Методические рекомендации по выполнению контрольных работ
Подождите немного. Документ загружается.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет»
Кафедра обогащения полезных ископаемых
ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Программа, методические указания и контрольные
задания для студентов заочной формы обучения специальности
090300 (130405) «Обогащение полезных ископаемых»
Составитель М. С. Клейн
Рассмотрены и утверждены
на заседании кафедры
Протокол № 2 от 5.11.2006
Рекомендованы к печати
учебно-методической комиссией
специальности 090300
Протокол № 2 от 5.11.2006
Электронная копия хранится
в библиотеке главного
корпуса ГУ КузГТУ
Кемерово 2007
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Программа, методические указания и контрольные задания
составлены в соответствии с учебной программой по курсу
«Технология обогащения полезных ископаемых» для студентов
специальности 090300 (130405) «Обогащение полезных
ископаемых».
Настоящий курс предназначен для углубленного изучения
особенностей технологии обогащения твердых горючих
ископаемых, их переработки и комплексного использования в
различных отраслях народного хозяйства. Содержание курса
является логическим продолжением ранее изученных
теоретических дисциплин по отдельным методам и процессам
разделения минерального сырья, применительно к
специфическим особенностям угля, как объекта обогащения.
В результате изучения данного курса студент должен знать
технологические свойства каменных углей, методы оценки
обогатимости, эффективные процессы обогащения, возможности
комплексного использования углей; уметь провести
исследования обогатимости угля, разработать технологическую
схему обогащения и осуществить ее аппаратурное оформление;
получить навыки проведения самостоятельной научно-
исследовательской работы.
П Р О Г Р А М М А
Введение
Перспективы развития угольной промышленности России.
Роль и значение обогащения угля. Основные направления
технического прогресса в углеобогащении. Комплексное
использование угля, безотходная технология, использование
продуктов обогащения угля в различных отраслях
промышленности.
1. Технологическая характеристика углей и оценка
результатов их обогащения
1
Ископаемые угли, степень их углефикации. Происхождение
и свойства каменных углей, как объектов обогащения.
Петрографический состав, физические и химические свойства
каменных углей. Технологическая и международная
классификация углей. Способы оценки обогатимости каменных
углей.
2. Технологические схемы углеобогатительных фабрик
Классификация технологических схем обогащения угля.
Особенности обогащения коксующихся углей, энергетических
углей, бурых углей и сланцев. Способы представления схем
обогащения угля.
3. Прием, усреднение и подготовка угля к обогащению
Выбор схем углеподготовки, типовые схемы. Оборудование
для углеприема. Предварительное грохочение рядового угля.
Оборудование для удаления посторонних предметов. Дробление
угля. Аккумулирование и усреднение рядового угля,
подготовительная классификация перед обогащением.
4. Технологические процессы обогащения углей
Классификация процессов обогащения углей. Типовые
схемы обогащения, сочетание основных процессов обогащения.
Достоинства и недостатки отдельных процессов, области
применения в зависимости от обогатимости углей.
5. Обогащение крупного и мелкого угля
Обогащение в тяжелых средах, тяжелосредные сепараторы,
тяжелосредные гидроциклоны. Регенерация магнетитовой
суспензии. Технологические режимы обогащения угля отсадкой,
современные отсадочные машины. Обогащение угля в
противоточных водных сепараторах.
6. Селективная сепарация угольных шламов
2
Технологические факторы и схемы флотации. Реагентный
режим, флотореагенты. Флотационные машины, вспомогательное
оборудование. Автоматизация процесса флотации. Практика
флотации углей.
Масляная агломерация угольных шламов. Теоретические
основы процесса. Реагенты, оборудование и технологические
схемы масляной агломерации мелкого угля. Области применения
процесса.
7. Обезвоживание продуктов обогащения
Обезвоживание крупных и мелких классов углей в
элеваторах, на грохотах, в центрифугах. Фильтрация угольных
шламов. Обработка и складирование отходов флотации,
существующие схемы. Флокуляция шламов. Оборотное
водоснабжение углеобогатительных фабрик.
