PL223787B1 - Sposób i układ urządzeń do wzbogacania węgla kamiennego - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu i wzbogacania węgla kamiennego, znajdującego zastosowanie w produkcji węgla handlowego. Sposób wzbogacania polega na tym, że przynajmniej część frakcji drobniejszych od grubych o ziarnach zasadniczo mniejszych od 0,1 m poddaje się wzbogacaniu powietrznemu dla wydzielenia skały płonnej i produktu użytecznego energetycznie. Przedmiotem wynalazku jest również układ do realizacji sposobu, posiadających bocznikujący linię wzbogacania na mokro co najmniej jeden wzbogacalnik powietrzny (Sp), odbierający z przesiewaczy klasyfikacji wtórnej (Kw) oddzielone ziarno drobne i podający oddzielony produkt użyteczny do linii produktu handlowego (Z) i/lub do obiegu wzbogacania na mokro (WM). Korzystnie wykorzystuje się więcej niż jeden, przykładowo trzy pracujące w układzie równoległym względem siebie wzbogacalniki powietrzne (Sp) będące koncentracyjnymi stołami powietrznymi strumieniowymi.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do wzbogacania węgla kamiennego, znajdujący zastosowanie w procesie produkcji węgla handlowego.

Znane są i powszechnie stosowane sposoby wzbogacania węgla wydobywanego w kopalniach z wykorzystaniem procesów przesiewania, kruszenia i rozdzielania na żądane sortymenty handlowe o określonych składach ziarnowych z usuwaniem zanieczyszczeń niepalnych, zwłaszcza skały płonnej towarzyszącej eksploatowanemu węglowi. Rozdzielanie, wraz z towarzyszącym mu oddzielaniem zanieczyszczeń, realizowane jest w praktyce na drodze mokrego wzbogacania, a więc odpowiednio ze sobą skonfigurowanych procesów wzbogacania w cieczach ciężkich, w osadzarkach i flotacji. Celowi temu służą złożone układy urządzeń przeróbczych, realizujących całość procesów technologicznych wzbogacania oraz gospodarki wodno-mułowej zakładu przeróbczego, co na etapie inwestowania wymaga ogromnych środków finansowych. Ponadto procesy wzbogacania mokrego bazują na bardzo dużym zapotrzebowaniu na wodę, która po przejściu przez proces wzbogacania musi być na wiele sposobów oczyszczana ze względu na ochronę środowiska. Taki schemat wzbogacania jest więc drogi i uciążliwy ekologicznie.

Taki sposób wzbogacania węgla znany jest przykładowo z polskiego opisu patentowego PL 172524B1, w którym przedstawiono kolejne fazy rozdzielania nadawy na wytwarzane sortymenty ziarnowe w drodze wzbogacania na mokro.

Z kolei z opisu patentowego PL 180952 B1 znany jest układ do wzbogacania drobnoziarnistego węgla, ukierunkowany na drobne frakcje nadawy, mające największy udział procentowy w strukturze nadawy, a jednocześnie stosunkowo trudne do wzbogacenia. Układ ten oparty jest również na wzbogacanie metodą na mokro z zastosowaniem osadzarek miałowych, współpracujących z urządzeniami odwadniającymi i urządzeniami klasyfikującymi.

Znane są również rozwiązania wzbogacania drobnych frakcji węgla kamiennego z użyciem klasyfikacji powietrznej, co ujawnione jest przykładowo w opisie patentowym PL 87471 B1 w odniesieniu do wydmuchiwania węgla z nadawy zawierającej duże ilości pirytu. Rozwiązanie to mogło znaleźć zastosowanie do ziaren o grubości do 0,0001 m, co stanowi o ich niskiej przydatności praktycznej w zakładach przeróbki mechanicznej węgla kamiennego.

Znane jest rozwiązanie zawarte w wynalazku GB 320207 A, gdzie do wzbogacania urobku zaproponowano osadzarkę z pulsującym powietrzem i stałą płytą roboczą. Rozwiązanie to znalazło zastosowanie do rozdziału ziaren grubych, lecz ze względu na małą dokładność wzbogacania zostało zaniechane.

Możliwym jest również, na przykład zgodnie z wynalazkiem WO 03082473 A1 przeprowadzenie wzbogacania nadawy w całym zakresie za pomocą wielostopniowego wzbogacania powietrznego. Jest to rozwiązanie drogie, a jednocześnie na poszczególnych etapach stosunkowo mało dokładne i dla uzyskania sortymentów handlowych wymagające wielu, kolejno po sobie następujących, rozbudowanych co do frakcji ziarnowych etapów.

Znany jest ponadto, na przykład z polskiego opisu patentowego PL 185529 B1 sposób i instalacja do obróbki odpadów lub odpadów resztkowych, służący do obróbki tych odpadów biologicznie lub mechaniczno-biologicznie z rozdzielaniem i rozdrabnianiem, w którym jednym z elementów układu jest stół powietrzny. W jego skład wchodzi pochylona płyta ze zintegrowanymi dyszami powietrznymi. Pł yta wprawiana jest w eliptyczny ruch oscylacyjny. Przepływający przez dysze wznoszący strumień powietrza unosi ziarna o małej gęstości, które spływają w kierunku pochylenia płyty. Ziarna o dużej gęstości, których nie jest w stanie unieść strumień powietrza pozostają na płycie i są transportowane do górnej krawędzi płyty. Powietrzny stół jest typowym klasyfikatorem powietrznym. Rozwiązanie to nie jest możliwe do zastosowania w zakładach przeróbki mechanicznej węgla.

Stoły powietrzne mają konstrukcję znaną z początku XX w., jednak ze względu na wydajność i parametry - głównie dokładność rozdziału nie znalazły zastosowania w układach wzbogacania węgla kamiennego, wymagających wytwarzania czystych produktów węglowych oraz bardzo dużej przepustowości. Nowe konstrukcje rozwiązania stołów powietrznych znane są przykładowo z rozwiązań chińskich, na przykład według wzoru użytkowego CN 201711205U.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu wzbogacania węgla kamiennego oraz układu do tego sposobu wzbogacania, który uprości linię technologiczną z jednoczesną eliminacją lub

PL 223 787 B1 znacznym ograniczeniem problemów wynikających ze wzbogacania metodą na mokro, zapewniając wydzielanie dużej ilości skały płonnej i równocześnie obniżenie kosztów inwestycyjnych i ruchowych przeróbki węgla kamiennego.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że po wstępnym rozdzieleniu frakcji grubych i skały płonnej przynajmniej część frakcji drobnych, o ziarnach zasadniczo mniejszych od 0,1 m, poddaje się wzbogacaniu grawitacyjnemu z użyciem powietrza dla wydzielenia skały płonnej oraz produktu użytecznego energetycznie, a frakcje tego produktu użytecznego energetycznie w końcu dodaje się do sortymentów handlowych i/lub wzbogaca się na mokro, gdy użytkownicy węgla p oszukują produktów o niskiej zawartości popiołu i siarki, wydzielając równocześnie czyste ziarna sk ały płonnej.

Dla zasadniczego ograniczenia wzbogacania frakcji drobnych metodą na mokro korzystnym jest, gdy wzbogacaniu grawitacyjnemu z użyciem powietrza poddaje się całość frakcji drobnych, które rozdziela się uprzednio na odrębne, zróżnicowane klasy ziarnowe, co zasadniczo poprawia dokładność procesów wzbogacania powietrznego.

Celowym jest, gdy odrębnemu wzbogacaniu grawitacyjnemu z użyciem powietrza poddaje się ziarna o rozmiarach 0,00 : 0,01 m, 0,00 : 0,05 m i 0,00 : 0,25 m, co przystosowuje powstałe produkty do najczęściej produkowanych sortymentów handlowych.

Układ urządzeń według wynalazku charakteryzuje się tym, że posiada bocznikujący linię wzb ogacania sortymentów grubych metodami na mokro co najmniej jeden wzbogacalnik powietrzny, odbi erający z przesiewaczy klasyfikacji wtórnej ziarna drobne i podający oddzielony produkt użyteczny do linii odbioru produktu handlowego i/lub do obiegu wzbogacania na mokro, wydzielając równocześnie czyste ziarna skały płonnej.

Korzystnym jest, gdy wzbogacalnikiem powietrznym jest koncentracyjny stół powietrzny strumieniowy.

Najlepiej jest, gdy układ ma więcej niż jeden, pracujące w układzie równoległym do siebie wzbogacalniki powietrzne, każdy dla odrębnej, wzbogacanej klasy ziarnowej, kierowanej z przesiewaczy klasyfikacji wtórnej.

Zasadnicze zalety sposobu i układu urządzeń według wynalazku polegają na tym, że eliminują w bardzo znacznym zakresie wzbogacanie na mokro sortymentów drobnych węgla kamiennego, dzięki czemu znacznie obniżają koszty wzbogacania tych sortymentów i upraszczają technologię wzbogacania. Ograniczenie wzbogacania metodą na mokro upraszcza cały układ gospodarki wodno-mułowej zakładu przeróbczego, przynosząc obok konkretnych korzyści ekonomicznych także zalety ekologic zne. Pozwala również na wydzielenie suchych frakcji skały płonnej, w tym kamienia, znajdujących zastosowanie w robotach inżynierskich i budowlanych. Konsekwencją sposobu i układu według wynalazku jest również uproszczenie technologii wzbogacania węgla kamiennego, co wprost przekłada się na obniżenie kosztów inwestycyjnych budowy zakładu przeróbki węgla kamiennego i zdecydowane przyspieszenie zwrotu poniesionych nakładów inwestycyjnych. Należy przy tym zauważyć, że wynal azek nie stwarza nowych problemów technologicznych.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat blokowy układu urządzeń do wzbogacania węgla kamiennego.

Nadawa N, stanowiąca surowy urobek węglowy wydobyty na powierzchnię, o uziarnieniu z grubsza 0,00 : 0,2 m, kierowana jest do węzła klasyfikacji wstępnej Kp, gdzie rea lizowane jest za pomocą nie narysowanych przesiewaczy segregowanie na sortymenty uziarnieniach do 0,15 m i większych. Frakcje grube, o ziarnach większych od 0,15 m, kierowane są do węzła selektywnego kr uszenia Wk, przykładowo na kruszarkach typu Bradforda wydzielana jest skała płonna. Skruszone ziarna węgla sukcesywnie kierowane są do klasyfikacji wtórnej Kw, gdzie na przesiewaczach o ddzielane są frakcje o ziarnach większych od 0,1 m i o ziarnach mniejszych od 0,1 m. Frakcje o zia rnach większych od 0,1 m kierowane są na linię wzbogacania mokrego WM, natomiast frakcje o ziarnach drobniejszych kierowane są do węzła wzbogacania suchego WS. Węzeł wzbogacania suchego WS kieruje frakcje drobniejsze, wyodrębnione w grupy o ziarnach 0,00 : 0,1 m, 0,00 : 0,05 m i 0,00 : 0,025 m na trzy, pracujące względem siebie równolegle koncentracyjne stoły powietrzne strumieniowe Sp. Na koncentracyjnych stołach powietrznych strumieniowych Sp następuje rozdzi elenie podanych na nie frakcji, dzięki czemu dokonuje się oddzielenie skały płonnej od produktu użytecznego, który w zależności od założonych parametrów jakościowych kierowany jest bądź jako produkt handlowy do sprzedaży Z, bądź do węzła wzbogacania mokrego WM na osadzarki. Jak widać z przedstawionej, przykładowej realizacji, całość frakcji drobnych o ziarnach poniżej 0,1 m

PL 223 787 B1 podlega wzbogacaniu na sucho. Ponieważ zaś tych frakcji ziarnowych jest we wzbogacanej nad awie najwięcej, cały obieg wzbogacania mokrego WM zostaje zasadniczo zredukowany, bez szkody dla parametrów jakościowych węgla handlowego.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wzbogacania węgla kamiennego, zgodnie z którym węgiel surowy najpierw poddaje się procesom rozdzielania przez odsiewanie z kruszeniem frakcji grubszych od zakładanych i wstę pnym oddzielaniem skały płonnej, a w końcowym etapie frakcje grube poddaje się wzbogacaniu w cieczach ciężkich, natomiast frakcje drobne najpierw wzbogaca się powietrznie, a w końcowym etapie również grawitacyjnie na mokro, znamienny tym, że przynajmniej część frakcji drobnych o ziarnach zasadniczo mniejszych od 0,1 m poddaje się wzbogacaniu grawitacyjnemu z użyciem powietrza dla wydzielenia skały płonnej oraz produktu użytecznego energetycznie, którego frakcje następnie dodaje się do sortymentów handlowych i/lub wzbogaca się na mokro, wydzielając równocześnie czyste ziarna skały płonnej.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wzbogacaniu grawitacyjnemu z użyciem powietrza poddaje się całość frakcji drobnych, które rozdziela się uprzednio na odrębne, zróżnicowane klasy ziarnowe.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że odrębnemu wzbogacaniu grawitacyjnemu z użyciem powietrza poddaje się ziarna o rozmiarach 0,00 * 0,01 m, 0,00 0,05 m i 0,00 * 0,025 m.
4. 4. Układ urządzeń do wzbogacania węgla kamiennego, na wlocie którego znajdują się przesiewacze klasyfikacji wstępnej, połączone po stronie nadziarna z kruszarkami selektywnego kruszenia z wydzieleniem skały płonnej, połączone z kolei szeregowo z przesiewaczami klasyfikacji wtórnej, które odbiorem nadziarna połączone są z linią wzbogacania na mokro, a po stronie przesiewu na wylocie znajduje się linia odbioru produktu handlowego i/lub osadzarki, znamienny tym, że posiada bocznikujący linię wzbogacania na mokro (WM) co najmniej jeden wzbogacalnik powietrzny (Sp) odbierający z przesiewaczy klasyfikacji wtórnej (Kw) oddzielone ziarna drobne i podający oddzielony produkt użyteczny do linii odbioru produktu handlowego (Z) i/lub do obiegu wzbogacania na mokro (WM), wydzielając równocześnie czyste ziarna skały płonnej.
5. 5. Układ urządzeń według zastrz. 4, znamienny tym, że wzbogacalnikiem powietrznym (Sp) jest koncentracyjny stół powietrzny strumieniowy.
6. 6. Układ urządzeń według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że ma więcej niż jeden, pracujące w układzie równoległym do siebie wzbogacalniki powietrzne (Sp), każdy dla wyodrębnionych, osobnych klas ziarnowych, kierowanych z przesiewaczy klasyfikacji wtórnej (Kw).