RU2835405C1 - Способ гравитационно-промывочной сепарации углей - Google Patents
Способ гравитационно-промывочной сепарации углей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2835405C1 RU2835405C1 RU2024118406A RU2024118406A RU2835405C1 RU 2835405 C1 RU2835405 C1 RU 2835405C1 RU 2024118406 A RU2024118406 A RU 2024118406A RU 2024118406 A RU2024118406 A RU 2024118406A RU 2835405 C1 RU2835405 C1 RU 2835405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- concentrate
- enrichment
- washing
- waste
- Prior art date
Links
- 238000005406 washing Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 109
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 68
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 53
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 27
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims abstract description 4
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 13
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 18
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- DIKBFYAXUHHXCS-UHFFFAOYSA-N bromoform Chemical compound BrC(Br)Br DIKBFYAXUHHXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- -1 hydrocarbon halogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N trichlorofluoromethane Chemical compound FC(Cl)(Cl)Cl CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940029284 trichlorofluoromethane Drugs 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXSZNDIIPUOQMB-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrabromoethane Chemical compound BrC(Br)C(Br)Br QXSZNDIIPUOQMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJDIZQLSFPQPEY-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-Trichlorotrifluoroethane Chemical compound FC(F)(Cl)C(F)(Cl)Cl AJDIZQLSFPQPEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- APQIUTYORBAGEZ-UHFFFAOYSA-N 1,1-dibromoethane Chemical compound CC(Br)Br APQIUTYORBAGEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAMUEXIPKSRTBS-UHFFFAOYSA-N 1,1-dichloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(Cl)Cl BAMUEXIPKSRTBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 1
- 229950005228 bromoform Drugs 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052949 galena Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N lead(ii) sulfide Chemical compound [Pb]=S XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 description 1
- QKEOZZYXWAIQFO-UHFFFAOYSA-M mercury(1+);iodide Chemical compound [Hg]I QKEOZZYXWAIQFO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- BNIXVQGCZULYKV-UHFFFAOYSA-N pentachloroethane Chemical compound ClC(Cl)C(Cl)(Cl)Cl BNIXVQGCZULYKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
Abstract
Предложенное изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, применяемого в рамках подготовки энергетического твёрдого топлива к сжиганию и может быть использовано для сепарации бурых и каменных углей ранней стадии углефикации с применением высокоминерализованных водных источников природного происхождения с целью получения угольного концентрата с низкими показателями зольности и содержания серы и повышенной теплотой сгорания. Способ гравитационно-промывочной сепарации углей включает дробление исходного угля и его грохочение, последующую тяжелосредную сепарацию с получением концентрата обогащённого угля и отходов обогащения, их промывку, смешение и сушку. Дробление и грохочение осуществляют с получением крупности угля размером 0-3,25 мм. Тяжёлосредную сепарацию с получением концентрата обогащённого угля и отходов обогащения проводят в растворе природного подземного хлоридного натриевого рассола плотностью 1160-1175 кг/м3 или растворе воды поверхностных высокоминерализованных озёр плотностью 1160-1210 кг/м3. Осуществляют отдельную промывку концентрата обогащённого угля и отходов обогащения водой с общей минерализацией не более 1000 мг/дм3, далее осуществляют смешение избытка промывочной воды, концентрата обогащённого угля и отходов обогащения. Сушку полученной смеси осуществляют в трубе-сушилке с сушильным агентом с температурой на входе 700-750°С и с температурой на выходе 90-100°С. Технический результат - повышение эффективности гравитационного обогащения за счет повышения количества получаемого концентрата обогащённого угля путём выделения ценной породы из отходов обогащения. 1 ил., 4 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, применяемого в рамках подготовки энергетического твёрдого топлива к сжиганию и может быть использовано для сепарации бурых и каменных углей ранней стадии углефикации с применением высокоминерализованных водных источников природного происхождения с целью получения угольного концентрата с низкими показателями зольности и содержания серы, и повышенной теплотой сгорания.
