Обогащения зернистых шламов коксующихся углей в винтовых сепараторах на обогатительной фабрике «Распадская»

Особую проблему для углеобогатительных фабрик и углеподготовительных цехов коксохимического производства представляет обогащение зернистого шлама (0,15-3 мм). В настоящее время этот продукт при применении типовых схем углеобогащения, включающих процессы разделения в тяжелых средах (сепараторы, циклоны), отсадкой и флотацией практически не обогащается, так как эффективность разделения в этих аппаратах для классов крупности 0,5-3 мм очень низкая. Добавление в необогащенном виде этого класса в угольную шихту, поступающую на коксование, приводит к ухудшению качества кокса, а для энергетических углей снижает их энергетическую ценность.

Анализ современного состояния технологии обогащения показал, что в настоящее время в процессах обогащения угольных зернистых шламов крупностью 0,15(0,2)-1,0(3) мм в ведущих углеобогатительных странах (Австралия, ЮАР, США), а в последние годы и в России успешно используются установки из классификационного гидроциклона и винтового сепаратора.

На рис. 1 приведены кривые относительной эффективности способов обогащения угольных шламов в различных аппаратах. Из приведенных графиков видно, что наибольшая эффективность разделения для угольных шламов крупностью 0,2-1,5 мм соответствует применению винтовых сепараторов.

Для винтовых сепараторов показатель Еpm лучше для крупного зерна и одинаков для мелкого зерна сравнительно с отсадочной машиной. Применение винтовых сепараторов сравнительно с отсадочной машиной снижает затраты на строительство и обслуживание комплекса переработки зернистых шламов.

Сравнивая, винтовую сепарацию и обогащение зернистого шлама в тяжелосредных гидроциклонах следует сказать, что для углей легкой и средней обогатимости экономически выгоднее применять винтовые сепараторы. Поэтому на фабриках с тяжелосредными установками для снижения нагрузки по мелкому углю отдано предпочтение винтовым сепараторам

крупность обогащаемого материала, мкм

Рис. 1. Эффективность методов обогащения в зависимости от крупности обогащаемого материала

Выбор винтовой сепарации при обогащении зернистых шламов не оспаривает большей селективности процесса флотации. Исследования, приведенные ниже, показывают, что при применении винтовой сепарации в месте технологической схемы, где обычно используют флотацию можно получить продукты, пусть не превосходящие качеством флотационные, но удовлетворяющие производителя и потребителя. Также не стоит забывать экономичности и экологичности процессов винтовой сепарации по сравнению с флотацией.

Установлено, что результаты разделения в винтовых сепараторах зависят от хорошей классификации исходного материала с целью получения зерен крупностью 0,1-3 мм. В связи с этим существенным дополнением технологической схемы является использование классификационных гидроциклонов.

В России спиральные сепараторы не производятся, но в последние годы, зарубежные аппараты успешно применяются на вновь строящихся и реконструируемых угольных обогатительных фабриках: ОФ "Антоновская", ЦОФ "Кузбасская", ЦОФ "Печорская", ОФ разреза "Красногорский", ЦОФ "Березовская", ЦОФ "Беловская" и др. Зарубежные фирмы, спиральные сепараторы которых широко используются на мировых углеобогатительных фабриках: Portaclone (ЮАР); "Mineral Deposit Ltd." (Австралия); Warman International, Inc. (Австралия); Miltotec (ЮАР-Австралия); Krebs Engineers; Eimco-Wemco (США); Metso Minerals (Швеция).

Современные конструкции винтовых сепараторов изготавливаются из легких полимерных материалов. Диаметр сепараторов обычно составляет 1000 мм. Оптимальная длина желоба для зерен разной крупности различна.

Для выделения крупных зерен достаточно двух витков, в то время как для мелких (0,15; 0,1 мм) необходимы четыре витка. Оптимальная длина желоба три витка.

На основании анализа исследований эффективности разделения зернистых шламов и опыта использования винтовых сепараторов для обогащения зернистых шламов шахты "Распадской" наиболее целесообразно осуществлять следующие процессы: дешламацию исходного угля по классу 1,3(1) мм; классификацию шламов по классу 0,15(0,2) мм: сгущенный продукт поступает на обогащение в винтовые сепараторы, а слив – на гидроциклоны.

Таблица 1

Экспериментальные значения показателя Epm для винтового сепаратора марки LD, производства "Mineral Deposit Ltd." (Австралия)

Разделение в винтовом сепараторе проводится по плотности 1600 кг/м3 (табл. 1). Процесс обогащения в винтовом сепараторе предположительно ведется с выделением двух продуктов – коксового высококачественного концентрата с зольностью до 9 % и отходов с общей зольностью порядка 6065 %.

Винтовые сепараторы рекомендуется использовать для переработки материала с малым количеством смежных фракций при высокой плотности разделения и при большом количестве смежных фракций при низкой плотности разделения для получения высококачественного низкозольного концентрата, что характерно для шламов Распадских углей.