СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛЬНЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2007 года по МПК B03B9/04 B03D1/02 

Предлагаемое изобретение относится к области переработки твердых отходов.

Известны способы переработки и утилизации твердых отходов, включающие их сжигание и использование шлаков и золы в качестве наполнителей (см., например, Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. - М.: Стройиздат. 1990. С.182-183). Области возможного применения золы и шлаков многочисленны. Кусковой шлак используют как заполнитель для бетона в дорожном строительстве, для теплоизоляционных засыпок; золоунос - в качестве гидравлической добавки к цементу как компонент цементной сырьевой смеси (основные золы); в качестве кремнеземистого компонента - при производстве автоклавного и безавтоклавного газобетона, легких плотных и поризированных керамзитобетонов; для производства искусственных заполнителей (аглопористого и зольного гравия, золокерамзита); как отощающую и выгорающую добавку в производстве глиняного кирпича; в качестве кремнеземного компонента при производстве силикатного кирпича. Золошлаковые смеси находят применение в производстве местных вяжущих компонентов типа известково-зольных, цементно-зольных.

Недостатком известных способов является невысокое содержание компонентов в золе и шлаках.

Известен способ щелочной обработки (вскрытия) золы каменного угля и нейтрализации полученного плава 18%-ной HCl или вскрытия золы бурого угля сплавлением со щелочью и проведения других реакций получают скандий чистотой 99,6% (Комплексное использование сырья и отходов. / Б.М.Равич, В.П.Окладников, В.Н.Лыгач и др. - М.: Химия, 1988. С.149-150).

Существенным недостатком предлагаемого способа является большой расход щелочи и многостадийность обработки золы.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является способ переработки зольных отходов, включающий переработку зольных отходов в виде разбавленной суспензии путем разделения флотацией на пенный и камерный продукты с последующим их использованием соответственно в качестве топлива и добавки для получения цемента (Заявка на изобретение "Способ переработки зольных отходов" №93008659/33, кл. 6 F23G 7/00, 1/00; заявл. 15.02.93; опубл. в бюлл. "Заявки РФ на изобретения", 1993, №11, с.57).

Существенным недостатком известного способа является неполное разделение зольных отходов, приводящее к повышенному содержанию несгоревшего угля в камерном продукте, а именно минеральной части этого отхода - золы. Последующая утилизация минеральной части золы и эффект от этого использования тем выше, чем меньше содержание в ней несгоревшего угля.

Для устранения указанного недостатка предложен способ переработки зольных отходов в виде разбавленной тонкодисперсной суспензии путем флотационной обработки, отличительной особенностью которого является то, что для более полного разделения на органическую и минеральные части флотацию проводят в двухстадийном режиме, причем на первой стадии расход воздуха составляет 0,5...1,5 м³/м² мин, а на второй - 0,1...0,3 м³/м² мин, причем с добавлением смеси углеводородсодержащего и белоксодержащего реагентов и при этом в качестве белоксодержащего реагента используют продукты переработки биомассы микроорганизмов, а в качестве углеводородсодержащего реагента используют продукты нефтепереработки, причем соотношение добавляемых углеводородсодержащего и белоксодержащего реагентов составляет соответственно от 1:1 до 1:15, и что в качестве биомассы микроорганизмов используют биомассу избыточного активного ила биологических очистных сооружений.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Зольные отходы или зола, образующиеся после сжигания угля или другого топлива, смешивают с водой с получением разбавленной тонкодисперсной суспензии, в которую вводят углеводород- и белоксодержащие реагенты в соотношении соответственно от 1:1 до 1:15 и при этом в качестве углеродсодержащего реагента используют отходы нефтепереработки, а в качестве белоксодержащего реагента биомассу микроорганизмов, в частности биомассу активного ила.

Последовательность введения реагентов, временной интервал между моментами введения реагентов и дозы реагентов имеют существенное значение для последующего разделения разбавленной тонкодисперсной суспензии флотацией. Технологическая схема флотационного разделения разбавленной тонкодисперсной суспензии золы включает проведение основной флотации, а затем флотационной перечистки получаемого пенного концентрата и контрольной флотации камерного продукта. Получаемый концентрат содержит 95-98% угля, который может быть использован в качестве дополнительного источника топлива.

Камерный продукт после контрольной флотации в виде хвостов с содержанием несгоревшего угля не более 10% используют в производстве цемента и других вяжущих и при этом качество отхода улучшается при уменьшении содержания в нем несгоревшего угля.

Эффективность предлагаемого способа иллюстрируется, но не ограничивается нижеследующими примерами.

Пример 1

Эффективность предлагаемого способа переработки зольных отходов определяли на образцах золы золоотвала ТЭЦ №12 ОАО Мосэнерго". Образцы золы смешивали с водой в массовом соотношении соответственно 1:4. Затем в полученную суспензию вводили углеводород- и белоксодержащий реагенты в соотношении 1:10. В качестве углеродсодержащего реагента использовали керосин с дозой 1,5 мг/л, а в качестве белоксодержащего реагента - биомассу активного ила с дозой 1,5 г/л. Добавление биомассы активного ила в суспензию золы было осуществлено спустя 5 минут после введения керосина. Далее разбавленную суспензию золы разделяли флотацией в 2-стадийном режиме с использованием 2-камерной флотационной механической машины и при этом расход воздуха на 1-й стадии (в первой камере) составлял 1 м³/м² мин, а на второй - 0,2 м³/м² мин. В результате флотационного разделения содержание угля в концентрате (пенном продукте) составило 98,8%, а в камерном продукте - 1,2% от исходного содержания угля в золе.

Пример 2

Переработку золы золоотовала ТЭЦ №12 ОАО "Мосэнерго" проводят, как и в примере 1, за исключением того, что расход воздуха на 1-й стадии флотации составляет 1 м³/м² мин, а на второй - 0,1 м³/м² мин. При этом соотношение углеводородсодержащего и белоксодержащего реагентов составляет 1:1.

После флотационного разделения содержание угля в концентрате (пенном продукте) составило 96,2%, а в камерном продукте - 3,8% от исходного содержания в золе.

Пример 3

Переработку золы золоотвала ТЭЦ №12 ОАО "Мосэнерго" проводили, как и в примере 1, за исключением того, что расход воздуха на 1-й стадии составил 1,5 м³/м² мин, а на второй - 0,3 м³/м² мин. При этом соотношение углеводородсодержащего и белоксодержащего реагентов составило соответственно 1:15.

После флотационного разделения содержание угля в концентрате (пенном продукте) составило 97,1%, а в камерном продукте - 2,9% от исходного содержания в золе.

При использовании известного способа (прототипа) для переработки золы содержание несгоревшего угля после флотации в концентрате (пенном продукте) составило 84,7%, а в камерном продукте - 15,3% от исходного содержания угля в золе.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет снизить содержание несгоревшего угля в камерном продукте примерно в 4-12 раз, что позволяет улучшить качество этого продукта, используемого в качестве компоненты для получения цемента, а также для других технических целей, в частности в дорожном строительстве и т.п.

Изобретение относится к области переработки твердых отходов. Позволяет увеличить степень разделения отходов. Зольные отходы или зола, образующиеся после сжигания угля или другого топлива, смешивают с водой с получением разбавленной тонкодисперсной суспензии, в которую вводят углеводород- и белоксодержащие реагенты в соотношении соответственно от 1:1 до 1:15. В качестве углеродсодержащего реагента используют отходы нефтепереработки, а в качестве белоксодержащего реагента биомассу микроорганизмов, в частности биомассу активного ила. Схема флотационного разделения разбавленной тонкодисперсной суспензии золы включает проведение основной флотации при расходе воздуха 0,5-1,5 м³/м² мин, а затем флотационной перечистки получаемого пенного концентрата при расходе воздуха 0,1-0,3 м³/м² мин и контрольной флотации камерного продукта. Получаемый концентрат содержит 85-98% угля, который может быть использован в качестве дополнительного источника топлива. Камерный продукт после контрольной флотации в виде хвостов используют в производстве цемента и других вяжущих. 4 з.п. ф-лы.

1. Способ переработки зольных отходов в виде разбавленной тонкодисперсной суспензии путем флотационной обработки, отличающийся тем, что для более полного разделения на органическую и минеральные части флотацию проводят в двухстадийном режиме, причем на первой стадии расход воздуха составляет 0,5-1,5 м³/(м² мин), а на второй - 0,1-0,3 м³/(м²·мин) с добавлением смеси углеводородсодержащего и белоксодержащего реагентов.2. Способ переработки зольных отходов по п.1, отличающийся тем, что в качестве белоксодержащего реагента используют продукты переработки биомассы микроорганизмов.3. Способ переработки зольных отходов по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеводородсодержащего реагента используют продукты нефтепереработки.4. Способ переработки зольных отходов по п.1, отличающийся тем, что соотношение добавляемых углеводородсодержащего и белоксодержащего реагентов составляет соответственно от 1:1 до 1:15.5. Способ переработки зольных отходов по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве биомассы микроорганизмов используют биомассу избыточного активного ила биологических очистных сооружений.