8. Водно-шламовые схемы углеобогатительных фабрик
Источники свежей воды на фабриках. Классификация
водно-шламовых схем. Основные принципы построения и
тенденции развития водно-шламовых схем.
9. Сушка углей
Основные принципы удаления влаги с углей с помощью
термической сушки. Оборудование для термической сушки
углей, способы пылеочистки и применяемые пылеуловители.
Основные условия безопасной работы сушилок.
10. Комплексное использование органической
и минеральной части угля
Основные направления переработки органической части
угля. Характеристика минеральных примесей в углях.
Утилизация минеральных отходов углеобогащения.
Производство строительных и дорожных материалов.
3
Перспективы извлечения из углей редких, рассеянных и других
ценных элементов.
4
М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я
Введение
В нашей стране наряду с увеличением добычи нефти и газа,
развитием атомной энергетики предусматривается
последовательное наращивание темпов добычи углей. Угли
служат технологическим сырьем и топливом для важнейших
видов производства, а также одним из основных источников
тепловой и электрической энергии.
Эффективное использование углей различных марок,
особенно для технологических целей, возможно только при их
обогащении, так как повышенная зольность и сернистость
значительно снижают полезность углей, вообще делают их
непригодными к использованию. Все это вызывает
необходимость не только обогащения углей, идущих на
коксование, но и обогащение углей, предназначенных для
энергетических и специальных целей. Поэтому необходимо
последовательное увеличение объема обогащения углей путем
строительства новых фабрик, повышения мощности и
технического перевооружения действующих предприятий,
применения новых высокоэффективных процессов и аппаратов.
Особое внимание при этом должно уделяться комплексному
использованию угля, созданию малоотходной и даже
безотходной технологии обогащения.
Вопросы для самопроверки
1. В каких отраслях промышленности используется уголь?
2. Чем объясняется необходимость обогащения угля перед
использованием в промышленности?
3. Какие основные направления технического прогресса в
углеобогащении?
4. Роль угля для обеспечения энергетической безопасности
страны.
5
Тема 1. Техническая характеристика углей и оценка
результатов обогащения
Ископаемые угли – это твердые горючие вещества
органического происхождения. По степени углефикации
различают бурые и каменные угли, антрациты.
Ископаемые угли неоднородны по своему составу и
строению, имеют различные физические и химические свойства.
Петрографический состав и свойства углей влияют на выбор
технологии обогащения и направления дальнейшего
использования углей. Поэтому необходимо знать из каких
ингредиентов и микрокомпонентов состоит уголь, а также
наиболее важные физические и химические его свойства: выход
летучих веществ, теплота сгорания, плотность, зольность,
содержание серы, толщина пластического слоя, влага рабочего
топлива.
В зависимости от физико-химических свойств и
возможности использования для технологических или
энергетических целей существуют различные классификации
углей. Необходимо знать классификацию углей по генетическим
и технологическим параметрам, в которой в качестве основных
классификационных параметров приняты показатель отражения
витринита, высшая теплота сгорания и выход летучих веществ.
Следует ознакомиться с классификацией углей по размерам
кусков и с международной системой кодификации углей
среднего и высокого рангов, уметь пользоваться и знать область
их применения.
Обогатимость характеризует способность углей к
разделению на соответствующие продукты. Имеются различные
способы оценки обогатимости. В настоящее время оценку
обогатимости проводят по отношению суммарного выхода
промежуточных фракций к выходу беспородной массы.
1, с. 5-45; 3, с. 5-36
Вопросы для самопроверки
1. Какие основные части входят в состав рядовых углей?
6
2. Какие петрографические составляющие и
микрокомпоненты входят в состав угля?
3. Каковы современные представления о происхождении
углей?
4. Кратко опишите основные физические и химические
свойства каменных углей.
5. На какие марки и по каким признакам делятся угли в
промышленной классификации?
6. Какие методы оценки качества углей приняты в
международной классификации углей?
7. Как оценивается обогатимость углей?
