Брагина В.И., Брагин В.И. Технология обогащения полезных ископаемых

Подождите немного. Документ загружается.

энергетического шлама, то за последние годы выпуск его резко сокра-

тился, а на ряде фабрик был полностью ликвидирован.

Флотация угля и флотация руд отличаются друг от друга следующим:

• высокой сорбционной способностью угля по сравнению с руд-

ными минералами;

• аполярной (не дипольной) природой угля;

• высокой естественной гидрофобностью угля;

• весьма большой неоднородностью поверхности угля, связанной

с наличием нескольких петрографических разновидностей и с различной

степенью углефикации.

• низким удельным весом угля по сравнению с рудными мине-

ралами.

Высокая сорбционность угля является причиной низкой селектив-

ности действия различных реагентов и большого их расхода.

Большая неоднородность поверхности угля вызывает затруднения

при выборе флотационных реагентов и ведения флотации.

Флотационное разделение петрографических ингредиентов пред-

ставляет значительный интерес.

При флотации легкосредним маслом 85 % фюзена переходит в

концентрат. При флотации крезолом 85 % фюзена уходит в хвосты (ка-

мерный продукт).

Эффективны также ароматические соединения с гетероатомами в

ряду CH

–NH

–OH.

Добавка в технические реагенты нафталина и его производных

улучшает селекцию в 1,2 раза.

Влияние малого удельного веса угля довольно велико. Удельный вес

угольной пульпы составляет 1,1–1,2, удельный вес угля – 1,3–1,5 г/см

. По-

этому требуется небольшая подъемная сила для подъема частиц угля,

вследствие чего флотационная крупность угля бывает в 20–30 раз больше,

чем для рудных частиц (крупность руды – 0,2–0,3 мм, угля – 2–6 мм).

В качестве реагентов при флотации угля применяют вещества

сравнительно дешевые. Расходы на обогащение сообразуются со стои-

мостью концентратов.

Для флотации угля в качестве собирателей применяются вещества

преимущественно неполярного строения. Они содержат некоторое коли-

чество гетерополярных веществ и обладают в большей или меньшей

степени пенообразующими свойствами. Это продукты переработки са-

мого угля или, точнее, каменноугольной смолы: масло легкое, среднее и

антраценовое. Смола же получается при коксовании угля на коксобен-

зольных заводах. Применяются и другие продукты коксобензольного про-

изводства: фенолы (черная карболка), масло коксохимического производ-

ства, модифицированное формалином, реже сырой бензол.

Широко используются продукты переработки нефти (нефть, керо-

син, соляровое масло, контакт Петрова, керосино-газойливая фракция).

Высшие спирты (КОС, кубовые остатки от производства бутиловых

спиртов, пенореагент), неорганические соли (NaCl, CaCl

), АФ-2, ААР-1,

ААР-2, КЭТТОЛ и др. Реагенты других классов применяются крайне

редко, в исключительных случаях. Так, для флотации труднообогатимых

углей используют реагенты-модификаторы (сополимеры винилпиридина

с алкилсильфоксидами).

Установлено, что наилучшие флотационные свойства по отноше-

нию к высокосернистым углям и депрессирующие свойства по отноше-

нию к пиритизированным угольным поверхностям проявляют сложные

эфиры фталевой кислоты и некоторые соли сульфокислот. Реагент «М» ,

состоящий из алифатических и окисленных углеводородов, испытан в

исследовательских лабораториях фабрик ЦОФ «Березовская», ЦОФ

«Беловская», ЦОФ «Кузнецкая», ЦОФ «Абашевская», ЦОФ «Томусин-

ская». Хорошие результаты получены при расходе реагента 350 г/т.

