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.

Лабиринт 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

Лабиринт 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.
Основные термины (генерируются автоматически): ЦОФ «Беловская», ОАО ЦОФ «Беловская», сушки угольного концентрата, низкотемпературного кипящего слоя, топках низкотемпературного кипящего, производства керамического кирпича, отходов флотации, Свечникова Н, энергетических целях, использование отходов, отходов углеобогащения, Использование отходов флотации, использование отходов углеобогащения, отделения ОАО ЦОФ, отходы флотации, условиях ЦОФ, флотационного отделения ОАО, глиняную шихту, количество отходов флотации, отходов флотации угля.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос