Обоснование и разработка рациональной технологии флокуляционного разделения тонкодисперсных угольных шламов

• Автор: Новак, Вадим Игоревич
• Шифр специальности: 25.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

1 ВВЕДЕНИЕ
2 ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ УГОЛЬНЫХ ШЛАМОВ
2.1 Анализ технологий обогащения тонких классов углей
2.2 Обзор и анализ технологий обогащения угольных шламов
селективной коагуляцией и флокуляцией
2.2.1 Технологии обогащения шламов с применением флокулянтов
2.2.2 Методы исследования процессов флокуляции
3 СЕЛЕКТИВНАЯ ФЛОКУЛЯЦИЯ УГОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ АНИОНАКТИВНЫМИ ФЛОКУЛЯНТАМИ
3.1 Сравнительный анализ механизмов флокуляции
угольных и породных частиц
3.2 Обоснование применения полиакриламидных флокулянтов
для селективного разделения угольных шламов
4 ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ,
ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗДЕЛЕНИЯ ШЛАМА СЕЛЕКТИВНОЙ ФЛОКУЛЯЦИЕЙ
4.1 Методики проведения экспериментальных исследований
4.1.1 Методика определения электрокинетического потенциала
твёрдой фазы суспензии методом электрофореза
4.1.2 Методика исследования процесса сгущения суспензий
с применением флокулянтов
4.1.3 Методика исследования флокуляционного кондиционирования и дренирования суспензий перед обезвоживанием
на ленточном фильтр-прессе
4.1.4 Методика исследования механической устойчивости
сфлокулированных осадков
4.1.5 Методика обезвоживания суспензий на лабораторном
ленточном фильтр-прессе
4.2 Основные характеристики исследованного шлама
4.3 Результаты экспериментальных исследований
4.3.1 Исследование процесса селективного разделения шлама

4.3.2 Определение параметров режима сгущения
суспензии частиц породы
4.3.3 Определение режимов флокуляционного кондиционирования
и обезвоживания продуктов разделения
5 РАЗРАБОТКА, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ФЛОКУЛЯЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ УГОЛЬНЫХ ШЛАМОВ
НА ОФ "РАСПАДСКАЯ"
5.1 Описание технологической схемы фабрики
5.2 Методики проведения промышленных испытаний
5.2.1 Радиальные сгустители
5.2.2 Ленточные фильтр-прессы
5.3 Результаты опытно-промышленных испытаний технологии селективной флокуляции угольного шлама
5.4 Разработка рекомендаций по усовершенствованию технологии селективной флокуляции угольного шлама
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

1 ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Одной из важнейших проблем углепереработки является повышение эффективности обогащения тонких классов углей (в особенности коксующихся) с учётом возрастающих требований к качеству товарного концентрата, обеспечения экономической и экологической эффективности технологических процессов, сокращения неоправданных потерь углей. Флотация, остающаяся вплоть до настоящего времени практически единственным способом обогащения тонкодисперсных шламов (крупностью
-200 мкм), характеризуется сложностью, сравнительно высокими капитальными и эксплуатационными затратами, необходимостью применения вредных для окружающей среды и опасных в пожарном отношении реагентов. Кроме того, селективность обогащения флотацией наиболее тонких шламовых частиц (-50 мкм) довольно низкая.
Анализ сырьевых баз углеобогатительных фабрик позволяет сделать предположение о возможности извлечения в концентрат наиболее тонких угольных частиц нефлотационными методами. В этом аспекте несомненный интерес представляет селективное разделение с применением флокулянтов. Сущность данного способа обогащения заключается в том, что макромолекулы соответствующего флокулянта связывают в агрегаты частицы угля, при этом пептизируя частицы породы, позволяя эффективно разделить угольные и породные частицы.
В последние 30 лет отечественные и зарубежные исследователи предпринимали попытки реализовать обогащение угольных шламов селективной флокуляцией в лабораторных и промышленных условиях. Применяли в основном нерастворимые в воде (то есть гидрофобные) полимеры. Тем не менее, селективная флокуляция угольных шламов не нашла применения на ОФ. Это связано прежде всего с необходимостью выбора эффективных с позиций селекции флокулянтов и в более глубокого исследования механизма процесса. Выполненный анализ дает основания полагать, что селективная флокуляция имеет существенный потенциал для развития и в ряде случаев может успешно конкурировать с флотацией благодаря относительно

Важное значение имеет определение электроповерхностных свойств частиц твёрдой фазы исследуемого продукта, прежде всего - электрокинетического потенциала (-потенциала). Из существующих методов определения данной величины исследователями процессов флокуляции применяются: электроосмос [67,68] и микроэлектрофорез [51]. Результаты опытов по измерению -потенциала коксующихся углей различных марок в присутствии латексного флокулянта приведены на рисунке 2.8 ([68]).

С, - электрокинетический потенциал; ц - расход флокулянта;
Г, Ж, К, ОС - марки углей Рисунок 2.8 - Зависимость -потенциала углей различных марок от расхода
латексного флокулянта