RU2607836C1 - Apparatus for processing carbon-containing wastes of mines and dressing factories - Google Patents

Apparatus for processing carbon-containing wastes of mines and dressing factories Download PDF

Info

Publication number
RU2607836C1
RU2607836C1 RU2015142403A RU2015142403A RU2607836C1 RU 2607836 C1 RU2607836 C1 RU 2607836C1 RU 2015142403 A RU2015142403 A RU 2015142403A RU 2015142403 A RU2015142403 A RU 2015142403A RU 2607836 C1 RU2607836 C1 RU 2607836C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
inputs
input
thickener
outputs
Prior art date
Application number
RU2015142403A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Михайлович Делицын
Виктор Михайлович Батенин
Анатолий Сергеевич Власов
Юрий Васильевич Рябов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН)
Priority to RU2015142403A priority Critical patent/RU2607836C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2607836C1 publication Critical patent/RU2607836C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B7/00—Combinations of wet processes or apparatus with other processes or apparatus, e.g. for dressing ores or garbage

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to separation of solid materials in recycling industrial wastes using combined methods, more specifically to a plant for processing carbon-containing wastes of mines and processing plants and can be used in complex processing of a significant amount of waste rock, in particular, from Moscow and Chelyabinsk coal basins, as well as for processing fly ash of thermal power plants to produce at output aluminium silicates, carbon and iron-containing minerals. Apparatus for processing carbon-containing wastes of mines and processing plants includes means for fractionation of raw material in separating medium. Means for separation of suspension of carbon-containing wastes by fractions comprise a screen for preliminary classification, first and second inputs of which are connected to outputs of loading hopper and roll mill. First and second outputs of screen are connected to inputs of roll mill and first hydraulic cyclone, first output of which is connected to first inputs of hydraulic classifiers and screw separator. Second output of first hydraulic cyclone is connected to first input of thickener, which is also connected with first outputs of screw separator and second hydraulic cyclone. Second input of thickener is connected to output of first accumulation vessel for flocculant, first output of thickener is connected to second inputs of screw separator and hydraulic classifier. Second output of thickener is connected to input of electrodynamic separator, first and second outputs of which are connected to inputs of second and third accumulation tanks for iron-containing minerals and aluminosilicate product. Outputs of hydraulic classifiers and screw separator are connected to first and second inputs vibration dryer, third input of which is connected to second output of second hydraulic cyclone. First and second outputs of vibration dryer are connected via pump with input of second hydraulic cyclone and input of fourth accumulation vessel for coal concentrate. Electrodynamic separator is made in form of inclined endless conveyor belt, installed on upper drive and lower driven drums with possibility of movement of working section of conveyor belt from below upwards and supply of separating medium in form of water to upper, and wastes of thickener to lower working part of conveyor belt. Lower driven drum of inclined conveyor is made hollow from dielectric material, inside of which there is a magnetic rotor with possibility of independent rotation.
EFFECT: high efficiency of deep complex processing of carbon-containing wastes of mines and concentrators.
1 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии разделения твердых материалов при утилизации техногенных отходов комбинированными способами, более конкретно к установке по обогащению углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик и может найти применение при комплексной переработке значительного количества отвальных пород, в частности, Подмосковного и Челябинского угольных бассейнов, а также при переработке летучей золы тепловых электростанций с получением на выходе алюмосиликатов, углерода и железосодержащих минералов.The invention relates to a technology for the separation of solid materials in the utilization of industrial waste by combined methods, and more particularly to an installation for the enrichment of coal-containing waste from mines and concentration plants, and may find application in the complex processing of a significant amount of dump rocks, in particular, the Moscow and Chelyabinsk coal basins, as well as processing of fly ash from thermal power plants with the output of aluminosilicates, carbon and iron-containing minerals.

Согласно классификации по минеральному и химическому составу отвальные породы, на примере Подмосковного и Челябинского угольных бассейнов, представлены песчано-глинистыми, глинистыми и известково-песчано-глинистыми типами. При этом отвальные породы могут быть отнесены к двум основным разновидностям: высокоглиноземистым (содержание Al2O3>28%) и кальциевым (содержание CaO+MgO - 6÷12%). Диапазон усредненного содержания основных компонентов отходов крупнейших угольных бассейнов России приведен в табл. 1.According to the classification according to the mineral and chemical composition, dump rocks, as exemplified by the Podmoskovny and Chelyabinsk coal basins, are represented by sand-clay, clay and calcareous-sand-clay types. In this case, dump rocks can be attributed to two main varieties: high-alumina (content of Al 2 O 3 > 28%) and calcium (content of CaO + MgO - 6 ÷ 12%). The range of the average content of the main components of the waste of the largest coal basins in Russia is given in table. one.

