Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Визначення і загальний опис
Збагачення вугільних шламів масляною агрегацією належить до нетрадиційних методів збагачення шламів, але добре вивчених у лабораторних, стендових, полігонних та дослідно-промислових умовах, належить клас фізико-хімічних методів, які відомі в Україні під назвою масляної грануляції й агломерації. Вони застосовуються для збагачення, зневоднення та облагороджування корисних копалин, зокрема вугілля. При цьому діапазон зольності вихідного вугілля широкий — від 10-15 до 60-75 %, а процес вирізняється високим самовирівнюванням, що забезпечує стабільні характеристики концентрату при коливанні характеристик збагачуваного вугілля в широких межах.
Різновиди процесу
Розрізняють масляну грануляцію (зерна до 3-5 мм, витрати реагенту — від 8-10 до 40-50 мас. %) і агломерацію (полідисперсний матеріал 0-3(5) мм, витрати реагенту становлять 2-7 мас. %). Як реагент застосовують різні нафтопродукти, кам'яновугільні смоли, вторинні масла. Гранулят являє собою моно- або полідисперсний продукт крупністю від 0,5-0,7 до 7-10 мм. Агломерат — частково згранульований полідисперсний матеріал крупністю від 0,2-0,3 мм і більше.
Суть і технологічні результати
У загальному випадку суть методу полягає у вибірковій агрегації гідрофобних вугільних частинок у водовугільній гідросуміші аполярним вуглеводневим зв'язуючим (маслом) у відносно міцні вуглемасляні агрегати (агломерати, гранули). При цьому гідрофільні мінеральні частинки, які не змочуються маслом, залишаються у водній фазі гідросуміші в диспергованому стані. Найвідомішими закордонними технологіями масляної грануляції (агломерації) тонкодисперсного вугілля є Трент-процес; процеси CFRI (Індія); NRCC (Канада); метод фірми «Шелл»; метод ВНР (Австралія); процес ВУХИНа (Росія) та ін. В Україні широкі дослідження з масляної грануляції (агломерації) вугілля проведені в Донецькому державному технічному університеті. Ці процеси, на відміну від згаданих вище, дають можливість високоефективного збагачення тонкодисперсного вугілля (майже до 0 мм), тому зупинимося на них докладніше.
Масляна грануляція — складний багатоетапний процес, протікання якого можливе за двома принципово різними механізмами — «амальгамним» і «коалесцентним». У першому випадку при перемішуванні водовугільної суспензії зі зв'язуючим у турбулентно-му режимі мають місце такі субпроцеси: наповнення плівки зв'язуючого органічною масою з утворенням вугіллянаповненої «амальгами»; руйнування останньої на первинні агрегати; обкатування агрегатів до утворення вуглемасляних гранул переважно сферичної форми. Ефективність процесу грануляції в цілому багато в чому визначається умовами утворення і руйнування вуглемасляної «амальгами». Ця ефективність максимальна при досягненні граничного насичення об'ємної вуглеводневої плівки вугільними фракціями (вугленаповнену плівку умовно називають «амальгамою»). При подальшому перемішуванні гідросуміші «амальгама» втрачає свої тиксотропні властивості та руйнується, утворюючи локальні вугіль-номасляні структури. Досягнення граничного насичення «амальгами» забезпечується відповідним технологічним режимом процесу (числом Re, рН середовища, підбором та співвідношенням пар «вугілля-зв'язуюче», питомими витратами реагенту-зв'язуючого, густиною гідросуміші тощо). Механізм «амальгамного» гранулоутворення реалі-зується при масляній грануляції вугілля в суспензіях (гідросумішах) високої густини (300—500 кг/м³), витратах зв'язуючого більше 15-20 % на суху масу вугілля крупністю 0 — 1(2) мм.
«Коалесцентний» механізм гранулоутворення включає диспер-гування зв'язуючого в турбулентному потоці суспензії з виникненням емульсії (найчастіше грубодисперсної); обмаслення вугільних частинок при їхній взаємодії з краплями зв'язуючого; виникнення первин-них структур за рахунок аутогезійного злипання обмаслених вугільних зерен; формування гранул за рахунок ущільнення та обкатування первинних структур; вторинну агрегацію гранул. Цей механізм агрегатування спостерігається при щільності суспензії 100—300 кг/м3 та витратах зв'язуючого менше 10-15 % на суху масу вугілля.
Гранулоутворювальними при масляній грануляції (агломерації) є сили капілярного зчеплення, поверхневого натягу, когезія зв'язуючого, адгезійні сили різної природи на межі «вугілля-зв'язуюче».
Процес масляної грануляції забезпечує збагачення та зневоднення вугільних фракцій крупністю 0-0,5 (1) мм. При цьому одна з найважливіших переваг масляної грануляції (агломерації) полягає в можливості ефективної переробки вугільних фракцій крупністю 0-100 мкм. Результати, які при цьому досягаються (з селективності розділення, вологості концентратів), перевищують технологічні показники раніше описаних технологій.
Серйозним недоліком, який стримує впровадження технології масляної грануляції, є високі питомі витрати зв'язуючого вуглеводневого реагенту (від 10-15 % до 25-30 % на суху масу вихідного вугілля), яким слугують дефіцитні в Україні вуглеводні нафтового походження — мазут, пічне та дизельне паливо, нафтовий пек і т. ін. Крім того, застосування великої кількості зв'язуючого неминуче призводить до їхньої часткової втрати як з відходами грануляції, так і з водною фазою суспензії, що, у свою чергу, створює проблему забруднення вуглеводнями довкілля.
Див. також
Джерела
- Сергєєв П. В., Білецький В. С. Селективна флокуляція вугільних шламів органічними реагентами. (монографія). — Донецьк: Східний видавничий дім, Донецьке відділення НТШ, «Редакція гірничої енциклопедії», 2010. — 240 с.
- Элементы теории процесса масляной грануляции / В. С. Белецкий ; Донец. политехн. ин-т. — Донецк, 1985. — 17 с. — Деп. в УкрНИИНТИ 1985, № 2626.
- Масляная селекция — способ доизвлечения угля из отходов флотации / А. Т. Елишевич, П. В. Сергеев, В. С. Белецкий, А. В. Квасов [и др.] // Кокс и химия. — 1988. — № 5. — С. 9–11 .
- Елишевич А. Т. Обогащение угольных шламов методом масляной агломерации / А. Т. Елишевич, Ю. Л. Папушин, В. С. Белецкий // Кокс и химия. — 1991. — № 5. — С. 7–9 .
- Самилін В., Білецький В. Спеціальні методи збагачення корисних копалин (курс лекцій). — Донецьк: Східний видавничий дім, 2003. — 116 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Strukturna shema procesu selektivnoyi agregaciyi flokulyaciyi analogichni shemi aglomeraciyi i granulyaciyi vugillya maslami Kinetika procesu selektivnoyi agregaciyi flokulyaciyi analogichna kinetika aglomeraciyi i granulyaciyi vugillya maslami i lateksamiViznachennya i zagalnij opisZbagachennya vugilnih shlamiv maslyanoyu agregaciyeyu nalezhit do netradicijnih metodiv zbagachennya shlamiv ale dobre vivchenih u laboratornih stendovih poligonnih ta doslidno promislovih umovah nalezhit klas fiziko himichnih metodiv yaki vidomi v Ukrayini pid nazvoyu maslyanoyi granulyaciyi j aglomeraciyi Voni zastosovuyutsya dlya zbagachennya znevodnennya ta oblagorodzhuvannya korisnih kopalin zokrema vugillya Pri comu diapazon zolnosti vihidnogo vugillya shirokij vid 10 15 do 60 75 a proces viriznyayetsya visokim samovirivnyuvannyam sho zabezpechuye stabilni harakteristiki koncentratu pri kolivanni harakteristik zbagachuvanogo vugillya v shirokih mezhah Riznovidi procesuRozriznyayut maslyanu granulyaciyu zerna do 3 5 mm vitrati reagentu vid 8 10 do 40 50 mas i aglomeraciyu polidispersnij material 0 3 5 mm vitrati reagentu stanovlyat 2 7 mas Yak reagent zastosovuyut rizni naftoprodukti kam yanovugilni smoli vtorinni masla Granulyat yavlyaye soboyu mono abo polidispersnij produkt krupnistyu vid 0 5 0 7 do 7 10 mm Aglomerat chastkovo zgranulovanij polidispersnij material krupnistyu vid 0 2 0 3 mm i bilshe Sut i tehnologichni rezultatiU zagalnomu vipadku sut metodu polyagaye u vibirkovij agregaciyi gidrofobnih vugilnih chastinok u vodovugilnij gidrosumishi apolyarnim vuglevodnevim zv yazuyuchim maslom u vidnosno micni vuglemaslyani agregati aglomerati granuli Pri comu gidrofilni mineralni chastinki yaki ne zmochuyutsya maslom zalishayutsya u vodnij fazi gidrosumishi v dispergovanomu stani Najvidomishimi zakordonnimi tehnologiyami maslyanoyi granulyaciyi aglomeraciyi tonkodispersnogo vugillya ye Trent proces procesi CFRI Indiya NRCC Kanada metod firmi Shell metod VNR Avstraliya proces VUHINa Rosiya ta in V Ukrayini shiroki doslidzhennya z maslyanoyi granulyaciyi aglomeraciyi vugillya provedeni v Doneckomu derzhavnomu tehnichnomu universiteti Ci procesi na vidminu vid zgadanih vishe dayut mozhlivist visokoefektivnogo zbagachennya tonkodispersnogo vugillya majzhe do 0 mm tomu zupinimosya na nih dokladnishe Maslyana granulyaciya skladnij bagatoetapnij proces protikannya yakogo mozhlive za dvoma principovo riznimi mehanizmami amalgamnim i