ИССЛЕДОВАНИЕ  ОТХОДОВ  ФЛОТАЦИОНОГО  ОБОГАЩЕНИЯ  УГЛЯ  ЦОФ  «БЕЛОВСКАЯ»

Мамедалина  Надежда  Ивановна

cтудент  4  курса,  кафедра  физической  химии  и  химической  технологии  ФГБОУ  ВПО  МГТУ  им.  Г.И.  Носова,  РФ,  г.  Магнитогорск

Е-mail: 

Свечникова  Наталья  Юрьевна

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук  доцент  кафедры  физической  химии  и  химической  технологии  ФГБОУ  ВПО  МГТУ  им.  Г.И.  Носова,  РФ,  г.  Магнитогорск

Е-mail: 

В  настоящее  время  одним  из  острых  вопросов,  является  вопрос  увеличения  товарных  ресурсов  обогащенного  угля,  за  счет  сокращения  до  минимума  потерь  горючей  массы  с  отходами  обогащения  или  вовлечения  в  товарное  потребление  углесодержащих  отходов,  находящихся  в  шламонакопителях  и  породных  отвалах  обогатительных  фабрик.

На  кафедре  физической  химии  и  химической  технологии  в  ФГБОУ  ВПО  МГТУ  им.  Г.И.  Носова  г.  Магнитогорск  были  изучены  отходы  флотации  ЦОФ  «Беловская»  —  основного  поставщика  угольных  концентратов  на  коксохимическое  производство  ОАО  «ММК»  г.  Магнитогорска.  Проведены  следующие  исследования:  технический  и  ситовый  анализ,  содержание  воды  и  углерода  на  анализаторе  CW  MULTISHASE  фирмы  ELTRA,  содержание  минеральных  компонентов  на  энергодисперсионном  рентгеновском  спектрометре  ARL  QUANT'X,  а  также  изучена  флотационная  активность  отходов.

Для  исследования  усредненная  проба  была  измельчена  на  валковой  дробилке  и  истирающем  диске  до  крупности  -0,5  мм.  Анализ  показал,  что  отходы  флотации  представляют  собой  сфлокулированные  гранулы  крупностью  +0,5  мм,  зольностью  69,8  %  и  выходом  летучих  веществ  16,6  %.  В  таблице  1  приведен  ситовый  анализ  полученных  отходов.

Из  таблицы  1  видно,  что  распределение  по  классам  и  зольности  не  равномерное,  так  меньший  выход  у  класса  0,5—0,25  мм  —  7,75  %  с  зольностью  70,39  %.  Наибольший  выход  31,25  %  имеет  класс  -0,05  мм,  при  этом  он  является  более  минерализованным,  его  зольность  составляет  70,55  %. 

Наименьшую  зольность  66,17  %  имеет  класс  0,1—0,05  мм  с  выходом  24,25  %,  что  свидетельствует  о  лучшем  раскрытии  угольных  сростков  данного  класса. 

Таблица  1.

Ситовый  анализ  отходов  флотации  ЦОФ  «Белон»

Исследование  на  содержание  углерода  и  воды  проводились  на  анализаторе  CW  MULTISHASE,  фирмы  ELTRA  при  температуре  650  °С.  Принцип  действия  анализатора  основан  на  нагревании  и  сжигании  испытуемого  образца  в  высокочастотной  индукционной  печи  в  потоке  кислорода  в  условиях  избыточного  давления  газа  и  дальнейшем  анализе  образующихся  газообразных  соединений.  Градуировка  анализатора  производиться  по  стандартным  образцам  состава  твердых  материалов,  аттестованных  по  массовой  доле  углерода  и  воды.  Прибор  имеет  две  независимые  ИК-ячейки,  чувствительность  которых,  можно  регулировать  по  запросу.  Длину  поглощения  ИК-излучения  можно  выбрать  индивидуально  для  оптимальной  точности  анализа  высокого  и  низкого  содержания  СО2  и  Н2О,  на  рисунке  1  представлен  спектр  ИК-излучения  усредненной  пробы  отходов  флотации  ЦОФ  «Беловская». 