Figure 00000001
Figure 00000001

В составе отвальных пород угольных бассейнов углерод обычно представлен чистыми частицами и сростками с другими минералами. Железо связано с гематитом, сидеритом, пиритом, слюдами, а алюминий - с каолинитом, монтмориллонитом, полевыми шпатами и т.д. Техногенные месторождения, сложенные отходами угледобывающих карьеров и углеобогатительных фабрик, представляют интерес не только с точки зрения экологии (загрязнение атмосферного воздуха пылью и сероводородом из-за окисления пирита), но и с возрастанием отвода площадей под отвалы и хвостохранилища. Дополнительно следует указать на значительное количество золошлаковых отходов, образующихся на ТЭС от сжигания углей, степень утилизации которых составляет менее 10%. Очевидно, давно назрела задача комплексной переработки отвальных пород углесодержащих отходов шахт, обогатительных фабрик и золошлаковых отходов ТЭС с максимально возможным извлечением полезных целевых продуктов, в первую очередь, углерода, железосодержащих частиц и алюмосиликатов для использования в качестве вяжущих. Решение указанных задач затрудняется тем, что химический, минеральный и гранулометрический состав указанных отходов весьма изменчив даже в отвалах одного горнообогатительного предприятия или в хвостохранилищах ТЭС.In the composition of dump rocks of coal basins, carbon is usually represented by pure particles and intergrowths with other minerals. Iron is associated with hematite, siderite, pyrite, mica, and aluminum is associated with kaolinite, montmorillonite, feldspars, etc. Technogenic deposits composed of waste from coal mines and coal processing plants are of interest not only from an environmental point of view (atmospheric air pollution by dust and hydrogen sulfide due to pyrite oxidation), but also with an increase in the allocation of areas for dumps and tailings. Additionally, a significant amount of ash and slag waste generated at thermal power plants from the burning of coal, the degree of utilization of which is less than 10%, should be pointed out. Obviously, the task of complex processing of dump rocks of coal-containing mine wastes, enrichment plants and ash and slag waste from thermal power plants with the maximum possible extraction of useful target products, primarily carbon, iron-containing particles and aluminosilicates for use as binders, has long overdue. The solution of these problems is hampered by the fact that the chemical, mineral and granulometric composition of these wastes is very variable even in the dumps of one mining plant or in the tailings of thermal power plants.

На первых этапах переработки отвальных пород угольных бассейнов и золошлаковых отходов физическими методами предполагается их классификация для отделения крупных фракций, мешающих последующим процессам обогащения. Выделение железосодержащих компонентов из отходов обычно осуществляют методами магнитной сепарации, а для извлечения углерода возможно использование методов флотации (см. Делицын Л.М., Власов А.С. и др. Комплексное обогащение и переработка золы угольных электростанций в РФ // 1X Конгресс обогатителей стран СНГ. Сборник материалов. Том 1. - М.: МИСиС, 2013, с. 225-230).At the first stages of processing waste rocks of coal basins and ash and slag waste by physical methods, their classification is supposed to separate large fractions that interfere with subsequent enrichment processes. The separation of iron-containing components from waste is usually carried out by magnetic separation methods, and flotation methods can be used to extract carbon (see Delitsyn L.M., Vlasov A.S. et al. Complex enrichment and processing of ash from coal-fired power plants in the Russian Federation // 1X Concentrator Congress CIS countries. Collection of materials. Volume 1. - M .: MISiS, 2013, p. 225-230).

Известна установка для переработки техногенных отходов, включающая средства для разделения отходов на легкую и тяжелую фракции в разделяющей среде (см. патент РФ №2129470, МПК В03В 7/00, опублик. 27.04.1999).A known installation for the processing of industrial waste, including means for separating waste into light and heavy fractions in a separating medium (see RF patent No. 2124470, IPC B03B 7/00, published. 04/27/1999).

Известная установка предназначена для реализации способа переработки отходов тепловых электростанций. Особенностью данной установки является то, что она содержит разделительную пульсационную колонну с завихряющей насадкой и средства для непрерывной подачи исходного материала в среднюю часть колонны в восходящий поток разделяющей среды. При этом установка содержит средства для наложения на поток в его сечении магнитного поля напряженностью 800-1200 Гс, средства для ввода разделяемых отходов на расстоянии 0,2-1,5 м относительно уровня столба восходящего потока с разбивкой по высоте на чередующиеся участки с резкопеременными гидродинамическими режимами ламинарного и турбулентного течений, а также средства для дополнительного воздействия на восходящий поток многократной пульсацией с возможностью установки частоты пропорционально времени осаждения фракции фазы с максимальным соотношением плотность/удельная поверхность частиц в участках с ламинарным течением.The known installation is designed to implement a method of processing waste from thermal power plants. A feature of this installation is that it contains a pulsation separation column with a swirling nozzle and means for continuously supplying the starting material to the middle part of the column into the upward flow of the separating medium. Moreover, the installation contains means for imposing on the stream in its cross section a magnetic field with a strength of 800-1200 G, means for introducing shared waste at a distance of 0.2-1.5 m relative to the level of the column of the upward flow with a height breakdown into alternating sections with rapidly changing hydrodynamic modes of laminar and turbulent flows, as well as means for additional exposure of the upward stream to multiple pulsations with the ability to set the frequency in proportion to the time of deposition of the phase fraction with the maximum the ratio density / specific surface of particles in areas with a laminar flow.

Известное техническое решение не обеспечивает комплексную переработку отходов техногенного происхождения, в частности, отвальных пород углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик, в том числе, из-за отсутствия средств, необходимых для отделения угольной составляющей от разделяющей среды.The known technical solution does not provide a comprehensive processing of industrial waste, in particular, waste rocks of coal-containing waste from mines and concentration plants, including due to the lack of funds necessary to separate the coal component from the separating medium.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является установка для обогащения сырья горнодобывающей промышленности, содержащая средства для фракционирования сырья в разделяющей среде (см. патент РФ 57641, МПК В03С 7/00, опублик. 27.10.2006).The closest technical solution to the proposed one is a plant for the enrichment of raw materials for the mining industry, containing means for fractionating raw materials in a separating medium (see RF patent 57641, IPC B03C 7/00, published. 10.27.2006).

