ISSN 1995-2732 · EISSN 2412-9003

Язык: ru

Статья: СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ СГУЩЕНИЯ И ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОТХОДОВ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ (2023)

Читать

Читать онлайн

Работа выполнена с целью выявления наиболее перспективных направлений совершенствования процессов сгущения и обезвоживания отходов флотации углей. Показано, что актуальность этой темы связана с тенденцией к увеличению объёма углей, обогащаемых флотацией, и содержания в них тонких частиц породных минералов, в том числе глинистых, что, в свою очередь, приводит к увеличению количества образующихся отходов флотации и возрастанию трудности их обезвоживания. С другой стороны, требования по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов обусловливают целесообразность работы углеобогатительных фабрик с замкнутым водно-шламовым циклом, обеспечивающим получение осветлённой чистой воды для повторного использования на фабрике и твёрдой фазы обезвоженного осадка для последующего транспортирования и складирования в сухом виде. В статье приведены сведения о составе и физико-химических характеристиках отходов флотации, влияющих на показатели процессов сгущения и обезвоживания. Рассмотрены процессы сгущения суспензий отходов флотации в сгустителях: радиальных, цилиндроконических, в том числе пастовое, и пластинчатых. Показана целесообразность применения радиальных сгустителей со взвешенным слоем и осадкоуплотнителем для получения слива с возможно более низким содержанием твёрдой фазы и концентрированной сгущённой суспензии. Приведены сведения о процессах обезвоживания отходов флотации: фильтрованием на ленточных и камерных фильтр-прессах, вакуум-фильтрах, осадительных центрифугах. Указаны достоинства и недостатки рассмотренных методов обезвоживания. Показано, что перспективными способами интенсификации процессов сгущения и обезвоживания отходов флотации являются: совместное применение коагулянтов и флокулянтов; оптимизация значений расхода флокулянтов и режима их перемешивания с суспензией, в том числе дробная подача; рециркуляция части слива в процессе сгущения.

Ключевые фразы: отходы флотации углей, обезвоживание, сгустители, фильтр-прессы, флокуляция, сгущение

Автор (ы): Лавриненко Анатолий Афанасьевич, Гольберг Григорий Юрьевич

Журнал: ВЕСТНИК МАГНИТОГОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. Г. И. НОСОВА

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

УДК: 622. Горное дело

Для цитирования:

ЛАВРИНЕНКО А. А., ГОЛЬБЕРГ Г. Ю. СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ СГУЩЕНИЯ И ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОТХОДОВ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ // ВЕСТНИК МАГНИТОГОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. Г. И. НОСОВА. 2023. Т. 21 № 3

Текстовый фрагмент статьи

Список литературы

1. Хамзина Т.А. Состояние флотации угольных шламов // Глобус. 2022. №4(73). С. 158-159.
2. Андреева Т.А. Отходы производства в угольной промышленности // X Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых “Россия молодая”, Кемерово, 24-27 апреля 2018 г. Кемерово: КузГТУ им. Т.Ф. Горбачёва, 2018. С. 53301.1-53301.4. EDN: UVVOQN
3. Техника и технология обогащения углей. Справочное пособие / под ред. В.А. Чантурия, А.Р. Молявко. 3-е изд. М.: Наука, 1995. 622 с.
4. Антипенко Л.А. Технологические регламенты обогатительных фабрик Кузнецкого бассейна. Прокопьевск: Прокопьевское полиграфическое производственное объединение, 2007. 463 с.
5. Rankine R., Pacheco M., Sivakugan N. Underground Mining with Backfills // Soils and Rocks. 2007, vol. 30, no. 2, pp. 93-101.
6. Coal mine wastes recycling for coal recovery and eco-friendly bricks production / Taha Y., Benzaazoua M., Hakkou R., Mansori M. // Minerals Engineering. 2017, vol. 107, pp. 123-138. EDN: YWBNTZ
7. Использование отходов флотации битуминозных углей в производстве керамического кирпича / Лавриненко А.А., Свечникова Н.Ю., Коновницына Н.С., Игуменшева Е.А., Куклина О.В., Хасанзянова А.И. // Химия твердого топлива. 2018. №6. С. 64-68. EDN: YNNNTN
8. Шпирт М.Я., Артемьев В.Б., Силютин С.А. Использование твердых отходов добычи и переработки углей. М.: Горное дело ООО “Киммерийский центр”, 2013. 431 с.
9. Use of coal beneficiation tailings as solid sorbents in the treatment of nitrate-contaminated real wastewater / Nunes K.G.P. Illi J.C., Dávila I.V.J., Feris L.A. // Applied Water Science. 2020, vol. 10, no. 4, p. 14. EDN: DSWCMX
10. Oruç F., Sabah E. Effect of mixing conditions on flocculation performance of fine coal tailings // Proceeding of the XXIII International Mineral Processing Congress, 3-8 September 2006, Istanbul-Turkey. Istanbul: IMPC, 2006, pp. 1192-1197.
11. Innovation in dewatering process of flotation tailings by study of particle interaction in colloidal environment / Malíková P., Thomas J., Chromíková J., Vidlář J., Kupka J. // Perspectives in Science. 2016, vol. 7, pp. 171-177.
12. Coal Flotation // Сайт 911metallurgist.com. URL: https://www.911metallurgist.com/blog/coal-flotation. (дата обращения: 20.04.2023).
13. Effects of Energy Input on the Laboratory Column Flotation of Fine Coal / Yaowen Xing, Xiahui Gui, Jiongtian Liu, Yijun Cao & Yu Lu // Separation Science and Technology. 2015, vol. 50, pp. 2559-2567.
14. Гольберг Г.Ю., Вигдергауз В.Е. Кинетические закономерности флокуляции тонкодисперсных продуктов обогащения: два механизма для частиц микронной и субмикронной крупности // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2011. №3. С. 90-96. EDN: OIHKHX
15. Chorom M., Rengasamy P. Dispersion and zeta potential of pure clays as related to net particle charge under varying pH, electrolyte concentration and cation type // European Journal of Soil Science. 1995, vol. 46, pp. 657-665.
16. Kumar S., Bhattacharya S., Mandre N.R. Characterization and flocculation studies of fine coal tailings // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2014, vol. 114, no. 11, pp. 945-949.
17. Моделирование процесса флокуляции тонкодисперсных отходов флотации углей в замкнутом водооборотном цикле / Лавриненко А.А., Гольберг Г.Ю., Палкин А.Б., Раджабов М.М. // Вода: химия и экология. 2016. №12. С. 22-28. EDN: XUZNYJ
18. De Kretser R., Scales P.J., Boger D.V. Improving clay-based tailings disposal: Case study on coal tailings // American Institute of Chemical Engineering Journal. 1996, vol. 43, no. 7, pp. 1894-1903.
19. Sharma A., Goel P. Rheological Properties of Tailings Materials // International Journal of Engineering Research & Technology. 2022, vol. 11, no. 7, pp. 80-85.
20. Fellows C.M., Doherty W.O.S. Insights into Bridging Flocculation // Macromol. Symp. 2006, vol. 231, pp. 1-10.
21. Review of equipment for mine waste: from the conventional thickener to the deep cone for paste product / Grima-Olmedo C., Butragueño-Muñoz J.A., Ramírez-Gómez A., Gómez-Limón Galindo D. // DYNA Ingenieria e Industria. 2015, vol. 90, pp. 359-365.
22. Schoenbrunn F.R. A Short History of Deep Cone Thickener Development // Paste 2007. Proceedings of the Tenth International Seminar on Paste and Thickened Tailings. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 2007, pp. 51-55.
23. Schoenbrunn F., Bach M., Miller M. The development of Paste Thickening and its Application to the minerals Industry; An Industry Review // BHM berg-und Hüttenmännische Monatshefte. Zeitschrift für Rohstoffe, Geotechnik, Metallurgie, Werkstoffe, Maschinen-und Anlangentechnik. 2015, vol. 160, no. 6, pp. 257-263.
24. Woodruff D., MacNamara L. Treatment of coal tailings. In: The coal handbook. Towards cleaner production. V. 1: Coal production. Ed. By D. Osborne. Woodhead Publishing Limited, 2013, 755 p.
25. Risk assessment methodology for paste and thickened tailings. / Fernandez-Iglesias A., Correa A., Morton O., Laine J., Luiña R., Martinez G. // Paste 2015: Proceedings of the 18th International Seminar on Paste and Thickened Tailings, Australian Centre for Geomechanics. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 2015, pp. 167-180.
