Переробка шламів мулонакопичувачів і шламовідстійників.
В. Г. Самойлик, Н.А. Цевма
В даний час при незначній видобутку вугілля і в зв'язку з його низькою якістю виникає дефіцит енергетичних і коксівного вугілля. У зв'язку з цим за останні кілька років в Україні різко зріс інтерес до переробки вторинної сировини, що міститься в шламовідстійниках і мулонакопичувачах, які, по суті, є техногенними родовищами. Це обумовлено рядом причин:
- простоту видобутку сировини і його невисока собівартість;
- критичний стан більшості діючих мулонакопичувачів, що значно ускладнюють роботу ОФ.
За різними оцінками в мулонакопичувачах зараз знаходиться близько 110 млн. Т шламів із зольністю 45-50%. Експлуатація шламових відстійників і мулонакопичувачів вимагає відторгнення великих земельних площ. Під шламові відстійники в Україні зайнято понад 500 га земель, під мулонакопичувачі - понад 1500 га. Для будівництва нових сховищ необхідно землі з розрахунку 15-25 га на 1 млн. Т складованих відходів флотації або мулів, що відповідає приблизно 100 га в рік.
Застосовувані на вуглезбагачувальних фабриках схеми обробки відходів флотації можуть бути зведені до наступних основних варіантів.
1. Найпростіша схема згущення передбачає подачу мулів в зовнішні секційні відстійники або ставки-мулонакопичувачі безпосередньо після флотаційних машин без попереднього згущення.
2. Попереднє згущення відходів флотації в радіальних згущувачах з добавкою флокулянтів і подальшої перекачуванням згущеного продукту в зовнішні відстійники або мулонакопичувачі насосами.
3. Зневоднення попередньо згущених відходів флотації в осаджувальних центрифугах.
4. Згущення відходів в радіальних згущувачах, одне або двостадійна класифікація згущеного продукту в гидроциклонах, подача виділеної зернистої частини відходів на стрічкові вакуум-фільтри, а слива гидроциклонов в мулонакопичувач.
5. Глибоке згущення відходів флотації в циліндро-конічних або радіальних згущувачах з подальшою подачею згущеного продукту в горизонтальні камери або стрічкові крупно метражні фільтр-преси. Зневоднений продукт вивозиться споживачам або на складування в відвал.
6. Продукт, отриманий за попередньою схемою, піддається термічній обробці в сушильних барабанах з ланцюговими насадками перед відправкою споживачам.
Зневоднені за варіантами 3, 4 і 5 флотохвости можуть складуватися в певній пропорції і за спеціальною технологією в суміші з відходами гравітації, а зневоднені відходи за варіантами 5 і 6 можуть служити в якості компонентів палива при виготовленні продукції будівельної індустрії.
Розробка мулонакопичувачів в даний час здійснюється за різними схемами, що включає операції класифікації, зневоднення і, в деяких випадках, збагачення зернистого продукту.
Залежно від характеристик вихідного продукту можуть бути використані наступні схеми:
1. Витяг хвостів флотації з мулонакопичувача проводиться земснарядом, далі з витягнутою маси виділяють грубозернисті низькозольні шлами за допомогою грохотів. Отриманий матеріал (клас + 0,1) використовується в якості енергетичного палива. Клас -0,1 мм повертається в мулонакопичувач.
2. Витягнуті з мулонакопичувача хвости направляють на класифікацію на гуркоту або гідроциклони. Виділений крупнозернистий шлам (клас + 0,1) піддається збагаченню на спіральних сепараторах, зневоднення і використовується в якості енергетичного палива. Відходи збагачення разом з тонкими шлаками (клас-0,1) і фугато повертаються в мулонакопичувач.
3. Схема відрізняється від попередньої тим, що відходи збагачення разом з тонкими шлаками і фугато після згущення обезвоживаются на прес-фільтрах і коржі відвантажуються в породний відвал.
Недоліками схем 1 і 2 є те, що в мулонакопичувач знову скидаються ще більш високозольні відходи, що не вирішує проблему звільнення накопичувачів і погіршує цінність їх твердої фази в зв'язку зі збільшенням вмісту мулистих частинок.
Схема 3 позбавлена цього недоліку, проте в цьому випадку в породний відвал складується матеріал з зольністю 60 65%, тобто мають місце втрати горючої маси.
У зв'язку з перерахованими недоліками застосовуваних технологічних схем переробки шламів мулонакопичувачів і шламових відстійників пропонується комплексна схема, що забезпечує безвідходність і замкнутість технологічного циклу, що виключає потребу в додатковій підживлення технічною водою і скидання неочищеної шламової води в зовнішні водойми.
За даною схемою шлам, витягнутий з відстійника, класифікується. Зернистий продукт надходить на збагачення. Концентрат, після зневоднення на стрічковому вакуум фільтрі, направляється в барабанний термогранулятор. Тонкі шлами і слив вакуум-фільтрів надходять на згущення в циліндро-конічний згущувач і далі разом з відходами збагачення після зневоднення - в випалювальний барабан.
На всіх технологічних операціях може бути використано обладнання вітчизняного виробництва. Так для класифікації можна взяти стрічковий класифікатор КЛ-10 і гидроциклон ГЦМ-360; для збагачення зернистого продукту - циклон-сепаратор ЦС500 / 360 або гвинтовий сепаратор СВЗ-1250, для зневоднення відходів і концентрату - стрічковий вакуум-фільтр з сітчастою стрічкою ЛПБ-10.
В результаті переробки шламу виходить:
1. гранульоване енергетичне паливо, підготовлене до ефективного спалювання на теплоенергетичних установках;
2. обпалені пористі заповнювачі бетону (аглопорит, керамзит) або дорожньо-будівельні матеріали;
3. освітлена оборотна вода для повторного використання при гідровиемке і гідротранспортування шламу з мулонакопичувача.
Певна частина гранульованого палива споживається на місці для спалювання в топках установок термогрануляціі і випалу.
Список літератури
1. Ю.Л. Папушин. Мулонакопичувачі. Збірник праць кафедри ОПИ ДонНТУ.