Тема 2. Технологические схемы углеобогатительных фабрик
Углеобогатительные фабрики значительно отличаются друг
от друга применяемыми технологическими схемами и их
аппаратурным оснащением, что обусловлено характеристикой
обогащаемого угля и требованиями к качеству и ассортименту
выпускаемых продуктов обогащения. Основными
отличительными признаками технологических схем являются:
охват механическим обогащением классов крупности исходного
угля, качество и ассортимент товарных продуктов обогащения.
Следует знать особенности технологических схем
обогащения коксующихся и энергетических углей, бурых углей и
сланцев, уметь изображать их в виде схем цепи аппаратов и
качественно-количественных схем.
1, с. 46-70; 3, с. 56-93
Вопросы для самопроверки
1. От каких факторов зависит глубина обогащения угля и
ассортимент получаемых продуктов обогащения?
2. Какие существуют способы представления схем
обогатительных фабрик?
Тема 3. Прием, усреднение и подготовка угля к обогащению
7
Схема углеприемных устройств и оснащение их
оборудованием для аккумулирования рядовых углей зависят от
типа обогатительных фабрик, характеристики обогащаемого
сырья и назначения товарных продуктов обогащения. Углеприем
и складирование поступающих рядовых углей производится в
углеподготовительных отделениях обогатительных фабрик. Здесь
осуществляется разгрузка угля из железнодорожных вагонов с
помощью вагоноопрокидывателей, отделение металлических и
других посторонних предметов для защиты механизмов от
поломок, дробление крупных кусков угля до крупности,
предусмотренной технологией обогащения фабрики. Кроме того,
производится подготовка угля к обогащению, которая
заключается в усреднении рядового угля с помощью
аккумулирующих бункеров с целью получения однородной по
качеству смеси, составленной из углей различных марок, а также
подготовительная классификация для получения машинных
классов угля, поступающих на различные процессы обогащения.
1, с. 80-165; 2, с. 12-45
Вопросы для самопроверки
1. Какие факторы влияют на выбор схемы углеподготовки?
2. Какие типы вагоноопрокидывателей применяются на
фабриках? Их достоинства и недостатки.
3. Роль аккумулирующих бункеров на обогатительных
фабриках.
4. Назначение подготовительной классификации.
5. Какие виды оборудования используются в
углеподготовительных отделениях обогатительных
фабрик?
Тема 4. Технологические процессы обогащения углей
В настоящее время и ближайшие годы основными
процессами обогащения углей будут: для обогащения крупного и
мелкого угля – обогащение в тяжелых средах и гидравлическая
отсадка; для крупных угольных шламов – обогащение в
8
спиральных сепараторах, а для мелких – флотация; для
разубоженных углей – противоточная водная сепарация.
В зависимости от свойств перерабатываемых углей и
требований к качеству продуктов обогащения возможны
различные сочетания процессов обогащения. Для правильного
выбора технологической схемы обогащения угля необходимо
знать область применения, достоинства и недостатки отдельных
процессов обогащения.
[2, с. 80-171; 4, с. 31-104]
Вопросы для самопроверки
1. Какие типовые схемы обогащения угля вы знаете?
2. Какие достоинства и недостатки процесса обогащения
угля гидравлической отсадкой?
3. Почему мелкие угольные шламы обогащают методом
флотации?
Тема 5. Обогащение крупного и мелкого угля
Основными методами обогащения крупного и мелкого угля
являются гидравлическая отсадка и обогащение в тяжелых
средах, в которых при отделении угля от породы используется
разница в их плотностях.
В нашей стране методом гидравлической отсадки
обогащается более половины всех перерабатываемых углей.
Этим методом можно обогащать уголь крупностью более 0,5 мм
различной категории обогатимости. Разделение минералов по
плотности в отсадочных машинах происходит на решете под
действием вертикальных пульсирующих потоков воды с
выделением, обычно, трех продуктов. На углеобогатительных
фабриках применяются беспоршневые осадочные машины
различных конструкций.
Обогащение в тяжелых средах – это наиболее эффективный
метод обогащения угля, который применяется при переработке
труднообогатимых углей. Для обогащения крупных классов угля
используются тяжелосредные сепараторы, в которых разделение
происходит под действием силы тяжести. Мелкие и средние
9