Библиографическое описание:

Свечникова Н. Ю., Коновницына Н. С., Игуменшева Е. А., Кухаренко О. Г. Комплексное использование отходов углеобогащения ОАО ЦОФ «Беловская» // Молодой ученый. — 2016. — №23. — С. 89-91.



Изучены отходы флотации ОАО ЦОФ «Беловская» с целью возможности их использования в строительной и энергетической промышленности. Предлагается комплексное использование отходов углеобогащения в качестве отощающей добавки в глиняную шихту для производства керамического кирпича полусухим методом и добавки в горючую смесь для сушки угольного концентрата в топках низкотемпературного кипящего слоя в условиях ЦОФ «Беловская».

Ключевые слова: уголь, отходы флотации, топка низкотемпературного кипящего слоя (НТКС), керамический кирпич

В результате деятельности обогатительных фабрик образуется большое количество отходов флотации. Поэтому в настоящее время одной из актуальных проблем является необходимость их утилизации.

Многочисленные исследования показывают, что отходы углеобогащения можно весьма эффективно использовать в различных отраслях народного хозяйства [1, с.15]:

– в энергетических целях — в установках для сжигания высокозольных отходов;

– в черной и цветной металлургии — для производства огнеупоров, в качестве сырья и сырьевых добавок при производстве кремне-алюминиевых сплавов, карбидкремниевых материалов, кислородных соединений алюминия и др.;

– в строительной промышленности — для производства кирпича, керамзита, железобетонных изделий и др. [2, c.300];

– в химической промышленности — в качестве компонента при получении сернистых соединений;

– в газовой и нефтедобывающей промышленности — для приготовления тампонажных растворов;

– в сельском хозяйстве — в качестве удобрений и добавок к ним.

В работе были изучены отходы с ленточного фильтр-пресса флотационного отделения ОАО ЦОФ «Беловская» с целью возможности использования их в энергетических целях, а также в строительстве, в качестве дешевого и доступного строительного материала.

В табл. 1, 2 и 3 представлен технический и ситовый анализ отходов, а также полуколичественный анализ минеральной части отходов углеобогащения ОАО ЦОФ «Беловская».

Таблица 1

Технический анализ отходов флотации ЦОФ «Беловская»

Влажность,%

Зольность,%

Выход летучих веществ,%

Содержание серы,%

Плотность, кг/м3

19,7–20,0

49,2–68,9

16,6–16,8

0,5–0,64

1974–1980

Таблица 2

Анализ минеральных компонентов вотходах флотации ЦОФ «Беловская»

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

K2O

MgO

TiO2

P2O5

26,8–46,3

8,8–11,1

1,3–3,9

2,2–3,9

1,1–2,8

0,6–1,2

0,34–0,68

0,1–0,26

Таблица 3

Ситовый анализ отходов ЦОФ «Беловская»

Класс, мм

Вес, г

Выход,%

Зольность,%

∑Выход,%

∑Зольность,%

13,0–2,50

16,18

16,18

51,16

16,18

51,16

+1,60

5,64

5,64

52,18

21,82

51,67

+0,63

17,12

17,12

44,70

38,94

49,35

+0,40

10,34

10,34

35,03

49,28

45,77

+0,315

7,22

7,22

37,65

56,5

44,14

+0,20

9,32

9,32

42,38

65,82

43,85

+0,16

5,35

5,35

49,54

71,17

44,66

+0,10

10,48

10,48

54,00

81,65

45,83

+0,063

2,64

2,64

61,45

84,29

47,57

+0,050

12,24

12,24

66,30

96,53

49,44

+0,008

3,47

3,47

70,89

100

51,39

Полученные результаты показали, что данные параметры позволяют использовать отходы в установках по сжиганию высокозольного топлива [3, c.283].

Было предложено использование их в качестве добавки к рядовым углям марки «Г» в топках низкотемпературного кипящего слоя(НТКС) для сушки угольного концентрата в условиях ЦОФ «Беловская» [4, c.6], [5, c.38], [6, c.200], [7, c.19], [8, c.246].

В табл. 4 приведены теплотехнические параметры сушки концентрата в топке НТКС с производительностью 164 т/ч.

Оптимальной по низшей теплоте сгорания рабочего топлива и расходу сжигаемой смеси выбрана смесь состава: 10 % отходов и 90 % рядового угля марки «Г». При этом низшая теплота сгорания смеси 10:90 составила 19573 кДж/кг, а расход сжигаемой смеси составил 1526 т/ч.

