СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ УГОЛЬНОГО ШЛАМА И УГЛЯ Российский патент 2013 года по МПК B03D1/02 

Описание патента на изобретение RU2494817C1

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения угля, угольного шлама, технического углерода, шламовых вод угольных предприятий и т.д.

Известна технология обогащения угольных шламов (Ignasiak L., Szymocha К., Pawlak W., Kramer J. Engineering development of selective agglomeration technology. Proc. 12-th International Coal Preparation Congress «New trends in coal preperation technologies and eguipment», 1994, Cracow, vol.2, 809-816), которая включает подачу в суспензию масляного реагента (дизельное топливо или его смеси с тяжелыми маслами) в количестве 0,3-1,5%, масляную агломерацию частиц угля, проходящую при скорости вращения мешалки 1600-2400 об/мин в течение времени до 4 мин, отделение образовавшихся угольных микроагломератов с помощью пенной флотации в присутствии пенообразователя.

Недостатками этого способа являются большой расход масляного реагента (до 1,5%) при масляной агломерации шлама и высокие энергозатраты на перемешивание суспензии. Добавление большого количества масляного реагента вызвано необходимостью увеличения числа капель масла в суспензии для повышения вероятности их столкновения с частицами и обеспечения достаточного количества масла для полного извлечения всех угольных частиц (включая микрочастицы) в углемасляные агломераты за ограниченный отрезок времени.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по сущности и достигаемому результату является способ обогащения угольных шламов (Патент РФ №2223828 МПК 130301/02, опубл. 20.02.2004 г.), который включает операцию селективной масляной агломерации угольных частиц при перемешивании суспензии вращающейся мешалкой в течение 2-3 мин.

Недостаток этого способа заключается в подаче в систему диспергированного воздуха традиционным путем, т.е. с использованием насадки для подачи воздуха.

Применение установок с насадками для подачи воздуха имеет ряд недостатков: это их забивка, налипание на насадку углемасляных гранул, что приводит к проблемам в обслуживании установки и искажает результаты исследований.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности процесса обогащения угольного шлама и угля.

Технический результат достигается тем, что в способе обогащения угольного шлама и угля, включающем масляную агломерацию угольных частиц при перемешивании суспензии вращающейся мешалкой в течение 2-3 мин, согласно изобретению проводят интенсивное смешивание угольного шлама или угля и воды со скоростью вращения мешалки 1000-1500 об/мин, добавляют масляный реагент в количестве 8-10% от массы угольных частиц, смесь перемешивают еще в течение 5-8 мин со скоростью 1000-1500 об/мин, постепенно с интервалом 1-2 мин увеличивая скорость вращения мешалки до 4000 об/мин.

Заявляемый способ обогащения угольного шлама и угля осуществляют следующим образом.

В емкость наливают воду, загружают угольный шлам или уголь. Проводят интенсивное смешивание угольного шлама или угля и воды в течение 2-3 мин при помощи турбинной мешалки, соединенной с двигателем. В данной конструкции отсутствуют преградители, разрушающие «воронку», и интенсивность перемешивания достигается путем ее «разрыва». Регулирование процесса перемешивания осуществляют при помощи пульта управления.

Начальная стадия протекания процесса обогащения характеризуется увеличением числа оборотов мешалки и, как следствие, увеличением диаметра воронки и интенсивным перемешиванием.

В водно-угольную суспензию добавляют реагент-собиратель в количестве 8-10% от массы угольных частиц, и смесь перемешивают еще в течение 5-8 мин. со скоростью 1000-1500 об/мин.

На стадии обогащения угольного шлама или угля оптимальное время перемешивания суспензии с реагентом-собирателем составляет 5-8 мин. Перемешивание менее 5 мин приводит к уменьшению извлечения угля из шлама до 79%, увеличению содержания серы в угле до 0,33% и соответственно снижению зольности отходов до 75%. Это объясняется тем, что реагент-собиратель (например, мазут) не успевает полностью смочить поверхность угольных частиц. Увеличение времени перемешивания свыше 8 мин не приводит к повышению степени извлечения и зольности отходов, поэтому нецелесообразно вести перемешивание более длительное время, так как расходуется дополнительная энергия.

Скорость перемешивания суспензии составляет 1000-1500 об/мин. При увеличении числа оборотов более 1500 об/мин особенно при низких концентрациях суспензии происходит разрушение гранул до размеров 1-2 мм. Снижение числа оборотов менее 1000 об/мин способствует увеличению размеров углемазутных гранул до 3-4 мм, что нежелательно.

Постепенно с интервалом 1-2 мин увеличивают скорость вращения мешалки, достигая скорости вращения 4000 об/мин. Образуется пена, содержащая угольный концентрат.

С увеличением числа оборотов воронка увеличивается не только в диаметре, но и по высоте. Достигая непосредственно лопасти мешалки, она огибает ее и в окончании контура мешалки происходит разрыв воронки и интенсивное засасывание воздуха в реакционную среду из-за разрежения системы. При этом происходит закрепление пузырьков воздуха на смоченных реагентом угольных частицах, увеличивается число соударений частиц, образуются угольные агломераты.

Интенсивность перемешивания и образование угольных агломератов достигаются путем «разрыва» воронки при скорости 4000 об/мин.

Подача воздуха без использования насадки имеет ряд преимуществ.

В таблице дана сравнительная характеристика угольных концентратов, обогащенных способом, описанном в прототипе (с использованием насадки для подачи воздуха) и заявляемым способом обогащения угольного шлама и угля (без использования насадки).

Для исследования выбрали угольные шламы средней зольности углей марок Д (Ad=18,5% масс.), Г (Ad=38,0%) и К (Ad=34,5%), где Ad - зольность. В качестве реагента-собирателя использовалось отработанное машинное масло с эксгаустеров машинного зала коксохимического производства.

Таблица Наименование способа Зольность угля A к о н ц . d , % мас. Выход продукта, % мас. Период опыта, мин Д Г К Д Г К Д Г К Способ обогащения угольного шлама (с применением насадки для подачи воздуха) 6,0 9,0 6,2 80 82 83 26 28 24 Способ обогащения угольного шлама и угля (без использования насадки) 4,8 7,0 5,4 84 84 84 20 24 18

Из данных, представленных в таблице, видна эффективность применения заявляемого способа обогащения угольного шлама и угля. Так, в случае использования заявляемого способа зольность обогащенного угольного шлама и угля ниже, выход продукта выше, период опыта меньше, чем при использовании традиционного способа обогащения.

Зольность полученных концентратов не превышает 10 мас.%, что говорит о приемлемости полученных угольных концентратов для технологии коксования и энергетики; высокий выход продукта и более низкая зольность концентратов по заявляемому способу обогащения угольного шлама и угля обусловлены полнотой разделения органической и минеральной частей угольного шлама в процессе обогащения.

Пример осуществления способа.

В цилиндрическую емкость наливают воду объемом 850 мл, загружают уголь массой 200 г. Производят интенсивное смешивание угля и воды при помощи мешалки, соединенной с двигателем. В данной конструкции отсутствуют преградители, разрушающие «воронку», и интенсивность перемешивания достигается путем ее «разрыва».

Отработанное машинное масло с эксгаустеров машинного зала коксохимического производства добавляют в количестве 30 мл, и всю смесь перемешивают еще в течение 5-8 мин.

Регулирование процесса перемешивания осуществляют при помощи пульта управления. Применяют мешалку турбинного типа.

Постепенно с интервалом 1-2 мин увеличивают скорость вращения мешалки, достигая скорости вращения 4000 об/мин. Образуется пена, содержащая угольный концентрат с зольностью 4,8% мас. Выход продукта составил 84%.

Предложенный способ обогащения угольного шлама и угля повышает эффективность процесса обогащения, позволяет получать угольный концентрат со сниженной зольностью, обеспечивает более высокий выход продукта и уменьшает время проведения процесса обогащения.

Похожие патенты RU2494817C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ 2020
  • Александрова Татьяна Николаевна
  • Кусков Вадим Борисович
  • Афанасова Анастасия Валерьевна
RU2739182C1
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНОЙ ШИХТЫ К КОКСОВАНИЮ 2008
  • Солодов Геннадий Афанасьевич
  • Папин Андрей Владимирович
  • Неведров Александр Викторович
  • Жбырь Елена Викторовна
  • Бабенко Сергей Александрович
  • Семакина Ольга Константиновна
RU2360943C1
СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ КОКСОВОЙ ПЫЛИ 2011
  • Папин Андрей Владимирович
  • Солодов Вячеслав Сергеевич
  • Косинцев Виктор Иванович
  • Сечин Александр Иванович
  • Черкасова Татьяна Григорьевна
  • Игнатова Алла Юрьевна
  • Неведров Александр Викторович
  • Макаревич Евгения Анатольевна
RU2468071C1
Способ обогащения угольных шламов 2002
  • Клейн М.С.
RU2223828C2
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОГО ОСТАТКА ПИРОЛИЗА АВТОШИН 2014
  • Папин Андрей Владимирович
  • Игнатова Алла Юрьевна
  • Макаревич Евгения Анатольевна
  • Невердов Александр Викторович
RU2557652C1
ВОДОУГЛЕРОДНОЕ ТОПЛИВО НА ОСНОВЕ ТВЕРДОГО ОСТАТКА ПИРОЛИЗА АВТОШИН 2015
  • Папин Андрей Владимирович
  • Игнатова Алла Юрьевна
  • Макаревич Евгения Анатольевна
  • Неведров Александр Викторович
RU2603006C1
СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ КОКСОВОЙ ПЫЛИ СО СВЯЗУЮЩИМ ПЕКОМ, ПОЛУЧЕННЫМ ИЗ КАМЕННОГО УГЛЯ ТЕРМОРАСТВОРЕНИЕМ В АНТРАЦЕНОВОЙ ФРАКЦИИ 2023
  • Черкасова Татьяна Григорьевна
  • Папин Андрей Владимирович
  • Неведров Александр Викторович
  • Игнатова Алла Юрьевна
  • Макаревич Евгения Анатольевна
  • Боброва Ирина Витальевна
RU2820902C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА И ЕГО СОСТАВ 2005
  • Потапов Вадим Петрович
  • Солодов Геннадий Афанасьевич
  • Заостровский Анатолий Николаевич
  • Папин Андрей Владимирович
  • Бабенко Сергей Александрович
  • Семакина Ольга Константиновна
RU2277120C1
КОМПОЗИЦИОННОЕ ТОПЛИВО 2018
  • Папин Андрей Владимирович
  • Игнатова Алла Юрьевна
  • Попов Василий Сергеевич
  • Кононова Арина Сергеевна
  • Макаревич Евгения Анатольевна
RU2664330C1
ТОПЛИВНЫЙ БРИКЕТ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНОГО ОСТАТКА ПИРОЛИЗА АВТОШИН 2015
  • Папин Андрей Владимирович
  • Игнатова Алла Юрьевна
  • Неведров Александр Викторович
  • Макаревич Евгения Анатольевна
RU2608733C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ УГОЛЬНОГО ШЛАМА И УГЛЯ

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения угля, угольного шлама, технического углерода, шламовых вод угольных предприятий и т.д. Способ обогащения угольного шлама и угля включает масляную агломерацию угольных частиц при перемешивании суспензии вращающейся мешалкой в течение 2-3 мин. Интенсивное смешивание угольного шлама или угля и воды проводят со скоростью вращения мешалки 1000-1500 об/мин, затем добавляют масляный реагент-собиратель в количестве 8-10% от массы угольных частиц, смесь перемешивают еще в течение 5-8 мин со скоростью 1000-1500 об/мин, постепенно с интервалом 1-2 мин увеличивая скорость вращения мешалки до 4000 об/мин. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса обогащения угольного шлама и угля. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 494 817 C1

Способ обогащения угольного шлама и угля, включающий масляную агломерацию угольных частиц при перемешивании суспензии вращающейся мешалкой в течение 2-3 мин, отличающийся тем, что проводят интенсивное смешивание угольного шлама или угля и воды со скоростью вращения мешалки 1000-1500 об/мин, добавляют масляный реагент-собиратель в количестве 8-10% от массы угольных частиц, смесь перемешивают еще в течение 5-8 мин со скоростью 1000-1500 об/мин, постепенно с интервалом 1-2 мин увеличивая скорость вращения мешалки до 4000 об/мин.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2494817C1

Способ обогащения угольных шламов 2002
  • Клейн М.С.
RU2223828C2
Способ обработки угля 1923
  • В.Э. Трент
SU2652A1
Способ отделения углеродистых горючих материалов от минеральных примесей 1923
  • В.Э. Трент
SU5278A1
Способ обогащения и обезвоживания угля "ОВЗУМС 1984
  • Елишевич Аркадий Танхумович
  • Оглоблин Николай Дмитриевич
  • Белецкий Владимир Стефанович
  • Ильин Александр Петрович
  • Квасов Адольф Васильевич
  • Гавриленко Василий Евдокимович
  • Здравчев Виталий Павлович
  • Кочетов Виктор Васильевич
  • Левандович Александр Павлович
SU1248661A1
СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ КАМЕННОГО УГЛЯ 1988
  • Антонио Веттор[It]
  • Нелло Пассарини[It]
  • Армандо Маркотуллио[It]
RU2014349C1
СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ КАМЕННОГО УГЛЯ 1988
  • Антонио Веттор[It]
  • Нелло Пассарини[It]
  • Армандо Маркотуллио[It]
RU2014350C1
US 4416769 А, 22.11.1983
US 4998624 А, 12.03.1991.

RU 2 494 817 C1

Авторы

Папин Андрей Владимирович

Солодов Вячеслав Сергеевич

Косинцев Виктор Иванович

Сечин Александр Иванович

Игнатова Алла Юрьевна

Неведров Александр Викторович

Жбырь Елена Викторовна

Макаревич Евгения Анатольевна

Даты

2013-10-10Публикация

2012-03-20Подача