal Ash Purification and Product Recovery Method | |
| AU2015200354A1 (en) | Extraction process of clay, silica and iron ore by dry concentration | |
| CN111644264B (en) | A heavy-magnetic combined separation process for gasification slag | |
| CN104624607A (en) | Household garbage incineration residue treatment method | |
| RU2498860C1 (en) | Plant for slurry coal concentration in helical separators (versions) | |
| CN105772212B (en) | A kind of moderate cohesive coal produces extraordinary white cement coal method | |
| CN1179058C (en) | Recovery of precious metals from coal fired slag through many crushing/suspension stages | |
| RU2489214C1 (en) | Processing line for treatment of ash-and-slag wastes, that is, coal fuel combustion products | |
| CN108993760A (en) | A kind of low-grade difficulty of weathering selects manganese ore sorting process | |
| CN104194814A (en) | Oil shale primary gangue discharging and distillation process | |
| CN112156876B (en) | A method for improving the recovery rate of non-ferrous metals in domestic waste incineration slag | |
| RU2588521C1 (en) | Method for complex processing of ash-slag wastes (versions) | |
| RU2629722C1 (en) | Gold-bearing sands enrichment line | |
| CN106362856B (en) | A kind of oil shale beneficiation method | |
| CN103230831B (en) | Processing and utilizing method for extracting carbon and iron from blast furnace metallurgy dust and sludge | |
| CN105665123B (en) | Coal ash pre-concentration iron ore concentrate for improving grade and reducing SiO2Method of content | |
| CN104212470A (en) | Dry-method preconcentration waste rack discharge-dry distillation process by dry method for oil shale | |
| CN109847923A (en) | Efficient recovery process of extremely-poor weathered primary ilmenite | |
| KR101547939B1 (en) | Recovery of unburned carbon from bottom ash using a Corona discharging Electroststic Separation | |
| CN115007599A (en) | System for burning domestic garbage slag through separation gasification furnace and treatment process thereof | |
| CN113751192A (en) | Method for preparing sand by using machine for tail slag after carbon extraction and recovery of gasified coarse slag and residual carbon |