Таблица 4

Результаты расчёта горения вНТКС смеси отходов ирядового угля марки Г

Показатель

Отходы

100%

Отходы: уголь

30%: 70%

Отходы: уголь

10%: 90%

Теплота сгорания низшая рабочая, кДж/кг

1811

15626

19573

Расход тепла на испарение влаги, ГДж

48380

48380

48380

Объём продуктов сгорания смеси, м3/кг

1,17

5,83

9,30

Температура продуктов сгорания, 0С

1050

1563

1960

Энтальпия продуктов сгорания, кДж/м3

2060

2583

3308

Энтальпия воздуха на разбавление, кДж/м3

26

26

26

Объём сушильного агента, м3/кг

5,6

39,8

79,2

Расход сжигаемой смеси, т/ч

19,155

3,033

1,526

Также были проведены исследования возможности использования отходов ЦОФ «Беловская» в строительной промышленности.

Были определены такие показатели отходов, как:

условный силикатный модуль отходов: = 1,8

алюможелезистый модуль: = 0,4

Оценена огнеупорность расчетным способом как температура плавления:

где Al2O3- приведенное содержание оксида алюминия, т. е. скорректированное с условием: Al2O3+SiO2=100;

R — сумма плавней (CaO+MgO+Na2O+K2O+TiO2+Fe2O3), рассчитанная из того же условия.

Анализ полученных данных показал, что наиболее рациональным является использование отходов (с содержанием А12О3 менее 15 % и углерода более 15 %) в качестве отощающей добавки в глиняную шихту для производства керамического кирпича полусухим методом.

Таким образом, в работе были изучены отходы флотационного отделения ОАО ЦОФ «Беловская» и предложено их комплексное использование в энергетических целях, в качестве добавки в горючую смесь с рядовым углем марки «Г» в топках низкотемпературного кипящего слоя (НТКС) для сушки угольного концентрата. А также в качестве отощающей добавки в глиняную шихту для производства керамического кирпича полусухим методом.

Предложенные методы утилизации отходов позволят увеличить резерв топлива, снизить затраты на сушку концентратов в условиях ЦОФ «Беловская», сократить нерациональное отчуждение земельных ресурсов, а также заменить дефицитное строительное сырье дешевым и более доступным.

Литература:

  1. Шпирт М. Я., Артемьев В. Б., Силютин С. А. Использование твердых отходов добычи и переработки углей. М: «Горное дело», 2013. — 432с.
  2. Горчаков Г. И., Баженов Ю. М. Строительные материалы: Учеб. для вузов. — М: Стройиздат, 1986. — 688 с.
  3. Вискин Ж. В. Сжигание угля в кипящем слое и утилизация его отходов. — Донецк: Типография «Новый мир», 1997. — 283. с.
  4. Петухов В. Н., Осина Н. Ю., Юнаш А. А., Саблин А. В. Разработка нового реагентного режима флотации углей на основе реультатов изучения термодинамических параметров адсорбции углеводородов на угольной поверхности// Кокс и химия. — 2007. — № 9. — С. 6–9.
  5. Петухов В. Н., Свечникова Н. Ю., Юдина С. В., Горохов А. В., Лавриненко А. А., Харченко В. Ф. Использование отходов флотации угля для энергетических целей в условиях ОАО «ЦОФ» «Беловская»// Кокс и химия. — 2016. — № 5. — С.38–41.
  6. Svechnikova N.Yu., Petukhov V. N., Yudina S. V., Gorokhov A. V., Lavrinenko A. A., Kharchenko V. F. Utilization of coal-flotation wastes at OAO TSOF Belovskaya//Coke and Chemistry.- 2016. — Т. 59. — № 5. — С. 200–203.
  7. Свечникова Н. Ю., Юдина С. В., Мамедалина Н. И. Анализ отходов флотационного обогащения углей// Теория и технология металлургического производства.- 2015.-№ 1 (16). -С. 19–21.
  8. Мамедалина Н. И., Свечникова Н. Ю., Юдина С. В. Использование отходов флотации в энергетических целях на ЦОФ «Беловская»// Актуальные проблемы современной науки, техники и образования.- 2015. -Т. 1.- № 1.- С. 246–249.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle