способ получения угля для топливной суспензии

Формула изобретения

1. Способ получения угля для топливной суспензии, включающий измельчение угля, классификацию, гравитационное обогащение с получением отвальной тяжелой фракции, доизмельчение и флотацию легкой фракции с получением угольного концентрата и отвальных хвостов, отличающийся тем, что классификацию проводят в гидроциклонах с получением песков, направляемых на гравитационное обогащение, и слива, который подвергают электрохимическому кондиционированию и промежуточной флотации с получением отвальных хвостов и пенного продукта, который направляют на флотацию совместно с доизмельченной легкой фракцией песков, при этом флотацию осуществляют с применением пульсационного воздействия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электрохимическое кондиционирование слива гидроциклонов ведут продуктами электролиза жидкой фазы суспензии в течение 5 25 мин.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что флотацию ведут в колонной пневмопульсационной машине при частоте пульсаций от 30 до 120 в 1 мин и амплитуде пульсаций от 3 до 15 см.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измельчение угля ведут до крупности -1,0 мм, а доизмельчение легкой фракции песков ведут до крупности -0,1 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обогащению углей и может применяться в комбинированной технологии получения водно-угольных суспензий, пригодных для сжигания в теплоэнергетических агрегатах.

Известен способ комбинированной переработки угля с получением водно-угольной суспензии, в котором предусматривается для снижения потерь угля оборот промпродуктов, высокозольных илов [1] Недостатком его является невысокая степень очистки илов, что не позволяет снизить зольность конечного продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения угольной шихты по комбинированной технологии, включающий операции классификации, измельчения угля до крупности 6+0,5 мм, отсадки с выделением отвальных хвостов и легкой фракции, доизмельчаемой до крупности 0,8 мм с последующей реагентной флотацией и получением угольного концентрата и хвостов [2] Зольность угольного концентрата составила 6,6% при выходе 71,4%

Современные технические требования к содержанию примесей в угольных суспензиях, учитывающие также возросшие требования по сохранности окружающей среды, не допускают сжигания угля с зольностью более 5% Таким образом, к недостаткам способа-прототипа можно отнести сравнительно высокую зольность конечного продукта.

С другой стороны, при анализе описания способа-прототипа видно, что на промежуточных стадиях выделяется часть угля (около 13%) с зольностью 4,6-4,9% Недостаток состоит в очень низком выходе качественного материала.

Предлагаемое изобретение имеет целью снижение зольности угольного концентрата таким путем, который позволяет избежать резкого снижения выхода концентрата.

Согласно изобретению, эта цель достигается измельчением исходного угля, классификацией полученной пульпы в гидроциклоне с получением песковой фракции и слива. Песковая фракция направляется на гравитационное обогащение на концентрационном столе с получением отвальной тяжелой фракции и легкой фракции, которую доизмельчают и направляют на реагентную флотацию. Слив гидроциклонирования подвергают электрохимическому кондиционированию и флотируют с получением отвальных хвостов и пенного продукта, который направляют на флотацию вместе с доизмельченной легкой фракцией песков. Флотацию ведут с применением пульсационных воздействий, в частности, в колонной пневмопульсационной машине.

Для достижения поставленной цели существенно также, что измельчение угля ведут до крупности 1,0 мм, доизмельчение легкой фракции песков до 0,1 мм, что электрохимическое кондиционирование слива ведут обработкой продуктами электролиза жидкой фазы суспензии в течение 5-25 мин, а пульсационное воздействие на флотацию осуществляют при частоте пульсаций 30-120 в мин и амплитуде 3-15 см.

Предлагаемая совокупность операций и их режимов отличается от принятой в способе-прототипе, поскольку классификацию ведут в гидроциклоне и его слив подвергают электрохимическому кондиционированию и последующей флотации с выделением части отвальных хвостов на этой стадии. Пенный продукт совместно с доизмельченной легкой фракцией песков направляют на флотацию, причем при флотации применяют пульсационное воздействие. Отличаются также и режимы операций: измельчение угля ведут до крупности 1,0 мм, доизмельчение легкой фракции песков ведут до 0,1 мм, электрохимическое кондиционирование ведут воздействием продуктов электролиза жидкой фазы суспензии в течение 5-25 мин, а флотацию ведут в колонной пневмопульсационной машине при частоте пульсаций 30-120 в мин и амплитуде 3-15 см.

