Пути развития технологической схемы на углеобогатительной



Предыдущая | Следующая

 

Пути развития технологической схемы на углеобогатительной фабрике «Касьяновская» АНТИПЕНКО Лиина Александровна Доктор техн. наук, заместитель генерального директора, директор по научной работе ОАО «СибНИИуглеобогащение» КИРИЧЕНКО Анатолий Владимирович Ведущий научный сотрудник ОАО «СибНИИуглеобогащение» Разработка эффективных решений по совершенствованию технологических схем на углеобогатительной фабрике возможна на основе предварительных исследований фактического состояния действующей технологической схемы, ее составных частей и определения резервов ее совершенствования. Отсутствие результатов таких исследований является причиной появления необоснованных технических предложений, реализация которых может привести к значительным материальным затратам без достижения желаемого эффекта.
Примером необоснованного технического решения является предложение использовать крутонаклонный сепаратор (КНС) для обогащения зернистой части сбросов шлама в гидроотвал на ОФ «Касьяновская»*.
Ошибочная оценка гранулометрического состава шлама, подлежащего переработке, в котором содержание класса 0-1 мм составило 25 %, что значительно меньше, чем в классе 0-13 мм от рядового угля, позволила авторам обосновать применение КНС для извлечения угля из зернистой части сбросов шлама в гидроотвал и сокращения количества сбросов твердого в 2,5 раза.
В 2005 г. институтом «СибНИИуглеобогащение» проведены опробования, выполнены ситовые и фракционные анализы проб рядового угля по элементарным классам, продуктов процессов обогащения и шлама с гидроотвала. Проведены исследования технологии осветления оборотной воды в радиальных сгустителях и обезвоживания тонких шламов на ленточных фильтр-прессах с использованием флокулянтов различных характеристик.
По результатам анализов проб выполнены расчеты фактических показателей плотности и погрешности разделения угля в тяжелосредных сепараторах и отсадочных машинах, действующей качественно-количественной схемы. Определены потери угля с отходами обогащения и источники их образования. Установлены возможные резервы повышения выхода товарной продукции и ее качества за счет совершенствования работы технологической схемы обогащения и отдельных ее составляющих.
По гранулометрическому составу (табл. 1)
в шламе гидроотвала содержание класса 01 мм составляет 93,1 %, в том числе тонких, менее 0,2 мм — 66,3 % с зольностью – 72,9 %.
Выход классов менее 0,3 мм составил 78,5 % с зольностью – 67,5 %.
По фракционному составу (табл. 2) шлам крупнее 0,1 мм относится к очень трудной категории обогатимости. Содержание промпродуктовых фракций плотностью 1 5001 800 кг/м3, отнесенное к беспородной массе, составляет 22,3 %. Выход угольных фракций плотностью менее1 800 кг/м3 составляет 63,8 % с зольностью 15,5 %. Выход породных фракций составляет 36,2 % с зольностью 82,7 %. Аналогичный состав имеют сбросы с фабрики в гидроотвал.
Приведенная характеристика шлама коренным образом отличается от принятой в работе?, а рекомендации по использованию КНС для его обогащения не дадут ожидаемого экономического эффекта и существенного сокращения сбросов в гидроотвал, так как в первой же операции рекомендуемой технологии при классификации на дуговом сите со щелью 0,35 мм, классы менее 0,3 мм, выход которых составляет 78,5 %, будут отправлены в гидроотвал.
ОФ «Касьяновская» перерабатывает уголь марки Д разреза «Черемховский». Сопровождающие породные включения содержат глину, углистые аргиллиты и алевролиты, относятся к легкоразмокаемым. По содержанию промежуточных фракций уголь относится к очень трудной категории обогатимости.
По проектной технологии уголь класса 25200 мм обогащается в тяжелосредных сепараторах, класса 1-25 мм — в отсадочных машинах. Шлам крупностью 0-1 мм, выделяемый в багер-зумпфах №1 перед отсадочными машинами, отправляется в гидроотвал мелких отходов для складирования и осветления оборотной воды.