Уровень техники
Известен способ сухого обогащения высокозольного угля (патент RU № 2651827, публ. 24.04.2018, МПК B07B9/00), который предусматривает измельчение обрабатываемого угля до крупности менее 5 мм и одновременную сушку в измельчающем агрегате с контролируемой атмосферой, после чего измельченный продукт подвергают обеспыливанию пневматической классификацией, затем осуществляют электростатическую сепарацию для частичного удаления зольной фракции, затем полученный электростатической сепарацией концентрат подвергают среднетемпературному пиролизу путем нагрева в контролируемой атмосфере, полученный полукокс подвергают сухой магнитной сепарации для удаления зольной фракции.
Недостатками данного технического решения являются высокие энергетические затраты на осуществление электростатической сепарации и организацию процесса среднетемпературного пиролиза, а также наличие высокозольных отходов, содержащих ценный продукт – горючую массу угля.
Известен способ гравитационного обогащения угля (авторское свидетельство SU № 1069607, публ. 23.01.1984, МПК B03B5/30), включающий отделение угля от примесей в тяжёлой углеводородной галогенсодержащей жидкости, выбранной из группы, включающей 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтан, 1,1-дихлор-1,2,2,2-тетрафторэтан, трихлорфторметан, выведение продуктов разделения.
Недостатками данного технического решения являются токсичность жидкостей, выступающих в качестве тяжёлой среды в процессе гравитационного обогащения, а также наличие высокозольных отходов, содержащих ценный продукт – горючую массу угля, загрязнение концентрата угля токсичной тяжёлой средой.
Известен способ гравитационного обогащения (патент RU № 2511310, публ. 10.04.2014, МПК B03B5/12), осуществляемый с применением водной среды полиминеральных, полидисперсных смесей, содержащих частицы различной плотности, включает подачу исходного материала в виде густой суспензии в придонную зону концентратора, подачу разрыхляющей воды; разделение материала под действием гравитационных сил на легкую и тяжелую фракции, концентрацию частиц высокой плотности внизу рабочего пространства и периодическую разгрузку тяжелой фракции. Обеспечивают прохождение материала в горизонтальном направлении сплошным потоком в виде сплошного тонкого слоя в кольцевом зазоре, расходящегося от центра с одновременной подачей в него восходящего потока воды. Осуществляют воздействие вибрациями на весь объем материала и перемещение частиц высокой плотности вследствие сегрегационного процесса вниз слоя движущегося горизонтально материала с концентрацией их на нижней поверхности рабочего пространства.
Недостатками данного способа являются сложность приготовления полиминеральных, полидисперсных смесей, необходимость их восстановления, а также наличие высокозольных отходов, содержащих ценный продукт – горючую массу угля, загрязнение концентрата угля токсичной тяжёлой средой, затраты энергии на процесс вибрационного воздействия.