Известная установка предназначена для обогащения железорудного концентрата. Особенностью установки является то, что она содержит загрузочное устройство, наклонный конвейер с бесконечной транспортерной лентой, установленной на вращающихся барабанах, магнитную систему, выполненную в виде магнитного ротора внутри ведомого барабана конвейерной ленты с возможностью вращения ротора в двух противоположных направлениях, причем магнитная система выполнена в виде внутреннего магнитного барабана и внешнего диэлектрического барабана, расстояние между внешним диаметром внутреннего магнитного барабана и внутренним диаметром внешнего диэлектрического барабана составляет от 2 до 100 мм, а наклонный конвейер выполнен с возможностью движения бесконечной транспортерной ленты в двух противоположных направлениях и подачи на нее разделяющей жидкости.The known installation is intended for the enrichment of iron ore concentrate. A feature of the installation is that it contains a loading device, an inclined conveyor with an endless conveyor belt mounted on rotating drums, a magnetic system made in the form of a magnetic rotor inside the driven drum of the conveyor belt with the possibility of rotation of the rotor in two opposite directions, and the magnetic system is made in in the form of an internal magnetic drum and an external dielectric drum, the distance between the external diameter of the internal magnetic drum and the internal the ameter of the external dielectric drum is from 2 to 100 mm, and the inclined conveyor is made with the possibility of movement of the endless conveyor belt in two opposite directions and the supply of separating liquid to it.

К недостаткам известной установки следует отнести неполное обогащение указанного сырья горнодобывающей промышленности за один цикл переработки при использовании лишь процессов электромагнитного разделения отходов на фракции. В частности, известная установка не обеспечивает глубокой переработки отвальных пород углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик. Комплексный подход к фракционированию сырья связан с привлечением дополнительных средств, в том числе, устройств для гидравлической сепарации и классификации с целью получения разнородных целевых продуктов, содержащихся в исходном сырье.The disadvantages of the known installation include the incomplete enrichment of these raw materials of the mining industry for one processing cycle using only the processes of electromagnetic separation of waste into fractions. In particular, the known installation does not provide for the deep processing of dump rocks of coal-containing waste from mines and concentration plants. An integrated approach to the fractionation of raw materials involves the attraction of additional funds, including devices for hydraulic separation and classification in order to obtain heterogeneous target products contained in the feedstock.

Техническим результатом предложенного изобретения является устранение недостатков известных технических решений и обеспечение глубокой переработки отвальных пород углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик с получением на выходе алюмосиликатного продукта, угольного концентрата и железосодержащих минералов.The technical result of the proposed invention is to eliminate the disadvantages of the known technical solutions and provide deep processing of waste rocks of coal-containing waste from mines and concentration plants to produce aluminosilicate product, coal concentrate and iron-containing minerals at the outlet.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке по обогащению углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик, включающей средства для фракционирования сырья в разделяющей среде, согласно изобретению средства для разделения суспензии углесодержащих отходов по фракциям содержат грохот предварительной классификации, первый и второй входы которого соединены с выходами загрузочного бункера и валковой дробилки, первый и второй выходы грохота соединены с входами валковой дробилки и первого гидроциклона, первый выход которого соединен с первыми входами гидроклассификатора и винтового сепаратора, второй выход первого гидроциклона соединен с первым входом сгустителя и с первыми выходами винтового сепаратора и второго гидроциклона, второй вход сгустителя соединен с выходом первой накопительной емкости для флокулянта, первый выход сгустителя соединен с вторыми входами винтового сепаратора и гидроклассификатора, второй выход сгустителя соединен с входом электродинамического сепаратора, первый и второй выходы которого соединены с входами второй и третьей накопительных емкостей для железосодержащих минералов и алюмосиликатного продукта, выходы гидроклассификатора и винтового сепаратора соединены с первым и вторым входами виброобезвожителя, третий вход которого соединен с вторым выходом второго гидроциклона, а первый и второй выходы виброобезвожителя соединены соответственно через насос с входом второго гидроциклона и с входом четвертой накопительной емкости для угольного концентрата.The specified technical result is achieved by the fact that in the installation for the enrichment of coal-containing waste from mines and concentration plants, including means for fractionating raw materials in a separating medium, according to the invention, the means for separating a suspension of coal-containing waste into fractions contain a preliminary screening device, the first and second inputs of which are connected to the exits feed hopper and roll crusher, the first and second screen outlets are connected to the inputs of the roll crusher and the first hydrocyclone, the first exit which is connected to the first inputs of the hydroclassifier and the screw separator, the second output of the first hydrocyclone is connected to the first input of the thickener and to the first outputs of the screw separator and the second hydrocyclone, the second input of the thickener is connected to the output of the first storage tank for the flocculant, the first output of the thickener is connected to the second inputs of the screw separator and hydroclassifier, the second output of the thickener is connected to the input of the electrodynamic separator, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the second and t the accumulator tanks for iron-containing minerals and aluminosilicate product, the outputs of the hydroclassifier and the screw separator are connected to the first and second inputs of the vibration dehydrator, the third input of which is connected to the second output of the second hydrocyclone, and the first and second outputs of the vibration dehydrator are connected respectively through the pump to the input of the second hydrocyclone and to the input fourth storage tank for coal concentrate.

Кроме того, электродинамический сепаратор может быть выполнен в виде наклонного конвейера с бесконечной транспортерной лентой, установленной на верхнем ведущем и нижнем ведомом барабанах с возможностью перемещения рабочего участка транспортерной ленты снизу вверх и подачи разделяющей среды в виде воды на верхнюю, а отходов из сгустителя на нижнюю рабочую часть транспортерной ленты, причем нижний ведомый барабан наклонного конвейера выполнен полым из диэлектрического материала, внутри которого размещен магнитный ротор с возможностью независимого вращения.In addition, the electrodynamic separator can be made in the form of an inclined conveyor with an endless conveyor belt mounted on the upper driving and lower driven drums with the possibility of moving the working section of the conveyor belt from the bottom up and feeding the separating medium in the form of water to the top, and waste from the thickener to the bottom the working part of the conveyor belt, and the lower driven drum of the inclined conveyor is made hollow of dielectric material, inside of which is placed a magnetic rotor with the possibility of independent rotation.

Такое выполнение установки по обогащению углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик обеспечивает устранение недостатков известных технических решений и позволяет осуществить глубокую комплексную переработку отходов с получением на выходе указанных целевых продуктов с контролируемыми параметрами по чистоте и фракционному составу.This embodiment of the installation for the enrichment of coal-containing wastes from mines and concentration plants eliminates the disadvantages of the known technical solutions and allows for deep complex waste processing to produce the specified target products with controlled parameters for purity and fractional composition.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенной установки, на фиг. 2 показана конструктивная схема электродинамического сепаратора.In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed installation, in FIG. 2 shows a structural diagram of an electrodynamic separator.

Установка по обогащению углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик содержит (фиг. 1) средства для разделения суспензии углесодержащих отходов по фракциям, включающие грохот 1 предварительной классификации, первый и второй входы которого соединены с выходами загрузочного бункера 2 и валковой дробилки 3, первый и второй выходы грохота 1 соединены с входами валковой дробилки 3 и первого гидроциклона 4. Его первый выход соединен с первыми входами гидроклассификатора 5 и винтового сепаратора 6, причем второй выход первого гидроциклона 4 соединен с первым входом сгустителя 7 и с первыми выходами винтового сепаратора 6 и второго гидроциклона 8. Второй вход сгустителя 7 соединен с выходом первой накопительной емкости 9 для флокулянта. Первый выход сгустителя 7 соединен с вторыми входами винтового сепаратора 6 и гидроклассификатора 5, а второй выход сгустителя 7 соединен с входом электродинамического сепаратора 10, первый и второй выходы которого соединены с входами второй и третьей накопительных емкостей 11, 12 для железосодержащих минералов и алюмосиликатного продукта. Выходы гидроклассификатора 5 и винтового сепаратора 6 соединены с первым и вторым входами виброобезвожителя 13, третий вход которого соединен с вторым выходом второго гидроциклона 8, а первый и второй выходы виброобезвожителя 12 соединены соответственно через насос 14 с входом второго гидроциклона 8 и с входом четвертой накопительной емкости 15 для угольного концентрата. На фиг. 1 некоторые из входов и выходов узлов и агрегатов установки дополнительно обозначены мелкими цифрами 1, 2, 3 для различения материальных потоков.Installation for the enrichment of coal-containing waste from mines and processing plants contains (Fig. 1) means for separating a suspension of coal-containing waste into fractions, including a screen 1 of preliminary classification, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the loading hopper 2 and roller crusher 3, the first and second outputs the screen 1 is connected to the inputs of the roll crusher 3 and the first hydrocyclone 4. Its first output is connected to the first inputs of the hydroclassifier 5 and the screw separator 6, and the second output of the first hydrocyclone 4 connected to the first input of the thickener 7 and to the first outputs of the screw separator 6 and the second hydrocyclone 8. The second input of the thickener 7 is connected to the output of the first storage tank 9 for the flocculant. The first output of the thickener 7 is connected to the second inputs of the screw separator 6 and the hydroclassifier 5, and the second output of the thickener 7 is connected to the input of the electrodynamic separator 10, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the second and third storage tanks 11, 12 for iron-containing minerals and aluminosilicate product. The outputs of the hydroclassifier 5 and the screw separator 6 are connected to the first and second inputs of the dehydrator 13, the third input of which is connected to the second output of the second hydrocyclone 8, and the first and second outputs of the dehydrator 12 are connected respectively through the pump 14 to the input of the second hydrocyclone 8 and to the input of the fourth storage tank 15 for coal concentrate. In FIG. 1, some of the inputs and outputs of the units and assemblies of the installation are additionally indicated by small numbers 1, 2, 3 to distinguish material flows.

Для реализации предложенной установки используется надежное и эффективное отечественное, а также зарубежное оборудование. В качестве грохота 1 предварительной классификации используется грохот типа ГСТ (производитель НПО «РИВС», С-Петербург). Надрешетный продукт подвергается дроблению в валковой дробилке 3 типа ДДЗ (производитель ОАО «Уралмашзавод», Екатеринбург). Гидроциклонирование осуществляется в гидроциклонах 4, 8 типа ГРЦ (производитель НПО «РИВС», С-Петербург). В качестве винтового сепаратора 6 используется сепаратор типа ШВЭ (производитель фирма «Новые технологии и оборудование», Москва). Угольная фракция направляется в ванну виброобезвоживателя 13 (производитель фирма «Шауенбург МАБ», г. Мюльхайм, Германия). В установке используется гидроклассификатор 5 типа Гидросорт I (производитель фирма «Шауенбург МАБ», Германия). Сливы гидроциклонов 4, 8, а также легкая фракция винтового сепаратора 4 направляются в сгуститель 7 (осветлитель-сгуститель, тип AKA-SET, производитель фирма "AKW", Динхоф, Германия). В качестве ленточного электродинамического сепаратора 10 используется сепаратор типа ЭДС-МС (производитель НПП «Экопромпереработка», г. Белгород).To implement the proposed installation, reliable and efficient domestic and foreign equipment is used. As a screening device of the preliminary classification, a screening device of the GST type is used (manufacturer NPO RIVS, St. Petersburg). The oversize product is crushed in a roll mill 3 of the DDZ type (manufacturer Uralmashzavod OJSC, Yekaterinburg). Hydrocyclone is carried out in hydrocyclones 4, 8 of the GRC type (manufacturer NPO RIVS, St. Petersburg). As a screw separator 6, a separator of the ШВЭ type (manufacturer New Technologies and Equipment, Moscow) is used. The coal fraction is sent to the vibration dehydrator bath 13 (manufacturer Schauenburg MAB, Mülheim, Germany). The installation uses a hydroclassifier of type 5 Hydrosort I (manufacturer Schauenburg MAB, Germany). Drains of hydrocyclones 4, 8, as well as the light fraction of the screw separator 4 are sent to a thickener 7 (clarifier-thickener, type AKA-SET, manufacturer AKW, Dinghof, Germany). As a tape electrodynamic separator 10, a separator of the type EMF-MS (manufacturer NPP "Ekoprompererabotka", Belgorod) is used.

Электродинамический сепаратор 10 выполнен в виде наклонного конвейера 16 (фиг. 2) с бесконечной транспортерной лентой 17, установленной на верхнем ведущем и нижнем ведомом барабанах 18, 19 с возможностью перемещения рабочего участка транспортерной ленты 17 снизу вверх и подачи разделяющей среды в виде воды на верхнюю, а отходов из сгустителя 7 на нижнюю рабочую часть транспортерной ленты 17. Нижний ведомый барабан 19 наклонного конвейера 16 выполнен полым из диэлектрического материала, внутри которого размещен магнитный ротор 20 с возможностью независимого вращения. Сгуститель 7 на выходе снабжен наклонным лотком 21 для равномерной подачи отходов в сухом или влажном состоянии к транспортерной ленте 17. На фиг. 2 поз. 22 обозначен сопловой насадок для равномерной подачи воды на транспортерную ленту 17, а поз. 23 и 24 обозначены электродвигатели приводов ведущего барабана 18 и магнитного ротора 20. Как было указано, на выходах электродинамического сепаратора 10 установлены вторая накопительная емкость 11 для железосодержащих частиц и третья накопительная емкость 12 для алюмосиликатного продукта.The electrodynamic separator 10 is made in the form of an inclined conveyor 16 (Fig. 2) with an endless conveyor belt 17 mounted on the upper driving and lower driven drums 18, 19 with the possibility of moving the working section of the conveyor belt 17 from the bottom up and feeding the separating medium in the form of water to the upper and waste from the thickener 7 to the lower working part of the conveyor belt 17. The lower driven drum 19 of the inclined conveyor 16 is made hollow of dielectric material, inside of which a magnetic rotor 20 is placed with the possibility of dependence of the rotation. The thickener 7 at the outlet is equipped with an inclined tray 21 for uniformly supplying waste in a dry or wet state to the conveyor belt 17. In FIG. 2 poses 22 marked nozzle nozzles for uniform water supply to the conveyor belt 17, and pos. 23 and 24 indicate the electric motors of the drives of the driving drum 18 and the magnetic rotor 20. As indicated, at the outputs of the electrodynamic separator 10, a second storage tank 11 for iron-containing particles and a third storage tank 12 for an aluminosilicate product are installed.

Установка по обогащению углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик функционирует следующим образом.Installation for the enrichment of coal-containing wastes of mines and concentration plants operates as follows.

Техногенные углеродсодержащие отходы в виде сухого или влажного материала подают из загрузочного бункера 2 на грохот 1 предварительной классификации, где происходит отделение фракций крупнее 2-3 мм. Надрешетный продукт подвергается дроблению в валковой дробилке 3. Дробленый продукт, в виде суспензии, возвращается на грохот 1. Подгрохотный продукт поступает на первую стадию гидроциклонирования в гидроциклон 4. В его верхний слив удаляются тонкие, в основном, глинистые частицы. Нижний продукт гидроциклона 4 в виде мелкозернистых фракций направляется на винтовой сепаратор 6, в котором под действием центробежных сил происходит отделение частиц угля от мелких глинистых частиц. Угольная фракция затем направляется в ванну виброобезвоживателя 13, откуда насосом 14 подрешетный продукт виброобезвоживателя подается на гидроциклон 8, где происходит дополнительная очистка угольных частиц от глины. Сгущенный нижний продукт гидроциклона 8, в котором сконцентрированы угольные частицы, поступает на виброобезвоживатель 13, откуда выводится в виде готового угольного концентрата в накопительную емкость 15. Грубозернистые фракции угольной суспензии нижнего продукта гидроциклона 4 направляются в гидроклассификатор 5, в котором разделение частиц по плотности и крупности осуществляется в восходящем потоке воды, которая подается в подрешетное пространство. Задача решетки - распределять равномерно потоки воды по всему сечению цилиндрической рабочей камеры гидроклассификатора 5. Над его решеткой образуется кипящий слой из минеральных частиц, в котором легкие частицы угля всплывают на поверхность слоя, а оттуда восходящими потоками воды выводятся в слив гидроклассификатора 5. Расход воды автоматически устанавливается в зависимости от крупности выделяемой в слив фракции благодаря наличию зондов (не показаны), отслеживающих плотность кипящего слоя. Решетка имеет отверстия, которые захлопываются в случае, если прекращается поступление воды снизу рабочей камеры. Тем самым предотвращается попадание твердых частиц в подрешетное пространство и обеспечивается надежная работа аппарата.Technogenic carbon-containing waste in the form of dry or wet material is fed from the loading hopper 2 to the screen 1 of the preliminary classification, where fractions larger than 2-3 mm are separated. The oversize product is crushed in a roll crusher 3. The crushed product, in the form of a suspension, is returned to the screen 1. The sub-product is fed to the first cyclone in the hydrocyclone 4. Fine, mainly clay particles are removed into its upper discharge. The lower product of the hydrocyclone 4 in the form of fine-grained fractions is sent to a screw separator 6, in which, under the action of centrifugal forces, coal particles are separated from small clay particles. The coal fraction is then sent to the bath of the dehydrator 13, from where, with a pump 14, the sub-sieve product of the dehydrator is fed to the hydrocyclone 8, where the clay particles are further purified from the clay. The thickened bottom product of hydrocyclone 8, in which coal particles are concentrated, is fed to a vibro dehydrator 13, from where it is discharged as a finished coal concentrate into storage tank 15. Coarse fractions of the coal suspension of the lower product of hydrocyclone 4 are sent to hydroclassifier 5, in which the particles are separated by density and size It is carried out in an upward flow of water, which is fed into the sublattice. The task of the grate is to evenly distribute water flows over the entire cross section of the cylindrical working chamber of the hydroclassifier 5. Above its grating, a fluidized bed of mineral particles is formed, in which light coal particles float to the surface of the layer, and from there ascending streams of water are discharged into the drain of the hydroclassifier 5. Water flow automatically it is set depending on the size of the fraction allocated to the discharge due to the presence of probes (not shown) that monitor the density of the fluidized bed. The grill has openings that are slammed in case the flow of water from the bottom of the working chamber stops. This prevents the ingress of solid particles into the under-sieve space and ensures reliable operation of the apparatus.

Слив гидроклассификатора 5, содержащий угольные частицы, так же как и нижний продукт гидроциклона 4, поступает на виброобезвоживатель 13. Нижний продукт гидроклассификатора 5, благодаря наличию зондов, отслеживающих плотность кипящего слоя, разгружается с поверхности решетки через автоматически регулируемые задвижки (условно показаны в нижней части гидроклассификатора 5) и направляется в отвал. Сливы гидроциклонов 4 и 8, а также легкая фракция из винтового сепаратора 6, содержащие глинистые и железосодержащие минеральные частицы, направляются в сгуститель 7, в котором под воздействием флокулянта, например, полиакриламида (расход 10-20 г/т исходного материала) происходит их осаждение в нижнюю коническую часть. Очищенная от твердых частиц вода (слив сгустителя) поступает в циркуляцию и распределяется по аппаратам установки. Нижний сгущенный продукт вращающимися граблями (не показаны) разгружается из конической части сгустителя 7 и направляется на ленточный электродинамический сепаратор 10. Электродинамический сепаратор 10 имеет наклонную конвейерную ленту 17 с верхним ведущим и нижним ведомым барабанами 18, 19. В нижнем ведомом барабане размещена вращающаяся магнитная система из постоянных магнитов с чередующейся полярностью (не показаны). При вращении магнитного ротора 20 в токопроводящих частицах суспензии возникают вихревые токи, благодаря чему вокруг этих частиц образуются магнитные поля. Взаимодействие индуцирующего и индуцируемых магнитных полей приводит к разделению железосодержащих и инертных частиц. Железосодержащие частицы выводятся в виде магнитного концентрата, а инертные - в виде очищенного от железа алюмосиликатного продукта.Draining the hydroclassifier 5 containing coal particles, as well as the lower product of the hydrocyclone 4, enters the dehydrator 13. The lower product of the hydroclassifier 5, due to the presence of probes that monitor the density of the fluidized bed, is discharged from the surface of the grate through automatically adjustable valves (conditionally shown at the bottom hydroclassifier 5) and is sent to the dump. Hydrocyclone drains 4 and 8, as well as the light fraction from the screw separator 6, containing clay and iron-containing mineral particles, are sent to a thickener 7, in which, under the influence of a flocculant, for example, polyacrylamide (consumption of 10-20 g / t of source material), they precipitate in the lower conical part. Water purified from solid particles (thickener drain) enters the circulation and is distributed among the apparatus. The lower condensed product by a rotating rake (not shown) is unloaded from the conical part of the thickener 7 and sent to a belt electrodynamic separator 10. The electrodynamic separator 10 has an inclined conveyor belt 17 with an upper leading and lower driven drums 18, 19. A rotating magnetic system is placed in the lower driven drum of permanent magnets with alternating polarity (not shown). When the magnetic rotor 20 is rotated, eddy currents occur in the conductive particles of the suspension, so that magnetic fields form around these particles. The interaction of inducing and induced magnetic fields leads to the separation of iron and inert particles. Iron-containing particles are removed in the form of a magnetic concentrate, and inert particles in the form of an aluminosilicate product purified from iron.

Полученные по данному предложению из углесодержащих отходов три основных продукта могут быть утилизированы: угольный концентрат - в качестве топлива, железосодержащий концентрат - в качестве утяжелителя суспензий при обогащении минерального сырья, а алюмосиликатный продукт - для производства вяжущих и строительных материалов. В предложенной установке осуществляется замкнутый водооборот, а для восполнения потерь воды с продуктами обогащения потребуется подача до 1,0 м3 технической воды на 1 тонну обогащаемого материала. Предложенная установка по обогащению углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик может найти применение при глубокой комплексной переработке значительного количества углесодержащих отвальных пород Подмосковного и Челябинского угольных бассейнов, а также при переработке летучей золы тепловых электростанций с получением на выходе алюмосиликатов, углерода и железосодержащих минералов с контролируемыми параметрами по чистоте и составу. При этом фракционный состав на выходе установки для угольного концентрата менее 800 мкм, а железосодержащий и алюмосиликатный продукты - менее 200 мкм. Для случая Кузнецкого бассейна при исходном содержании в углеотходах до 15% углерода, 7% железа и 20% Al2O3 можно получить на выходе установки содержание угольного концентрата на уровне 11% от исходного, железосодержащего концентрата на уровне 6-7% и алюмосиликатного продукта - на уровне 43%.The three main products obtained from this proposal from carbon-containing waste can be disposed of: coal concentrate as a fuel, iron concentrate as a weighting agent for suspensions in mineral processing, and aluminosilicate product for the production of binders and building materials. In the proposed installation, a closed water circulation is carried out, and to make up for water losses with enrichment products, it will be necessary to supply up to 1.0 m 3 of industrial water per 1 ton of enriched material. The proposed installation for the enrichment of coal-containing waste from mines and concentration plants can find application in the deep complex processing of a significant amount of coal-containing dump rocks of the Moscow and Chelyabinsk coal basins, as well as in the processing of fly ash of thermal power plants with the output of aluminosilicates, carbon and iron-containing minerals with controlled parameters for cleanliness and composition. In this case, the fractional composition at the outlet of the installation for coal concentrate is less than 800 microns, and the iron-containing and aluminosilicate products are less than 200 microns. For the case of the Kuznetsk basin with the initial content in coal waste of up to 15% carbon, 7% iron and 20% Al 2 O 3, it is possible to obtain at the outlet of the installation the content of coal concentrate at the level of 11% of the initial, iron-containing concentrate at the level of 6-7% and aluminosilicate product - at the level of 43%.

При производительности предложенной установки 280 т/час по сырью установка может производить не менее 30 т/час угольного концентрата. Принимая режим работы установки 6000 часов в год, можно ожидать получения до 180 тыс. т угольного концентрата в год. При ориентировочной стоимости 1 тонны угольного концентрата 1000 рублей стоимость продукции, произведенной из отходов углеобогатительных фабрик, может составить до 3 млн. долларов США в год. Это означает достаточно быструю окупаемость затрат на создание установки (менее 1 млн. долларов), с учетом стоимости проектирования, строительства и монтажа, а также ее пуска в эксплуатацию. При этом предлагаемое оборудование данной установки отличается высокой износостойкостью, простотой конструкции узлов и аппаратов, специально разработанных для обогащения углей. Основные устройства и агрегаты предложенной установки по обогащению углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик, а также узлы и системы переработки золы тепловых электростанций прошли успешные испытания на экспериментальной базе ОИВТ РАН и заинтересованных организаций.With the productivity of the proposed plant 280 t / h in raw materials, the plant can produce at least 30 t / h of coal concentrate. Assuming a plant operating mode of 6000 hours per year, it can be expected to receive up to 180 thousand tons of coal concentrate per year. With an estimated cost of 1 ton of coal concentrate of 1000 rubles, the cost of products made from waste from coal processing plants can amount to up to 3 million US dollars per year. This means a fairly quick cost recovery for the installation (less than $ 1 million), taking into account the cost of design, construction and installation, as well as its commissioning. At the same time, the proposed equipment of this installation is characterized by high wear resistance, simplicity of the design of units and devices specially designed for coal enrichment. The main devices and assemblies of the proposed installation for the enrichment of coal-containing waste from mines and concentration plants, as well as units and systems for processing ash from thermal power plants, have been successfully tested at the experimental facilities of the Institute for Optical Technology and interested organizations.

Claims (2)

1. Установка по обогащению углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик, включающая средства для фракционирования сырья в разделяющей среде, отличающаяся тем, что средства для разделения суспензии углесодержащих отходов по фракциям содержат грохот предварительной классификации, первый и второй входы которого соединены с выходами загрузочного бункера и валковой дробилки, первый и второй выходы грохота соединены с входами валковой дробилки и первого гидроциклона, первый выход которого соединен с первыми входами гидроклассификатора и винтового сепаратора, второй выход первого гидроциклона соединен с первым входом сгустителя, который также соединен с первыми выходами винтового сепаратора и второго гидроциклона, второй вход сгустителя соединен с выходом первой накопительной емкости для флокулянта, первый выход сгустителя соединен с вторыми входами винтового сепаратора и гидроклассификатора, второй выход сгустителя соединен с входом электродинамического сепаратора, первый и второй выходы которого соединены с входами второй и третьей накопительных емкостей для железосодержащих минералов и алюмосиликатного продукта, выходы гидроклассификатора и винтового сепаратора соединены с первым и вторым входами виброобезвожителя, третий вход которого соединен с вторым выходом второго гидроциклона, а первый и второй выходы виброобезвожителя соединены соответственно через насос с входом второго гидроциклона и с входом четвертой накопительной емкости для угольного концентрата.1. Installation for the enrichment of coal-containing waste from mines and concentration plants, including means for fractionating raw materials in a separating medium, characterized in that the means for separating a suspension of carbon-containing waste into fractions contain a preliminary screening screen, the first and second entrances of which are connected to the outputs of the loading hopper and roller crushers, the first and second exits of the screen are connected to the inputs of the roll crusher and the first hydrocyclone, the first output of which is connected to the first inputs of the hydroclassification torus and screw separator, the second output of the first hydrocyclone is connected to the first input of the thickener, which is also connected to the first outputs of the screw separator and the second hydrocyclone, the second input of the thickener is connected to the output of the first storage tank for the flocculant, the first output of the thickener is connected to the second inputs of the screw separator and hydroclassifier , the second output of the thickener is connected to the input of the electrodynamic separator, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the second and third storage capacities For iron-containing minerals and an aluminosilicate product, the exits of the hydroclassifier and the screw separator are connected to the first and second inputs of the vibration dehydrator, the third input of which is connected to the second output of the second hydrocyclone, and the first and second outputs of the vibration dehydrator are connected respectively to the input of the second hydrocyclone and the input of the fourth storage tank for coal concentrate. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что электродинамический сепаратор выполнен в виде наклонного конвейера с бесконечной транспортерной лентой, установленной на верхнем ведущем и нижнем ведомом барабанах с возможностью перемещения рабочего участка транспортерной ленты снизу вверх и подачи разделяющей среды в виде воды на верхнюю, а отходов из сгустителя на нижнюю рабочую часть транспортерной ленты, причем нижний ведомый барабан наклонного конвейера выполнен полым из диэлектрического материала, внутри которого размещен магнитный ротор с возможностью независимого вращения.2. Installation according to claim 1, characterized in that the electrodynamic separator is made in the form of an inclined conveyor with an endless conveyor belt mounted on the upper driving and lower driven drums with the possibility of moving the working section of the conveyor belt from the bottom up and feeding the separating medium in the form of water to the upper and waste from the thickener to the lower working part of the conveyor belt, and the lower driven drum of the inclined conveyor is made hollow of dielectric material, inside of which there is a magnetic rod torus with the possibility of independent rotation.
RU2015142403A 2015-10-06 2015-10-06 Apparatus for processing carbon-containing wastes of mines and dressing factories RU2607836C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015142403A RU2607836C1 (en) 2015-10-06 2015-10-06 Apparatus for processing carbon-containing wastes of mines and dressing factories

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015142403A RU2607836C1 (en) 2015-10-06 2015-10-06 Apparatus for processing carbon-containing wastes of mines and dressing factories

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2607836C1 true RU2607836C1 (en) 2017-01-20

Family

ID=58456072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015142403A RU2607836C1 (en) 2015-10-06 2015-10-06 Apparatus for processing carbon-containing wastes of mines and dressing factories

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2607836C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2655348C1 (en) * 2017-04-17 2018-05-25 Научно-производственная корпорация "Механобр-техника" (Акционерное общество) Method for enriching clay-containing coal slurries
RU2748794C1 (en) * 2020-12-29 2021-05-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Weighting agent for drilling mud treatment

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1568923A (en) * 1977-03-24 1980-06-11 Linatex Corp Of America Process for cleaning and dewatering fine coal
RU121175U1 (en) * 2012-06-04 2012-10-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) TECHNOLOGICAL LINE FOR PROCESSING ASH AND SLAG WASTE - COAL FUEL COMBUSTION PRODUCTS
RU123348U1 (en) * 2012-08-13 2012-12-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Коралайна Инжиниринг" INSTALLATION FOR COAL SLUDGE ENRICHMENT IN SPIRAL SEPARATORS (OPTIONS)
RU2490068C2 (en) * 2010-07-22 2013-08-20 Руслан Петрович Цыплаков Method of dressing of iron ore
RU141736U1 (en) * 2014-01-21 2014-06-10 Открытое акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат" (ОАО "ЕВРАЗ ЗСМК") COAL PRODUCT LINE
RU142957U1 (en) * 2013-06-03 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) SYSTEM OF PROCESSING OF VOLTAGE ASH OF HEAT POWER PLANTS

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1568923A (en) * 1977-03-24 1980-06-11 Linatex Corp Of America Process for cleaning and dewatering fine coal
RU2490068C2 (en) * 2010-07-22 2013-08-20 Руслан Петрович Цыплаков Method of dressing of iron ore
RU121175U1 (en) * 2012-06-04 2012-10-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) TECHNOLOGICAL LINE FOR PROCESSING ASH AND SLAG WASTE - COAL FUEL COMBUSTION PRODUCTS
RU123348U1 (en) * 2012-08-13 2012-12-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Коралайна Инжиниринг" INSTALLATION FOR COAL SLUDGE ENRICHMENT IN SPIRAL SEPARATORS (OPTIONS)
RU142957U1 (en) * 2013-06-03 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) SYSTEM OF PROCESSING OF VOLTAGE ASH OF HEAT POWER PLANTS
RU141736U1 (en) * 2014-01-21 2014-06-10 Открытое акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат" (ОАО "ЕВРАЗ ЗСМК") COAL PRODUCT LINE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАНЕВ Н.И. "Анализ и перспективы обогащения угольных шламов в гидроциклонах и винтовых сепараторах", Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), N3, 2003, с. 145-147. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2655348C1 (en) * 2017-04-17 2018-05-25 Научно-производственная корпорация "Механобр-техника" (Акционерное общество) Method for enriching clay-containing coal slurries
RU2748794C1 (en) * 2020-12-29 2021-05-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Weighting agent for drilling mud treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Noble et al. A review of state-of-the-art processing operations in coal preparation
CN105597915B (en) The wide dual Jie's whole coarse slime separating process of grade can be achieved in one kind
US10799880B2 (en) Method and apparatus for washing and grading silica sand for glass production
CN111644264B (en) Gasification slag gravity-magnetic combined separation process
CN105381866B (en) Iron, the beneficiation method of carbon are extracted from furnace cloth bag dust-removing ash
Honaker et al. Cleaning of fine and ultrafine coal
US6666335B1 (en) Multi-mineral/ash benefication process and apparatus
RU2614003C2 (en) Method for complex ash processing of heat power plants waste piles and plant for complex ash processing of heat power plants waste piles
RU2607836C1 (en) Apparatus for processing carbon-containing wastes of mines and dressing factories
CN106391296B (en) A kind of gravity ore dressing method of particulate antimony oxide ore
CN102179290A (en) Method for recycling clean coal from high-ash coal slurry tailings
Galvin et al. Cleaning of coarse and small coal
Saisinchai et al. Upgrading feldspar by WHIMS and flotation techniques
RU2365419C2 (en) Line for concentration of oxidised nickel-bearing ore
RU2078616C1 (en) Continuous-flow process line for processing metal-containing mixture of placers
RU2490068C2 (en) Method of dressing of iron ore
RU142957U1 (en) SYSTEM OF PROCESSING OF VOLTAGE ASH OF HEAT POWER PLANTS
CN106111534A (en) A kind of modular bauxite by dry method sorting process
RU2495722C2 (en) Method of sludge tank coal slimes concentration and concentration table to this end
RU2392057C9 (en) Magnetic hydroseparator
Legault-Seguin et al. Dense Medium Separation—An Effective and Robust Preconcentration Technology
Kademli A review of all aspects of dry coal cleaning methods and evaluation of widely used applications
Kundu et al. Mineral beneficiation and processing of coal
CN109365120A (en) A kind of fluorite lump ore gravity separation technology and its system
Zhang et al. A novel wastewater cleaning system for the stone-crushing and sand-making process

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 02-2017 FOR TAG: (45)

TC4A Change in inventorship

Effective date: 20170322

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181007