koalescentnim U pershomu vipadku pri peremishuvanni vodovugilnoyi suspenziyi zi zv yazuyuchim u turbulentno mu rezhimi mayut misce taki subprocesi napovnennya plivki zv yazuyuchogo organichnoyu masoyu z utvorennyam vugillyanapovnenoyi amalgami rujnuvannya ostannoyi na pervinni agregati obkatuvannya agregativ do utvorennya vuglemaslyanih granul perevazhno sferichnoyi formi Efektivnist procesu granulyaciyi v cilomu bagato v chomu viznachayetsya umovami utvorennya i rujnuvannya vuglemaslyanoyi amalgami Cya efektivnist maksimalna pri dosyagnenni granichnogo nasichennya ob yemnoyi vuglevodnevoyi plivki vugilnimi frakciyami vuglenapovnenu plivku umovno nazivayut amalgamoyu Pri podalshomu peremishuvanni gidrosumishi amalgama vtrachaye svoyi tiksotropni vlastivosti ta rujnuyetsya utvoryuyuchi lokalni vugil nomaslyani strukturi Dosyagnennya granichnogo nasichennya amalgami zabezpechuyetsya vidpovidnim tehnologichnim rezhimom procesu chislom Re rN seredovisha pidborom ta spivvidnoshennyam par vugillya zv yazuyuche pitomimi vitratami reagentu zv yazuyuchogo gustinoyu gidrosumishi tosho Mehanizm amalgamnogo granuloutvorennya reali zuyetsya pri maslyanij granulyaciyi vugillya v suspenziyah gidrosumishah visokoyi gustini 300 500 kg m vitratah zv yazuyuchogo bilshe 15 20 na suhu masu vugillya krupnistyu 0 1 2 mm Vugilno maslyani aglomerati Koalescentnij mehanizm granuloutvorennya vklyuchaye disper guvannya zv yazuyuchogo v turbulentnomu potoci suspenziyi z viniknennyam emulsiyi najchastishe grubodispersnoyi obmaslennya vugilnih chastinok pri yihnij vzayemodiyi z kraplyami zv yazuyuchogo viniknennya pervin nih struktur za rahunok autogezijnogo zlipannya obmaslenih vugilnih zeren formuvannya granul za rahunok ushilnennya ta obkatuvannya pervinnih struktur vtorinnu agregaciyu granul Cej mehanizm agregatuvannya sposterigayetsya pri shilnosti suspenziyi 100 300 kg m3 ta vitratah zv yazuyuchogo menshe 10 15 na suhu masu vugillya Granuloutvoryuvalnimi pri maslyanij granulyaciyi aglomeraciyi ye sili kapilyarnogo zcheplennya poverhnevogo natyagu kogeziya zv yazuyuchogo adgezijni sili riznoyi prirodi na mezhi vugillya zv yazuyuche Proces maslyanoyi granulyaciyi zabezpechuye zbagachennya ta znevodnennya vugilnih frakcij krupnistyu 0 0 5 1 mm Pri comu odna z najvazhlivishih perevag maslyanoyi granulyaciyi aglomeraciyi polyagaye v mozhlivosti efektivnoyi pererobki vugilnih frakcij krupnistyu 0 100 mkm Rezultati yaki pri comu dosyagayutsya z selektivnosti rozdilennya vologosti koncentrativ perevishuyut tehnologichni pokazniki ranishe opisanih tehnologij Serjoznim nedolikom yakij strimuye vprovadzhennya tehnologiyi maslyanoyi granulyaciyi ye visoki pitomi vitrati zv yazuyuchogo vuglevodnevogo reagentu vid 10 15 do 25 30 na suhu masu vihidnogo vugillya yakim sluguyut deficitni v Ukrayini vuglevodni naftovogo pohodzhennya mazut pichne ta dizelne palivo naftovij pek i t in Krim togo zastosuvannya velikoyi kilkosti zv yazuyuchogo neminuche prizvodit do yihnoyi chastkovoyi vtrati yak z vidhodami granulyaciyi tak i z vodnoyu fazoyu suspenziyi sho u svoyu chergu stvoryuye problemu zabrudnennya vuglevodnyami dovkillya Div takozhShlam Maslyana aglomeraciyaDzherelaSergyeyev P V Bileckij V S Selektivna flokulyaciya vugilnih shlamiv organichnimi reagentami monografiya Doneck Shidnij vidavnichij dim Donecke viddilennya NTSh Redakciya girnichoyi enciklopediyi 2010 240 s Elementy teorii processa maslyanoj granulyacii V S Beleckij Donec politehn in t Doneck 1985 17 s Dep v UkrNIINTI 1985 2626 Maslyanaya selekciya sposob doizvlecheniya uglya iz othodov flotacii A T Elishevich P V Sergeev V S Beleckij A V Kvasov i dr Koks i himiya 1988 5 S 9 11 Elishevich A T Obogashenie ugolnyh shlamov metodom maslyanoj aglomeracii A T Elishevich Yu L Papushin V S Beleckij Koks i himiya 1991 5 S 7 9 Samilin V Bileckij V Specialni metodi zbagachennya korisnih kopalin kurs lekcij Doneck Shidnij vidavnichij dim 2003 116 s