Известны способы обогащения углей в гравитационных сепараторах барабанного (вертикальных и горизонтальных), конусного, корытного типов с применением в качестве тяжёлой среды: суспензий, где в качестве утяжеляющего материала используют магнетит, кварцевый песок, сланцевые породы, лесс, барит, пирит, ферросилиций, галенит, глина (см. В.М. Авдохин. Обогащение углей /учебник для вузов в 2 т. – М.: Издательство «Горная книга» // 2012. Т. №1. Процессы и машины – 424 с.; Н.И. Воробьев. Обогащение полезных ископаемых / Н.И. Воробьев, Д.М. Новик //Минск : БГТУ, 2008. – 174 с.; М.С. Клейн, Т.Е. Вахонина. Технология обогащения углей, учеб. пособие // [Электронный ресурс] Кемерово: КузГТУ, 2011 – 128 с.); жидкостей органического происхождения, таких как трихлорэтан, пятихлорэтан, диброметан, бромоформ, ацетилентетрабромид, трихлорфторметан, четырёххлористый углерод (см. И.А. Ощепков. Натриевые соли низших карбоновых кислот – активизаторы гравитационного обогащения углей в водных тяжёлых средах / И.А. Ощепков, Г.Л. Евменова // Вестник КГТУ, 4(74), 2009 г., с. 42 – 48; Н.И. Воробьев. Обогащение полезных ископаемых / Н.И. Воробьев, Д.М. Новик // Минск : БГТУ, 2008. – 174 с.; М.С. Клейн, Т.Е. Вахонина. Технология обогащения углей, учеб. пособие // [Электронный ресурс] Кемерово: КузГТУ, 2011 – 128 с; Г.Р. Монгуш. Изменение физико-химических свойств мелокодисперсного угля Каа-хемского месторождения при обогащении в тяжёлых средах / Г.Р. Монгуш, Т.В. Сапелкина, Л.Х. Тасоол // Успехи современного естествознания. 2018. № 12. с. 14–19); высокоплотных жидкостей минерального происхождения, таких как хлористый кальций, хлористый цинк, йодистая ртуть, йодистый калий (см. И.А. Ощепков. Натриевые соли низших карбоновых кислот – активизаторы гравитационного обогащения углей в водных тяжёлых средах / И.А. Ощепков, Г.Л. Евменова // Вестник КГТУ, 4(74), 2009 г., с. 42 – 48; Н.И. Воробьев. Обогащение полезных ископаемых / Н.И. Воробьев, Д.М. Новик // Минск : БГТУ, 2008. – 174 с.; М.С. Клейн, Т.Е. Вахонина. Технология обогащения углей, учеб. пособие // [Электронный ресурс] Кемерово: КузГТУ, 2011 – 128 с; Г.Р. Монгуш. Изменение физико-химических свойств мелокодисперсного угля Каа-хемского месторождения при обогащении в тяжёлых средах / Г.Р. Монгуш, Т.В. Сапелкина, Л.Х. Тасоол // Успехи современного естествознания. 2018. № 12. с. 14–19).
Недостатками описанных выше технических решений являются сложность приготовления жидкостей и суспензий, используемых в качестве тяжёлой среды, токсичность жидкостей, наличие трудностей при эксплуатации и регенерации жидкостей и суспензий, унос частиц-утяжелителей и кристаллов солей в концентрат и отходы, наличие высокозольных отходов, содержащих ценный продукт – горючую массу угля.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ обогащения углей в гравитационных сепараторах барабанного (вертикальных и горизонтальных), конусного, корытного типов с применением в качестве тяжёлой среды однофазных высокоминерализованных водных растворов природного происхождения (см. И.А. Бураков, А.Ю. Бураков, И.С. Никитина, Аунг Х.Н., Йе В.А., Аунг К.М. «Оценка возможности применения подземных природных хлоридных натриевых рассолов в рамках реализации процессов гравитационного обогащения энергетических углей Республики Союз Мьянма», «Энергосбережение и водоподготовка», №6 (134), 2021, с. 4 – 9.), согласно которому предварительно подготовленный по классу крупности исходный уголь (разбивка по размерам производилась в диапазонах 0 – 500 мкм и 1 – 2 мм) помещают в рабочую зону сепаратора, заполненную тяжёлой средой (природным подземным хлоридным натриевым рассолом плотностью 1160 – 1165 кг/м3). Разделение на концентрат (более лёгкий продукт с пониженной зольностью и повышенной теплотой сгорания) и отходы (более тяжёлый продукт с пониженной теплотой сгорания и повышенной зольностью) производят за счёт гравитационных сил. Концентрат собирают с поверхности тяжёлой среды, промывают водой общим солесодержанием 15 – 250 мг/дм3, высушивают до постоянной массы и затем используют в качестве энергетического топлива.
Недостатками настоящего технического решения являются низкая эффективность процессов гравитационного обогащения вследствие образования высокозольных отходов в количестве 35,20 – 42,22% от исходного угля, содержащих ценный продукт – горючую массу угля в количестве 77,78 – 85,17 %.
Раскрытие сущности изобретения
Технической задачей предлагаемого изобретения является уменьшение показателей зольности в обрабатываемом угле за счёт значительного сокращения высокозольных отходов, содержащих ценный продукт.