26. Пастовое сгущение для экологической утилизации хвостов горного производства // Сайт Внедра.Ру. URL: www.vnedra.ru/tehnologii/pastovoe-sgushhenie- dlya-ekologichnoj-ut-1542/ (дата обращения: 20.04.2023).
27. Lamella Thickeners // Сайт 911metallurgist.com. URL: https://www.911metallurgist.com/lamella-thickeners/(дата обращения: 20.04.2023).
28. Бауман А.В. Сгущение и водооборот. Комплексные решения и “ноу-хау” // Сайт Гормашэкспорт. URL: https://gmexp.ru/netcat_files/multifile/2382/Sguschenie_i_vodooborot.pdf (дата обращения: 20.04.2023).
29. High Capacity Clarifier/Thickeners // Сайт Enviro-Clear Company, Inc. URL: http://enviro-clear.com/ clarifier-thickener/high-capacity/ (дата обращения: 20.04.2023).
30. Сингх Б., Эрдман В. Обезвоживание флотохвостов на прессе с ситовой лентой // Глюкауф. 1978. Т. 114. №7. С. 25-30.
31. Турченко В.К., Байдал В.А. Технология и оборудование для обогащения углей. М.: Недра, 1995. 359 с.
32. Godwin P., Jenson C., Park T. Dewatering Fine Coal Tailings with Recessed Chamber or Membrane Plate Filter Press // 16th Australian Coal Preparation Conference, 2017. 15 p.
33. Установка камерных фильтр-прессов на обогатительных фабриках это следование высочайшим экологическим стандартам // Сайт Холдинга “ТопПром”. URL: https://top-prom.ru/press-center/ news/ustanovka_kamernyh_filtrpressov_na_obogatitelnyh_fabrikah_eto_sledovanie_vysochajshim_ekologicheskim_standartam_holding_topprom/(дата обращения: 20.04.2023).
34. Отделить воду от кека: в России растет спрос на фильтр-прессы // Сайт dprom.online. URL: https://dprom.online/mtindustry/v-rossii-rastet-spros-na-filtr-pressy/(дата обращения: 20.04.2023).
35. Meiring S. Cake formation: three tailings filtration technologies using pressure // Paste 2021. The Proceedings of the 24th International Conference on Paste, Thickened and Filtered, Perth, 21-23 September 2021. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 2021, pp. 91-104.
36. Брук О.Л. Фильтрование угольных суспензий. М.: Недра, 1978. 271 c.
37. Hahn J., Bott R., Langeloh T. Economical dewatering of tailings for mine backfill with high performance disc filters // Mine Fill 2014. Ed. by Y. Potvin and A.G. Grice. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 2014, pp. 41-48.
38. КДФ - керамический дисковый фильтр для обезвоживания концентратов с высокоэффективными фильтрующими элементами // Сайт НТЦ “Бакор”. URL: http://www.ntcbakor.ru/kdf_rus.pdf (дата обращения: 20.04.2023).
39. Борц М.А., Гупало Ю.П. Обезвоживание хвостов флотации угольных шламов. М.: Недра, 1972. 143 с.
40. Meiring S. Thickeners versus centrifuges - a coal tailings technical comparison // Paste 2015: Proceedings of the 18th International Seminar on Paste and Thickened Tailings. Perth: Australian Centre for Geomechanics, 2015, pp. 55-65.
41. Advanced solid-liquid separation for dewatering fine coal tailings by combining chemical reagents and solid bowl centrifugation / Nguyen C.V., Nguyen A.V., Doi A., Dinh E., Nguyen T.V., Ejtemaei M., Osborne D. // Separation and Purification Technology. 2021, vol. 259, no. 15, pp. 118-172. EDN: GZWGFU
42. Линёв Б.И., Гольберг Г.Ю., Панфилов П.Ф. К вопросу об эффективности перемешивания суспензий с флокулянтами в статических перемешивающих устройствах // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: МГГУ, 2005. Деп. 15.09.2005. № 429/12-05. 14 с.
43. Лавриненко А.А., Гольберг Г.Ю. Гидродинамический режим течения минеральных суспензий, обеспечивающий сохранность флокуляционных структур // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2019. №3. С. 106-112. EDN: KQEHUX
44. Flocmaster-System. Operation Instructions. Inline-Mixer AT // Сайт YUMPU. URL: https://www.yumpu.com/en/document/view/7326243/inline-mixer-at-wwwjfknauerde-status-july-2008-jf-knauer-gmbh (дата обращения: 20.04.2023).
45. Качалова Г.С. Коагуляционно-сорбционная очистка сточных вод // Вода и экология: проблемы и решения. 2019. №2(78). С. 32-39. EDN: BWQVCN
46. A Review on Coagulation/Flocculation in Dewatering of Coal Slurry / Khazaie A., Mazarji M., Samali B. a.o. // Water. 2022, vol. 14, no. 918, 20 p.
47. Азопков С.В. Комплексные титаносодержащие коагулянты: синтез и применение: автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 2023. 18 с. EDN: CKSPUZ
48. Banisi S., Yahyaei M. Feed Dilution-Based Design of a Thickener for Refuse Slurry of a Coal Preparation Plant // International Journal of Coal Preparation and Utilization. 2008, vol. 28, no. 4, pp. 201-223.
49. Высокопроизводительный сгуститель - Metso Outotec // Сайт Metso Outotec Group. URL: https://www.mogroup.com/ru/portfolio/high-rate-thickener/(дата обращения: 20.04.2023).
50. Разделение гетерогенных систем. Осаждение, отстойники // Сайт РХТУ им. Д.И. Менделеева. URL: https://www.muctr.ru/upload/iblock/abe/Spring_14th_lecture.pdf (дата обращения: 20.04.2023).
51. Effect of Ultrasonic Frequency on Thickener Performance / Gongcheng Li, Shulong Liu, Zengsheng Wen, Guolei Liu, Yu Cui, Yajian Shao // Advances in Materials Science and Engineering. 2021. Article ID 6624704. 12 р.
52. Фильтрование технологических пульп / Белоглазов И.Н., Голубев В.О., Тихонов О.Н., Куукка Ю., Яскеляйнен Эд. М.: Руда и металлы, 2003. 320 с.

Выпуск

Т. 21 № 3 (2023)

Кол-во страниц: 196 страниц

Другие статьи выпуска

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ БОРСОДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ ИЗ КЛЮЧЕВСКОГО ЗАВОДА ФЕРРОСПЛАВОВ (2023)

Авторы: Пономарев Владимир Сергеевич, Ерохин Юрий Викторович, Фаррахова Надежда Николаевна

Постановка задачи (актуальность работы). Урал уже несколько веков является металлургическим центром России и здесь накопились большие объемы шлаков. Изучение вещественного состава шлаков является актуальной задачей, так как прежде чем их утилизировать, надо оценить их минеральный состав. Многие шлаки представляют собой потенциальную руду, которую можно дополнительно переработать. Цель работы. Изучение вещественного (минерального) состава борсодержащих шлаков Ключевского завода ферросплавов, полученных при производстве ферробора. Используемые методы. Химический состав породообразующих и рудных минералов шлака установлен на электронно-зондовом микроанализаторе CAMECA SX 100 с пятью волновыми спектрометрами (ИГГ УрО РАН, г. Екатеринбург). Для анализа использовались полированные петрографические шлифы, вырезанные из кусочков шлака. Новизна. Изучение вещественного состава шлаков проводилось с точки зрения классической минералогии и с использованием современной обязательной номенклатуры Международной минералогической ассоциации. Результат. Впервые изучена минералогия борсодержащих шлаков Ключевского завода ферросплавов. Установлено, что они сложены хибонит-Ca-Al-оксиборатовым агрегатом со значительным содержанием шпинели, корунда и присутствием различных боридов, а также хромферида и хлоралюминатов кальция и калия. Данные шлаки являются отходами ферроборного производства, а температура их образования оценивается в узких пределах - 1350-1460°С. Практическая значимость. Изученные нами шлаки можно пускать в дополнительную переработку, так как породообразующие шпинель и хибонит, а также акцессорный гексаборид кальция являются хорошим абразивным материалом, а попутно выделяемые бориды марганца и железа (они легко выделяются магнитной сепарацией) можно далее использовать в металлургическом переделе.

Сохранить в закладках

ОБОСНОВАНИЕ ИНТЕГРАТИВНОГО КРИТЕРИЯ ДЛЯ ПРОГНОЗА ВОЗМОЖНОСТИ СЕЛЕКТИВНОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ ТЕХНОГЕННОГО СЛОЖНОСТРУКТУРНОГО СЫРЬЯ (2023)

Авторы: Глаголева Ирина Викторовна, Горлова Ольга Евгеньевна, Орехова Наталья Николаевна, Колодежная Екатерина Владимировна, Колкова Мария Сергеевна

Постановка задачи (актуальность работы). Разработка простых методов критериальной оценки возможности селективной дезинтеграции на стадии мелкого дробления является актуальной задачей в связи с вовлечением в переработку небольших партий горно-металлургических отходов, значительно отличающихся по структурно-технологическим, физико-механическим и химическим свойствам. Стадия мелкого дробления часто является первым приемом дезинтеграции в схемах переработки техногенного сырья, уже частично разрушенного в первичном процессе добычи и обогащения, то есть является стадией формирования продукта, в которой по возможности должны быть вскрыты гетерофазные сростки. Для быстрой прогнозной оценки, позволяющей сделать обоснованный выбор способа мелкого дробления, обеспечивающего наибольшую селективность дезинтеграции, подходящим инструментом может быть балльная оценка. Цель работы. Обоснования пунктов и критериев балльной оценки для центробежно ударного способа измельчения на основании наших многолетних исследований минералогических, структурно-текстурных особенностей и закономерностей дезинтеграции металлургических отходов. Используемые методы. Системный подход к формированию ключевых показателей, влияющих на эффективность селективности разрушения, на основе комплексного анализа вещественных и технологических характеристик металлургических шлаков, специфических особенностей их состава, строения и свойств, полученных ранее данных об их корреляции с эффективностью разрушения техногенных сростков материала по поверхности раздела фаз при ударном способе дезинтеграции. Новизна. Впервые сделана попытка обоснования состава ключевых показателей для определения значения интегративного критерия прогноза возможности селективной дезинтеграции техногенного сложноструктурного сырья в аппаратах центробежно-ударного действия на основе балльной оценки. Результат. Предложена система критериев оценки, состав ключевых показателей и шкала оценки и интерпретации результатов. Практическая значимость. Обоснованный выбор способа мелкого дробления на основании разрабатываемого критерия позволит снизить потери в процессах обогащения.

Сохранить в закладках

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ АППАРАТА ДЛЯ МИКРОДЕЗИНТЕГРАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ В ГИДРОСМЕСЯХ (2023)

Авторы: Хрунина Наталья Петровна

Актуальность и цель исследования. Увеличение ресурсного потенциала страны зависит от расширения освоения природных и техногенных золотоносных россыпей Дальневосточного региона, большая часть которых представлена глинистой составляющей с повышенным содержанием мелких фракций. Особое значение приобретает развитие более совершенных систем, обеспечивающих разрушение микроструктурных связей глинистых минералов. Развиваются теоретические исследования и методы расчета для проектирования установок, инициирующих разрушение структурных связей минеральной составляющей в гидросмесях и работающих на основе модулирования гидродинамических воздействий с инициированием ударных нагрузок. Цель работы. Разработаны технические решения, обеспечивающие повышение технологического уровня добычи полезного ископаемого при переработке высокоглинистых песков россыпей за счет снижения потерь мелких и тонких частиц ценных компонентов путем встраивания в технологический цикл активизирующих микродезинтеграцию установок с обеспечением образования гидродинамических эффектов, способствующих усилению осцилляций посредством изменения скоростного режима. Результаты. На основе аналитического расчета получены данные по изменению массовой гидродинамической мощности и термодинамического потенциала системы в процессе деструкции минеральной составляюей гидросмеси в предлагаемой автором установке, моделирующей гидродинамические эффекты с учетом объемного расхода гидросмеси. В статье предлагается технологическая схема переработки с использованием аппарата новой конструкции для микродезинтеграции с последующим извлечением ценных минералов в тонкослойных потоках гравитационно-динамическим способом и выщелачиванием. Расчетами установлены параметры управления процессом микродезинтеграции минеральных частиц на первой ступени турбулизации в генераторе. Определяющую роль играет изменение гидродинамической силы струи, выходящей из сопла при варьировании объемного расхода гидросмеси и скорости потока гидросмеси. Изменение удельной межфазной поверхности глинистых минеральных частиц зависит также от удельной поверхностной энергии и термодинамического потенциала системы. Расчетами установлено, что при использовании центробежного насоса ПР 12,5/12,5-СП с объемным расходом гидросмеси 12 м3/ч термодинамический потенциал системы значительно увеличивается, стимулируя увеличение удельной межфазной поверхности системы частиц на пять порядков по сравнению с исходными значениями. Выводы. Развитие исследований по проектированию гравитационных установок нового типа позволит адаптировать их к использованию на природных высокоглинистых и техногенных объектах россыпей с высоким содержанием мелкого золота. Применение гидродинамического генератора, активизирующего микродезинтеграцию в гидродинамических потоках, сократит потери тонких частиц ценных компонентов и улучшит эксплуатационные показатели по обслуживанию комплекса.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: ФГБОУ ВО МГТУ имени Г.И. Носова
Регион: Россия, Магнитогорск
Почтовый адрес: 455000, Челябинская область, город Магнитогорск, пр-кт Ленина, д.38
Юр. адрес: 455000, Челябинская область, город Магнитогорск, пр-кт Ленина, д.38
ФИО: Терентьев Дмитрий Вячеславович (РЕКТОР)
Контактный телефон: +7 (351) 2688594
Сайт: https://magtu.ru

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.