Обезвоживание концентрата крупностью более 13 мм осуществляется на грохотах. Концентрат менее 13 мм после обезвоживания в багер-элеваторах № 2 (после отсадочных машин) и центрифугах подвергается термической сушке в трубах-сушилках. Слив багер-зумпфов № 2 используется для мокрой классификации рядового угля на машинные классы.
При анализе результатов опробований продуктов и расчете действующей качественно-количественной схемы обогащения установлено, что процесс обогащения угля в тяжелосредных сепараторах проводится по плотности разделения 1 650 кг/м3, среднеквадратическое отклонение Ер = 50 кг/м3, что соответствует действующим нормативам.
Процесс обогащения в отсадочных машинах осуществляется по плотности разделения 1 640 кг/м3, среднеквадратическое отклонение составляет Ер =175 кг/м3, коэффициент погрешности разделения J = 0,27 при нормативном J = 0,17.
Низкое качество разделения угля в отсадочных машинах объясняется неудачным проектным решением их загрузки из багерэлеваторов №1, при этом не обеспечивается равномерное распределение поступающего угля по ширине отсадочных машин и по времени из-за периодической разгрузки большеобъемных ковшей элеваторов.
Высокое содержание мелкой глинистой породы в концентрате 0-13 мм приводит к постоянному забучиванию разгрузочных желобов центрифуг ФВШ и необходимости частой их остановки для чистки, является причиной повышенной влажности осадка (13-15 %) и необходимости использования термической сушки.
Переполненный осадком гидроотвал не обеспечивает очистки от илов оборотной воды, содержание твердого в которой пре вышает 100 кг/м3, чем снижается качество работы технологических процессов.
Общие потери угля в процессе переработки на фабрике в отходах обогащения составляют 14,4 %, в том числе:
• в отходах тяжелосредных сепараторов — 2,3 %;
• в отходах отсадочных машин — 6,8 %;
• со сбросами в гидроотвал — 5,3 %.
Проведенные исследования работы действующей технологии обогащения позволили обосновать следующие направления ее совершенствования.
1. Увеличение глубины обогащения крупного угля в тяжелосредных сепараторах с 25 до 16 мм.
2. Сокращение диапазона крупности обогащения угля в отсадочных машинах с 1-25 мм до 2-16 мм и реконструкции узла их загрузки.
Для выделения класса 0-2 мм перед отсадкой использовать мульдовые грохоты PWN 2х4,5,исключив из схемы багер-зумпфы №1.
3. Обогащение угля крупностью 0,1-2 мм в спиральных сепараторах.
4. Замена центрифуг ФВШ на более эффективные горизонтальные со шнековой выгрузкой осадка типа Н 900С для класса 213 мм и Н 900 — для класса 0,1-2 мм.
5.Использование радиальных сгустителей для регенерации оборотной воды и сгущения тонких (0-0,1 мм) шламов и последующее их обезвоживание на ленточных фильтр-прессах с флокулянтами.
По предлагаемой технологии выполнен расчет качественно-количественной схемы и необходимого технологического оборудования для ее оснащения.
Выполненные проектные проработки показали возможность размещения дополнительного оборудования для обогащения и обезвоживания класса 0,1-2 мм внутри существующего здания фабрики. В отдельном здании размещается оборудование для регенерации оборотной воды и обезвоживания тонких шламов (0-0,1 (0,15) мм): радиальные сгустители, ленточные фильтр-прессы и установка автоматического приготовления и дозирования раствора флокулянта.
По результатам расчетов за счет увеличения глубины обогащения угля с 1 до 0,1 мм ожидается увеличение выхода концентрата на 5,7 % при снижении его зольности на 1,3 %, сокращение потерь угля с отходами обогащения в 3,2 раза. Использование более эффективных центрифуг с высоким фактором разделения — до 500 q и фильтрпрессового отделения позволит исключить из эксплуатации термическую сушку концентрата и гидроотвал.
Проведенные технико-экономические расчеты показывают, что при ориентировочных капитальных затратах в сумме 113-115 млн руб. срок их окупаемости не превышает 3 лет периода эксплуатации.
Дополнительно установленное оборудование позволит в летний период перерабатывать шлам, извлекаемый из гидроотвала, а усовершенствованная технологическая схема обогащения становится экономически эффективной для переработки привозных углей, что важно при истощающихся ресурсах рядовых углей разреза «Черемховский».