Технический результат заключается в повышении эффективности гравитационного обогащения за счет повышения количества получаемого концентрата обогащённого угля путём выделения ценной породы из отходов обогащения.
Это достигается тем, что в известном способе гравитационно-промывочной сепарации углей, заключающимся в дроблении исходного угля и его грохочении для получения требуемой крупности угля, последующей тяжелосредной сепарации на концентрат обогащённого угля и отходы обогащения, промывке, смешении и сушке, дробление и грохочение осуществляют с получением крупности угля размером 0 – 3,25 мм, тяжёлосредную сепарацию на концентрат обогащённого угля и отходы обогащения проводят в тяжёлой высокоминерализованной среде природного происхождения плотностью 1160 – 1210 кг/м3 (в растворе природного подземного хлоридного натриевого рассола плотностью 1160 – 1175 кг/м3 или растворе воды поверхностных высокоминерализованных озёр плотностью 1160 – 1210 кг/м3), после чего осуществляют отдельную промывку концентрата обогащённого угля и отходов обогащения водой с общей минерализацией не более 1000 мг/дм3, далее осуществляют смешение промытого концентрата обогащённого угля и промытых отходов обогащённого угля в виде пульпы, полученной из избытка промывочной воды, концентрата обогащённого угля и отходов обогащения, далее осуществляют сушку полученной смеси (состав смеси: избыток промывочной воды, концентрат обогащённого угля, отходы обогащения). Для сушки применяют трубу-сушилку с сушильным агентом (дымовыми газами) с температурой на входе 700 – 750°С и с температурой на выходе 90 – 100°С.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема системы, реализующей процесс гравитационно-промывочного обогащения.
Осуществление изобретения
Система гравитационно-промывочного обогащения содержит блок подготовки угля по гранулометрическому составу 1, соединенный с блоком обогащения угля 2.
Блок подготовки угля по гранулометрическому составу 1 содержит блок дробления угля 3, представленный дробилками молоткового типа, и систему грохочения (отсева) угля 4, представленную инерционными наклонными грохотами (вибрационными с круговыми вибрациями). Блок обогащения угля 2 содержит систему основного процесса обогащения (сепарации в тяжёлой высокоминерализованной среде) 5, представленную сепаратором (корытного, барабанного, конусного типа), трубопровод подачи промывочной воды 6, блок промывки концентрата 7, представленный баковой ёмкостью, с отсекающими решётками, блок промывки отходов 8, представленный баковой ёмкостью, с отсекающими решётками, блок смешения и сушки 9, представленный трубой-сушилкой.
При этом к выходу блока дробления угля 3 подключен вход системы грохочения (отсева) угля 4, первый выход которой соединен со входом блока дробления угля 3, а второй выход подключен к системе основного процесса обогащения 5, первый выход которого соединен со входом блока промывки концентрата 7, а второй выход подключен ко входу блока промывки отходов 8.
К блокам промывки концентрата 7 и промывки отходов 8 с одной стороны подсоединен трубопровод подачи промывочной воды 6, а с другой – трубопроводы вывода отработанных промывочных вод (ОПВ). Выход блока промывки концентрата 7 соединен с первым входом блока смешения и сушки 9, второй вход которого соединен с выходом блока промывки отходов 8. Выход блока смешения и сушки 9 выполнен с возможностью передачи обогащённого угольного продукта потребителю, на систему окусковывания, либо на дальнейшую переработку.
Способ гравитационно-промывочной сепарации углей осуществляется следующим образом.
Исходный уголь (бурый с содержанием зольности до 50% на рабочую массу, либо каменный ранней стадии углефикации с содержанием зольности до 20% на рабочую массу), доставленный с разрабатываемого месторождения подают на блок подготовки угля по гранулометрическому составу 1. Там, пройдя магнитные сепараторы для очистки от инородных железосодержащих частиц, исходный уголь подают на блок дробления угля 3. Дробление проводится в целях уменьшения размера угля до значений 0 – 3,25 мм (указанный размер позволяет разделять исходный уголь на концентрат и отходы. При более крупных размерах обогащаемой среды либо вся, либо большая часть угля переходит в отходы).