В  таблице  2  видно,  что  общее  содержание  воды  составляет  12,38  %,  содержание  органического  углерода  17,73  %,  а  водорода  1,21  %. 

Рисунок  1.  Спектр  ИК-излучения  пробы  отходов  флотации  ЦОФ  «Беловская»

Таблица  2. 

Содержание  воды  и  углерода  в  отходах

Анализ  минеральной  части  отходов  флотации  на  энергодисперсионном  рентгеновском  спектрометре  ARL  QUANT'X  был  проведен  полуколичественным  методом.  Данный  метод  позволяет  определить  в  исследуемых  образцах  элементы  от  Na  до  U  с  процентным  содержанием  от  10-4  %.  Измерения  производятся  неразрушающим  методом.  Время  определения  одного  элемента  —  от  10  секунд.

Бесстандартный  полуколичественный  анализ  производится  с  помощью  программы  UniQuant.  В  этом  случае  время  анализа  возрастает  до  2-х  часов,  так  как  образец  исследуется  на  все  элементы,  а  результатом  анализа  является  процентное  содержание  элементов  [1,  с.  165].

Результаты  полуколичественного  анализа  минеральной  части  отходов  представлены  в  таблице  3.  Минеральная  часть  отходов  состоит  в  основном  из  оксидов  кремния,  алюминия  и  кальция  —  62,8  %,  а  также  содержит  в  небольших  количествах  оксиды  железа,  калия,  магния,  титана  —  6,6  %,  кроме  того,  в  отходах  содержится  элементарная  сера  —  0,4  %. 

Таблица  3.

Полуколичественный  анализ  на  содержание  минеральных  компонентов

Исследование  флотационной  активности  отходов  показали,  что  они  имеют  низкую  флотационную  активность.  В  таблице  4  приведены  результаты  флотации  отходов  с  использованием  различных  флотационных  реагентов. 

Так,  при  использовании  наиболее  эффективного  реагентного  режима:  ГФО  и  Экофол  440S  —  выход  концентрата  составил  7,3  %  с  зольностью  57,9  %. 

Таблица  4.

Влияние  реагентного  режима  на  показатели  флотации  угольных  отходов  ЦОФ  «Беловская»

Низкая  флотационная  активность  отходов,  так  же  объясняется  тем,  что  на  ЦОФ  «Беловская»  с  целью  обезвоживания  и  сгущения  проводиться  обработка  отходов  анионным  флокулянтом,  что  ухудшает  гидрофобность  угольных  частиц  отходов  [2,  с.  50]. 

Таким  образом,  в  настоящее  время  на  ЦОФ  «Беловская»  актуальным  является  изучение  накопившихся  отходов  угольного  обогащения  и  дальнейшая  разработка  принципиальных  основ  переработки. 

Отходы  флотации  представляют  собой  сфлокулированные  гранулы  крупностью  +0,5  мм,  с  зольностью  69,8  %  и  влажностью  12—13  %.  Содержание  органического  углерода  составляет  17,73  %,  водорода  1,21  %,  а  минеральная  часть  представляет  собой  оксиды  кремния,  алюминия  и  железа.

При  этом  отходы  имеют  низкую  флотационную  активность. 

Дальнейшие  исследования  будут  направлены  на  подбор  эффективных  реагентов,  обеспечивающих  выход  концентрата  в  пределах  10  %  с  зольностью  40—50  %,  а  также  будет  изучена  возможность  использования  полученного  продукта  в  энергетических  целях  на  ЦОФ  «Беловская».

Список  литературы:

1.Понамарева  Т.Б,  Шабалин  Е.И.,  Шабалина  Ю.В.,  Шипилова  Н.А.  Определение  химического  состава  природных  и  техногенных  ресурсов  на  базе  энергодисперсионного  рентгеновского  спектрометра  ARL  QUANT'X:  материалы  71-й  межрегиональной  научно-технической  конференции  /под  ред.  В.М.  Колокольцева.  Магнитогорск:  Из-во  гос.  тех.  ун-та  им.  Г.И.  Носова,  —  2013.  —  Т.  1.  —  с.  165—168.

2.Разумов  К.А.  Флотационный  метод  обогащения.  Ленинград,  1975.  —  272  с.