Проведены исследования по разработке реагентного режима флотации с

использованием в качестве вспенивателя смеси технических продуктов

нефтехимии, образующихся при получении чистых химических продук-

тов. В процессе выделения спиртов «08» из кубового продукта колонны

К307 цеха № 52 в АО «Салаватнефтеоргсинтез» получают высококипя-

щий продукт переработки кубовых остатков от производства бутиловых

спиртов (ВКП КОБС). Применение при флотации углей реагентов-

модификаторов - сополимеров винилпиридина с алкилсульфоксидами

позволяет улучшить показатели процесса при одновременном снижении

расхода аполярных реагентов на 30–40 %. При флотации угольной мело-

чи с исходной зольностью 24,5 % использование реагента-модификатора

40В позволило увеличить извлечение горючей массы в концентрат с 83,9

до 90,6 % при равной зольности флотационного концентрата и увеличе-

нии зольности отходов на 11,3 %. Особенно высокие показатели процес-

са достигнуты при обогащении труднообогатимых высокозольных углей

Карагандинского бассейна.

В качестве поверхностно-активных веществ используются реа-

генты метилизобутилкарбинол (МИБК), кубовые остатки 2-

этилгексанола (КЭТГОЛ) и Карбофлот.

В результате исследований установлено, что питание флотации

ОФ «Нерюнгринская» за счет вторичных шламов на 45 % представлено

тонкими частицами крупностью менее 50 мкм. Показано, что создание

условий для равномерного и избирательного закрепления собирателей на

поверхности угля регулированием концентрацией поверхностно-активных

веществ позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат из

исходного питания с высоким содержанием тонких классов.

Если в угле присутствует много шламов, то их лучше выделить.

Чаще всего шламы коагулируют. Они превращаются в крупные агрегаты

и их адсорбционная способность уменьшается. В качестве коагулянтов

используют известь, NaCl, AlCl

В Англии исследован процесс гидрофобной флокуляции и флота-

ции для извлечения минералогических составляющих или удаления не-

желательных компонентов из тонкоизмельченных руд, углей и шламов.

Процесс включает стабилизацию пульпы с использованием дисперсан-

тов, последующую флокуляцию компонентов посредством специально

подаваемого ПАВ или посредством природных гидрофобных свойств.

В работе [45] приводятся данные лабораторных испытаний тонких би-

туминозных и антрацитовых углей из различных китайских и канадских

провинций крупностью 88–98 % –45 мкм. В качестве дисперсантов были

испытаны гексаметафосфат, дубильная (таниновая) кислота, кремнефто-

ристый натрий, активаторов – сульфид натрия, собирателей – октило-

вый спирт, бензиларсоновая кислота, бутиловый ксантогенат, неполяр-

ных масел – керосин, топливное масло N2, пенообразователя – спирто-

эфирная смесь. Из угольных образцов после доизмельчения были получе-

ны высокочистые угли с низкими зольностью и содержанием серы, с из-

влечением из них более 90 % золы и 56 % S (при скорости перемешивания

1 800 об/мин в течение 15 мин).

При обратной флотации уголь депрессируется (крахмалом, декст-

рином, клеем, СЦЩ), а кремнистые, глинистые соединения и пирит –

флотируются.

Показатели флотации могут быть улучшены путем совершенство-

вания и разработки новых конструкций флотационных машин с кипя-

щим слоем с коническими, трубчатыми, струйными, циклонными им-

пеллярами и в результате применения водных форсунок с высокой ско-

ростью сдвига при скорости потока воды несколько метров в секунду и

форсунок, подающих флотореагент в виде водно-газовой эмульсии,

аэраторами.

Из депрессоров чаще применяется силикат натрия для подавления

пустой породы и пептизации шламов. Для депрессии пирита применяют

щелочь и известь (рН = 9).

Необходимо обращать внимание на следующие особенности тех-

нологии флотации угля:

1. Большой выход концентратов (80–90 %) и малый выход хво-

стов. Это отражается на конструкции флотомашин. Они делаются с

двухсторонним съемом пены.

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

флотации минералов.

1.5.3. Магнитные, электрические

и специальные методы

Большое разнообразие физических и физико-химических свойств

углей позволяет применить для их обогащения чуть ли не все известные

методы обогащения:

• радиометрический;

• электрический;

• по форме;

• по коэффициенту трения;

• магнитный;

• МГД-сепарация;

• Каскадно-адгезионное обогащение;

1.5.4. Схемы обогащения, фабрики

Для обогащения угля используются различные схемы, которые

меняются в зависимости от обогатимости (рис. 1.1–1.4).