Раздробленный уголь далее подают в систему грохочения (отсева) угля 4, где некондиционный (размером более 3,25 мм) уголь отправляется обратно в блок дробления угля 3 в поток исходного не дроблёного угля. Это предотвращает попадание на блок обогащения угля 2 более крупных частиц.
Далее уголь подают в блок обогащения 2, где он загружается в рабочую зону системы основного процесса обогащения 5 (гравитационного сепаратора корытного, барабанного горизонтального, конусного типа) с налитой туда высокоминерализованной тяжёлой средой природного происхождения (природные подземные хлоридные натриевые рассолы плотностью 1160 – 1175 кг/м3; либо воды поверхностных высокоминерализованных озёр плотностью 1160 – 1210 кг/м3).
При контакте с тяжёлой средой под действием гравитационных сил обрабатываемый уголь разделяется по плотности: более плотная часть (минерализованная) собирается в нижней части сепаратора, менее плотная часть (горючая) всплывает на поверхность.
Из рабочей зоны системы основного процесса обогащения 5 извлекают отдельно всплывшую часть – концентрат обогащённого угля (через перекидной порог); отдельно утонувшую часть – отходы обогащения (через породную камеру, либо посредством элеваторного колеса, либо с помощью конвейера (в зависимости от типа сепаратора).
Извлечённые из тяжёлой высокоминерализованной водной среды природного происхождения концентрат обогащённого угля и отходы после контакта с тяжёлой средой становятся более хрупкими (коэффициент размолоспособности увеличивается в зависимости от типа обогащаемого исходного угля на 0,3 – 0,4 - см. таблицу 1).
И концентрат, и отходы подают в узлы вспомогательной промывки: соответственно в блок промывки концентрата 7 и блок промывки отходов 8. Промывку осуществляют водой с общим солесодержанием 15 – 1000 мг/дм3, подаваемой из трубопровода подачи промывочной воды 6. Это позволяет практически исключить образование высокозольных отходов обогащения, содержащих ценный продукт, повысить количество получаемого обогащённого угля. За счёт контакта обогащаемого угля с тяжёлой высокоминерализованной средой и последующей промывки достигается снижение зольности как в концентрате, так и в отходах до значений 5 – 10% в зависимости от типа угля.
После проведения промывки зольность на рабочую массу в концентрате обогащённого угля варьируется в пределах 3,6 – 6,0% (при исходной 13,0 – 24,6%) (см. табл. 2), а в отходах обогащения в пределах 6,4 – 10,2% (при зольности отходов без промывки 25,7 – 35,2%).
Полученный промытый концентрат и промытые отходы подают в блок смешения и сушки 9, где осуществляют смешение промытого концентрата обогащённого угля и промытых отходов обогащённого угля в виде пульпы, полученной из избытка промывочной воды, концентрата обогащённого угля и отходов обогащения.
Далее осуществляют сушку полученной смеси (состав смеси: избыток промывочной воды, концентрат обогащённого угля, отходы обогащения). Для сушки применяют трубу-сушилку с сушильным агентом (дымовыми газами) с температурой на входе 700 – 750°С и с температурой на выходе 90 – 100°С.
Отработанные промывочные воды различной минерализации и направляются на переработку.
После блока смешения и сушки 9 готовый обогащённый угольный продукт с пониженной зольностью может подаваться потребителю либо на систему окусковывания, либо на дальнейшую переработку.
Экспериментально установлено, что в предлагаемом способе потери ценной горючей угольной породы на этапах гравитационной сепарации и промывки не превышают 3% массы.
Примеры экспериментальной фиксации изменений коэффициента размолоспособности после извлечения из тяжёлой среды рабочей зоны сепаратора 5 согласно предлагаемому способу представлены в табл. 1.
Таблица 1. Коэффициент размолоспособности различных типов углей
| Уголь, месторождение или бассейн | Тип тяжёлой среды | Коэффициент размолоспособности | |
| Исходный уголь | Концентрат обогащённого угля | ||
| Б3, Подмосковный буроугольный бассейн РФ | Природные подземные хлоридные натриевые рассолы плотностью 1165 кг/м3 | 1,1 | 1,4 |
| Д, Калева Республика Мьянма | Природные подземные хлоридные натриевые рассолы плотностью 1165 кг/м3 | 0,9 | 1,2 |
| Д, Зидди Таджикистан | Вода озера Баскунчак плотностью 1210 кг/м3 | 1,0 | 1,4 |
Примеры экспериментальной фиксации изменений зольности различных типов углей, полученные при реализации предлагаемого способа, представлены в таблице 2.
Таблица 2. Изменение зольности на рабочую массу угля после применения предлагаемого метода
| Уголь, месторождение или бассейн | Тип тяжёлой среды | Зольность на рабочую массу, % | ||||
| Исходный уголь | Концентрат до промывки | Концентрат после промывки | Отходы до промывки | Отходы после промывки | ||
| Б3, Подмосковный буроугольный бассейн РФ | Природные подземные хлоридные натриевые рассолы плотностью 1165 кг/м3 | 24,6 | 4,9 | 3,6 | 35,2 | 6,4 |
| Д, Калева Республика Мьянма | Природные подземные хлоридные натриевые рассолы плотностью 1165 кг/м3 | 13,3 | 6,5 | 5,0 | 25,7 | 10,2 |
| Д, Зидди Таджикистан | Вода озера Баскунчак плотностью 1210 кг/м3 | 13,0 | 8,2 | 6,0 | 26,1 | 7,0 |
Примеры экспериментальной фиксации увеличения низшей теплоты сгорания на рабочую массу в смеси промытого концентрата и промытых отходов после процесса их сушки по сравнению с исходным обогащаемым углём в зависимости от вида угля достигает 5,7 МДж/кг. Примеры изменения значений теплоты сгорания согласно предлагаемому способу представлены в табл. 3.
Таблица 3. Изменение низшей теплоты сгорания углей после обогащения предложенным способом
| Уголь, месторождение или бассейн | Тип тяжёлой среды | Теплота сгорания низшая на рабочую массу, МДж/кг | ||
| Исходный уголь | Концентрат угля после обогащения и промывки | Смесь (концентрат и отходы после обогащения и промывки) | ||
| Б3, Подмосковный буроугольный бассейн РФ | Природные подземные хлоридные натриевые рассолы плотностью 1165 кг/м3 | 15,2 | 21,3 | 20,9 |
| Д, Калева Республика Мьянма | Природные подземные хлоридные натриевые рассолы плотностью 1165 кг/м3 | 24,9 | 27,2 | 26,5 |
| Д, Зидди Таджикистан | Вода озера Баскунчак плотностью 1210 кг/м3 | 27,3 | 32,2 | 32,0 |
Примеры экспериментальной фиксации сокращения высокозольных отходов, содержащих ценный продукт согласно предлагаемому способу представлены в табл. 4.
Таблица 4
Уменьшение количества высокозольных отходов, содержащих ценный продукт
| Уголь месторождение или бассейн | Тип тяжёлой среды | Гравитационная сепарация в корытном сепараторе | Гравитационно-промывочный способ обогащения | ||
| Количество отходов, % | Зольность отходов, % | Количество отходов, % | Зольность отходов, % | ||
| Д, Калева Республики Союз Мьянма | Природные подземные хлоридные натриевые рассолы плотностью 1165 кг/м3 | 35,2 - 39,22 | 14,17 - 17,55 | 3 - 5 | 80 - 90 |
| Б3, Подмосковный буроугольный бассейн РФ | Природные подземные хлоридные натриевые рассолы плотностью 1165 кг/м3 | 37, 2 - 41, 4 | 29,1 - 35,6 | 2 - 6 | 80 - 90 |
Полученная по результатам этапов дробления и грохочения крупность угля размером 0 – 3,25 мм позволяет осуществлять разделение исходного угля на концентрат и отходы обогащения, что позволяет осуществить их раздельную промывку. Данное условие обеспечивает более глубокое обогащение и уменьшение конечного количества отходов (см. табл. 4).