На основании проведенных в ИПКОН РАН исследований распределения примесей по конечным продуктам при различных комбинациях обогатительных операций и их режимов с целью получения малозольного угля разработана технология, принципиальная схема которой приведена на рисунке.

В соответствии со схемой исходный рядовой уголь Черкассовской обогатительной фабрики (Кузбасс) зольностью 17,5% (проба 1) или с зольностью 21,4% (проба 2) и крупностью 13 мм измельчали в валковой дробилке до крупности 100% 2,5 мм, затем в шаровой мельнице до крупности 1,0 мм в замкнутом цикле с грохочением. Измельченный материал смешивали с водой (Т:Ж=1:6) и направляли на двухстадиальное гидроциклонирование. Давление на входе батареи циклона составило 0,8 кг/кв.см, песковое отверстие 1-й стадии 5 мм, слива 6 мм, для 2-ой стадии песковое отверстие 2,5 мм, а слива 3,5 мм.

Пески 2-ой стадии направляли на концентрационный стол СКО-0,5, настроенный на амплитуду 7 мм при продольном наклоне 4 градуса, поперечном- 10 градусов и вели гравитационное обогащение при частоте качаний от 400 до 550 в мин. Тяжелая фракция стола после контрольного обогащения на концентрационном столе направлялась в отвал, легкая фракция на доизмельчение в шаровой мельнице, работающей в замкнутом цикле со спиральным классификатором, а затем на флотацию.

Объединенный слив гидроциклонов подвергали электрохимическому кондиционированию путем обработки жидкой фазы угольной суспензии в течение 2-40 мин в электрохимическом аппарате с донным расположением графитового анода и верхним сетчатого катода из нержавеющей стали. Поверхностная плотность тока варьировала от 100 до 150 ампер на кв.м, а объемная плотность тока составила от 0,7 до 1 А/л.

Затем слив флотировали в колонной пневмопульсационной машине с объемом камеры 5 л при добавлении в пульпу 1 кг/т керосина и 0,24 кг/т вспенивателя (МИБК), варьируя частоту пульсации от 0 до 220 в мин и амплитуду от 0 до 25 см. Флотацию вели в непрерывном режиме при скорости подачи питания 2-3 л/мин и воздуха 3-4 л/мин.

Хвосты флотации слива подвергали контрольной флотации с керосином (0,5-0,7 кг/т) и МИБК (0,2 кг/т), а затем смешивали с хвостами концентрационного стола. Пенный продукт смешивали с доизмельченной легкой фракцией концентрационного стола и флотировали в колонной пневмопульсационной машине при указанных выше режимах, с последующей перечисткой концентрата и контрольной флотацией хвостов с получением конечного угольного концентрата и отвальных хвостов.

В каждом из проведенных опытов материал анализировали на всех стадиях обогащения, определяя выход продуктов, его зольность и извлечение угля по известным методикам. Обработка полученных данных показала, что лучшие по качеству концентраты получены при следующих оптимальных условиях: ЭХ-кондиционирование в течение 9-10 мин при поверхностной плотности тока 110 А/кв.м и объемной 0,75 А/л, а флотация при частоте пульсаций 69 в мин и амплитуде 8 см.

Анализ сравнения со способом-прототипом показывает преимущества предлагаемого способа в качестве и выходе полученного концентрата, а также повышенную зольность отвальных хвостов. Поставленная цель получение концентрата с зольностью не более 505 достигается лишь в заявленных интервалах параметров, а именно при электрохимической обработке слива продуктами электролиза жидкой фазы в течение не менее 5 и не более 25 мин, при воздействии на флотацию пульсаций с частотой от 30 до 120 в минуту и амплитудой от 3 до 15 см.

Источники информации:

1. А.с. СССР N 1542620, кл. B 03 B 7/00, опубл. 15.02.90 Бюлл.N 6.

2. А. с. СССР N 837417, кл. B 03 B 7/00, опубл. 15.06.81, Бюлл. N 32. (прототип)в