Все угли по обогатимости делятся на 4 категории:

• легкообогатимые с содержанием промпродукта не более 4 %;

• угли средней обогатимости с содержанием промпродукта не бо-

лее 4–8 %;

• труднообогатимые с содержанием промпродукта 8–14 %;

• угли очень трудной обогатимости с содержанием промпродукта

более 14 %.

На рис. 1.4 приведена схема обогащения Нерюнгринского место-

рождения. Для этих углей предусмотрены трехстадиальное дробление до

крупности 30 мм, обогащение класса 0,5–30 мм в тяжелосредных гидро-

циклонах и флотация шлама крупностью 0–0,5 мм. К установке на фабри-

ке принято высокопроизводительное и эффективное оборудование отече-

ственного и зарубежного производства.

В углеподготовительном отделении фабрики установлены отечест-

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

дробилки для горной массы ДДГ-10, а также двухвалковые дробилки

производительностью до 150 т/ч, вибрационные грохоты с поверхностью

классификации 25 м

Главный корпус фабрики оснащен следующими механизмами:

• трехпродуктовыми тяжелосредными гидроциклонами в износо-

стойком исполнении и электромагнитными регенерационными сепара-

торами отечественного производства;

• самобалансными высокодинамичными грохотами фирмы «Шенк»

для дешламации и обезвоживания продуктов обогащения;

• вибрационными фильтрующими центрифугами производитель-

ностью до 300 т/ч;

Рис. 1.1. Схема обогащения легкообогатимых коксующихся углей

Рис. 1.2. Схема обогащения труднообогатимых углей Донбасса

Рис. 1.3. Схема обогащения высокозольных углей на Ткибульской ЦОФ

Рис. 1.4. Схема обогащения углей Нерюнгринского месторождения

• многокамерными флотационными машинами с объемом каме-

ры 14 м

;

• дисковыми вакуум-фильтрами с поверхностью фильтрования

300 м

для обезвоживания угольных шламов;

• фильтр-прессами с поверхностью фильтрования 600 м

для обез-

воживания наиболее трудно фильтруемых отходов флотации.

На рис. 1.5 показана схема Комендантской ЦОФ. Рядовой уголь-

после дробильно-сортировочного отделения поступает на подготови-

тельное грохочение. Уголь крупностью 200–13 мм обогащается в тя-

желосредных сепараторах СКВ-20. Для обогащения мелкого антрацита

(13–0,5 мм) установлены четыре отсадочные машины СМ-18. Флота-

ция антрацитового шлама осуществляется во флотационных машинах

МФУ2-6.3.

В последних проектах обогатительных фабрик применяются в ос-

новном следующие технологические схемы:

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

• обогащения высокозольных энергетических углей и антраци-

тов крупных классов с частичным обогащением отсевов и флотацией

шламов;

• обогащения энергетических углей и антрацитов до 13 мм.

Крупные классы углей обогащаются в тяжелых суспензиях, мел-

кие классы не обогащаются. Предусматривается рассортировка концен-

трата на товарные. Освоение технологий повышения качества углей при

добыче и переработке сопряжено с дополнительными расходами угледо-

бывающих предприятий на активизацию исследований по разработке и

внедрению новых наукоемких технологий добычи и переработки углей и

мощных компьютерных систем. Эти расходы должны быть компенсиро-

ваны угледобывающим предприятиям за счет эффекта, образуемого у

потребителя от использования более качественных углей.

Подготовкой в процессе добычи потоков однородных по качеству

углей создаются условия для повышения эффективности их обогащения

за счёт применения раздельного обогащения для труднообогатимых и

легкообогатимых углей и дифференцированного обогащения по уровням

зольности и марочной принадлежности.

Лекция 3

План лекции:

1.Свойства и разновидности графита, области его применения [45 c 69-70]

2.Требования промышленности к качеству товарного графита [45 c71-72]

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