Проведение тяжёлосредной сепарации на концентрат обогащённого угля и отходы обогащения в высокоминерализованном водном растворе природного происхождения позволяет увеличить коэффициент размолоспособности обогащённого продукта (см. табл. 1), что повышает глубину промывки концентрата и отходов (см. табл. 4).
Отдельная промывка концентрата обогащённого угля и отходов обогащения водой с общей минерализацией не более 1000 мг/дм3 приводит к снижению зольности как концентрата, так и отходов, что повышает качество полученного угля (увеличивает теплоту сгорания, см. табл. 2 – 4).
Смешение избытка промывочной воды, концентрата обогащённого угля и отходов обогащения позволяет увеличить объём конечного товарного продукта.
Осуществление сушки полученной смеси (состав смеси: избыток промывочной воды, концентрат обогащённого угля, отходы обогащения) в трубе-сушилке с сушильным агентов (дымовыми газами) с температурой на входе 700 – 750°С и с температурой на выходе 90 – 100°С позволяет удалить лишнюю влагу из состава конечного товарного продукта, повысить теплоту сгорания товарного продукта (см. табл. 3).
Таким образом, за счёт проведения вспомогательной промывки отходов обогащения в предлагаемом способе достигается снижение зольности в отходах, что позволяет сократить количество ценной породы, которая уходит в отходы. За счёт смешивания получаемого в процессе обогащения концентрата с извлечённым из отходов путём применения дополнительной промывки ценным продуктом, достигается увеличение количества продукта с повышенной теплотой сгорания и с пониженным содержанием зольности, что позволяет повысить эффективность проведения процесса обогащения.
Использование изобретения позволяет повысить эффективность гравитационного обогащения за счет повышения количества получаемого концентрата обогащённого угля путём выделения ценной породы из отходов обогащения вследствие сочетания подготовки угля по крупности на начальном этапе, применения гравитационной сепарации в тяжёлой высокоминерализованной водной среде природного происхождения и последующей вспомогательной раздельной промывки концентрата и отходов.
Claims (1)
- Способ гравитационно-промывочной сепарации углей, включающий дробление исходного угля и его грохочение, последующую тяжелосредную сепарацию с получением концентрата обогащённого угля и отходов обогащения, их промывку, смешение и сушку, отличающийся тем, что дробление и грохочение осуществляют с получением крупности угля размером 0-3,25 мм, тяжёлосредную сепарацию с получением концентрата обогащённого угля и отходов обогащения проводят в растворе природного подземного хлоридного натриевого рассола плотностью 1160-1175 кг/м3 или растворе воды поверхностных высокоминерализованных озёр плотностью 1160-1210 кг/м3, после чего осуществляют отдельную промывку концентрата обогащённого угля и отходов обогащения водой с общей минерализацией не более 1000 мг/дм3, далее осуществляют смешение избытка промывочной воды, концентрата обогащённого угля и отходов обогащения, после чего осуществляют сушку полученной смеси в трубе-сушилке с сушильным агентом с температурой на входе 700-750°С и с температурой на выходе 90-100°С.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2835405C1 true RU2835405C1 (ru) | 2025-02-25 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1834709A3 (ru) * | 1991-04-10 | 1993-08-15 | Kузheцkий Haучho-Иccлeдobateльckий И Пpoektho-Kohctpуktopckий Иhctиtуt Углeoбoгaщehия | Cпocoб oбoгaщehия углeй |
| UA28196A (ru) * | 1995-06-15 | 2000-10-16 | Виробниче Об'Єднання "Лугансьвуглезбагачування" | Способ обогащения мелких классов угля в тяжелых суспензиях |
| RU2511310C1 (ru) * | 2012-10-02 | 2014-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Магнетит" | Способ гравитационного обогащения и устройство для его осуществления |
| RU141736U1 (ru) * | 2014-01-21 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат" (ОАО "ЕВРАЗ ЗСМК") | Линия для обогащения промпродукта углей |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1834709A3 (ru) * | 1991-04-10 | 1993-08-15 | Kузheцkий Haучho-Иccлeдobateльckий И Пpoektho-Kohctpуktopckий Иhctиtуt Углeoбoгaщehия | Cпocoб oбoгaщehия углeй |
| UA28196A (ru) * | 1995-06-15 | 2000-10-16 | Виробниче Об'Єднання "Лугансьвуглезбагачування" | Способ обогащения мелких классов угля в тяжелых суспензиях |
| RU2511310C1 (ru) * | 2012-10-02 | 2014-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Магнетит" | Способ гравитационного обогащения и устройство для его осуществления |
| RU141736U1 (ru) * | 2014-01-21 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат" (ОАО "ЕВРАЗ ЗСМК") | Линия для обогащения промпродукта углей |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| БУРАКОВ И.А. и др. "О преимуществах применения процессов обогащения энергетических углей с использованием высокоминерализованных водных растворов в системе ТЭС", "Промышленная энергетика", N2, 2023, с.32-37. * |
| БУРАКОВ И.А. и др. "Оценка возможности применения подземных природных хлоридных натриевых рассолов в рамках реализации процессов гравитационного обогащения энергетических углей Республики Союз Мьянма", "Энергосбережение и водоподготовка", N6 (134), 2021, с. 4 - 9. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109794349B (zh) | 一种井下选煤工艺 | |
| CN111644263B (zh) | 一种实现气化渣碳-灰分离的联合分选工艺和装置 | |
| CN111659527B (zh) | 一种气化渣水介旋流重选碳灰分离装置与方法 | |
| US4338188A (en) | Coal cleaning process | |
| Zhang et al. | A novel and effective method for coal slime reduction of thermal coal processing | |
| CN111644264B (zh) | 一种气化渣重-磁联合分选工艺 | |
| CA2213212C (en) | Beneficiation of ore and coal with ultrasound | |
| Yaşar et al. | Fine coal recovery from washery tailings in Turkey by oil agglomeration | |
| JPH0711268A (ja) | 脱灰高濃度石炭−水スラリ−の製造方法 | |
| US6666335B1 (en) | Multi-mineral/ash benefication process and apparatus | |
| RU2835405C1 (ru) | Способ гравитационно-промывочной сепарации углей | |
| US1984386A (en) | Process of separating composite materials | |
| RU2422208C2 (ru) | Тяжелосредный сепаратор для обогащения мелких классов в нисходящем и восходящем потоках | |
| Gouri Charan et al. | Beneficiation of high-ash, Indian non-coking coal by dry jigging | |
| US4293099A (en) | Recovery of silicon carbide whiskers from coked, converted rice hulls by froth flotation | |
| US3493108A (en) | Concentration of asbestos ore | |
| Dvoichenkova et al. | Increased Diamond Recovery from Metasomatically Altered Kimberlite Ores Through the Use of Ultrasonic and Electrochemical Effects in the Sticky Separation Cycle | |
| US1290515A (en) | Apparatus for cleaning coal, &c. | |
| US1329493A (en) | Flotation of coal | |
| US4543104A (en) | Coal treatment method and product produced therefrom | |
| RU2607836C1 (ru) | Установка по обогащению углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик | |
| Szpyrka et al. | ANALYSIS OF SELECTED METHODS OF BENEFICIATING COAL SLURRIES DEPOSITED IN IMPOUNDMENTS. | |
| RU2726808C1 (ru) | Способ получения щебня из отходов обогащения железных руд | |
| US4619669A (en) | Method for increased mine recovery and upgrading of lignite | |
| RU2245742C1 (ru) | Способ обогащения калийсодержащих руд |