Сухой способ обогащения Экибастузского угля

Сухой способ обогащения Экибастузского угля

Статья посвящена разработке новой технологии сухого способа обогащения угля, получения топливных и коксующихся брикетов из угольной мелочи и пыли высокозольных углей Экибастузского месторождения. Авторы опираются на данные, полученные в результате исследования и анализа Экибастузского угля. Кроме того, рассматриваются экологические проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды в результате уносимой угольной пылью Экибастузского месторождения и утилизации резинотехнических отходов. Авторы полагают, что разработка нового способа обогащения Экибастузского угля позволит получить достаточно дешевые топливные и коксующиеся брикеты.

По запасам угля Республика Казахстан занимает 8 место в числе 12 государств, в которых сосредоточено свыше 96% мировых запасов угля и 3 место — среди стран СНГ.

В Казахстане из 155 известных угольных месторождений изучено более 40 с промышленными запасами около 35,8 млрд. т (3,6% мировых запасов). Наиболее крупными из них являются Экибастузский угольный бассейн (12,5 млрд. т), Карагандинский (9,3 млрд. т) и Тургайский (5,8 млрд. т) [1].

Павлодарский угольный бассейн разрабатывается открытым способом, что в свою очередь отрицательно сказывается на экологической обстановке региона. Загрязняющими факторами здесь являются вскрышные работы и отвалы после них, которые надолго выводят данные участки из мест, пригодных для ведения сельского хозяйства, в категорию неблагоприятных; кроме того, одним из самых тяжелых загрязняющих факторов является унос ветром угольной пыли и мелочи с открытых угольных разработок и отвалов. Уносимые частицы осаждаются на близлежащих участках. Это наносит непоправимый вред землям, пригодным для ведения сельского хозяйства.

Одним из самых эффективных методов решения этой проблемы является использование накопившейся угольной пыли и мелочи для производства угольного брикета. Изготовление топливного брикета, при всей привлекательности этой идеи, имеет не такую уж длинную историю. Реальный интерес к этому вопросу приобрел свою остроту и актуальность только в последнее время в связи со значительным подорожанием топлива, в том числе и угольной продукции. Большинство попыток организовать производство угольных брикетов сводилось на нет либо дороговизной технологии, либо неудовлетворительным качеством и характеристиками полученных брикетов, связанными с применением дешевых, но плохо горючих связующих веществ, которые многократно увеличивали зольность и минимизировали результативность продаж. Сущность идеи заключается в получении брикетов из угольной мелочи и пыли высокозольных углей Экибастузского месторождения с возможностью последующего коксования.

В ходе исследования и анализа Экибастузского угля нами было установлено, что в основном объеме добываемого угля около 37% составляет угольная мелочь фракцией порядка 0,1−1,6 мм. Это позволяет получать топливные и коксуемые брикеты с минимальными затратами на подготовку. Кроме того, известно, что в Экибастузском угле может содержаться около 46−67% балласта. Это значит, что при сжигании 1 кг угля тепло будет выделять только 54−33% топлива, остальное останется просто золой. При транспортировке Экибастузского угля мы обычно возим в среднем около 50% балласта, который обычно компенсируется относительно невысокой ценой исходного сырья. Поэтому, если исходить из того, что в качестве сырья для брикетов будет использоваться угольная мелочь, зачастую уносимая ветром и которую можно считать прямыми потерями, то это, в свою очередь, позволит нам предложить на рынок топливные брикеты для бытовых печей частного сектора и слоевых топок различных котельных по цене сопоставимой с ценой исходного сырья.

Таким образом, запросы потребителей, а также повышение железнодорожных тарифов, эффективности энергетических мощностей и экологические требования внутри страны уже сегодня заставляют заниматься развитием обогащения углей энергетических марок.

уголь экибустузское месторождение обогащение Процесс обогащения состоит из следующих операций: дробления, измельчения, просеивание, классификаций либо флотаций, сушки и повторного дробления. Как показывает практика, энергетические затраты на традиционное обогащение Экибастузского угля не оправдывают себя, так как все выше перечисленные технологические операций довольно энергоемкие. Поэтому данная проблема в настоящее время является актуальной. По сути, обогащение угля — это процесс классификации, дробления, снижения серосодержания, зольности и повышения его теплотворной способности. Для энергетических марок углей из-за неоднородности угольной массы в первую очередь важны два показателя — зольность и серность.

Сущность нашей идеи заключается в получении брикетов из угольной мелочи и пыли высокозольных углей Экибастузского месторождения с возможностью последующего коксования, путем повышения в нем содержания углерода, то есть теплотворной части. Для этих целей планируется использование разрабатываемой на данный момент технологии получения технического углерода путем переработки резинотехнических отходов. Проведенные предварительные эксперименты четко показали пригодность технического углерода для обогащения топливных и коксуемых брикетов. Таким образом, попутно решается задача утилизации этих самых резинотехнических отходов, которые, как известно, являются одними из самых широко распространенных видов отходов.

Одной из проблем брикетирования на данный момент является невозможность получения брикетов без внесения в него негорючих связующих, которые, в свою очередь, снова будут повышать и без того высокую зольность брикетов. В данном проекте, в качестве ноу-хау, рассматривается возможность применения в роли связующего переработанные органические продукты жизнедеятельности крупного рогатого скота или некоторые побочные продукты перегонки нефти, которые являются горючими веществами и не будут снижать процентное содержание теплотворной части брикета.

При работе над проектом были проведены эксперименты, в ходе которых было установлено следующее:

• · при применении органических связующих и связующих из нефтепродуктов прочность брикетов остается на приемлемом уровне;
• · теплотворность брикетов не уступает теплотворности угля;
• · обогащенные брикеты поддаются коксованию;
• · брикеты после коксования обладают повышенными физико-механическими свойствами по сравнению с углем;
• · высокий выход технического углерода, вследствие чего себестоимость технического углерода, как правило, ниже, чем себестоимость технического углерода, полученного другими способами;
• · легкость управления процессом получения технического углерода;
• · возможность полной автоматизации процесса получения технического углерода.

1. Турченко В. К., Байдал А. К. — Технология и оборудование для обогащения углей. — Москва: Недра, 1995.