RU2614003C2 - Method for complex ash processing of heat power plants waste piles and plant for complex ash processing of heat power plants waste piles - Google Patents

Method for complex ash processing of heat power plants waste piles and plant for complex ash processing of heat power plants waste piles Download PDF

Info

Publication number
RU2614003C2
RU2614003C2 RU2016115690A RU2016115690A RU2614003C2 RU 2614003 C2 RU2614003 C2 RU 2614003C2 RU 2016115690 A RU2016115690 A RU 2016115690A RU 2016115690 A RU2016115690 A RU 2016115690A RU 2614003 C2 RU2614003 C2 RU 2614003C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flotation
ash
concentrate
fraction
inlet
Prior art date
Application number
RU2016115690A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016115690A (en
Inventor
Леонид Михайлович Делицын
Юрий Васильевич Рябов
Олег Сергеевич Попель
Шамиль Абдуллаевич Гаджиев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Промэкоинжиниринг"
Леонид Михайлович Делицын
Юрий Васильевич Рябов
Олег Сергеевич Попель
Шамиль Абдуллаевич Гаджиев
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 Общество с ограниченной ответственностью "Промэкоинжиниринг", Леонид Михайлович Делицын, Юрий Васильевич Рябов, Олег Сергеевич Попель, Шамиль Абдуллаевич Гаджиев filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Промэкоинжиниринг"
Priority to RU2016115690A priority Critical patent/RU2614003C2/en
Publication of RU2016115690A publication Critical patent/RU2016115690A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614003C2 publication Critical patent/RU2614003C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/04General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for furnace residues, smeltings, or foundry slags
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/02Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/02Froth-flotation processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/067Slags

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: complex ash processing method of heat power plants waste piles includes the separating of ash pulp into the coarse and fine fractions, flotation, and magnetic separation to obtain the target products. The coarse fractions of ash are separated on the screens for using in the production of concrete mixtures. Ash fine fractions and subjected to the main and cleaner flotation, filtration and drying, to obtain a carbon concentrate. The separated at the primary flotation the tail fractions are subjected to magnetic separation and drying to obtain magnetite and silica-alumina concentrate. The aluminosilicate concentrate is grounded in the ball mill upto the fine fraction, filtered and dried. During the primary flotation the collector-kerosine and pine oil is used as the blowing agent. The cleaner flotation is carried out on the return water. The method is carried out on the complex ash processing plant of heat power plants waste piles, containing the means for separating the ash pulp into the coarse and fine fractions, as well as flotation and magnetic separation to obtain the target products. The ash pulp separator is designed as the screen, which outlet of the coarse fraction is connected to the inlet of the first section for the production of concrete mixtures. The screen outlet of the fine fraction is connected to the first flotation machine inlet for the main flotation, the first outlet of which is connected through the second machine of the cleaner flotation, filtration and drying units with the the second section inlet for the coal concentrate storing. The second outlet of the first flotation machine is connected with the first inlet of magnetic separation unit, the first outlet of which is connected through the drain silo with the third section inlet for the magnetite concentrate storing. The second outlet of the magnetic separation unit is connected through the thickener and drying units with the third section inlet for the aluminosilicate concentrate storing. The drain silo outlet of water is connected to the second inlet of the magnetic separation unit.
EFFECT: fullest recovery from the wet ash waste piles of power heating plant of the target useful products in the form of ash coarse fraction for the concrete mixtures production, carbon for using as a boiler fuel, magnetite concentrate as a raw material for the metal industry and active aluminium silicate additive for construction materials productions.
5 cl, 1 dwg, 1 tbl 2 ex

Description

Изобретение относится к области энергетики, конкретно к способу и установке для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций. Комплексное использование главных составных компонентов золошлаковых отходов (углерода, магнитных минералов, алюмосиликатов), находящихся в мокрых золошлаковых отвалах ТЭС, становится приоритетным для получения ценных продуктов переработки золы для многих отраслей промышленности и народного хозяйства.The invention relates to the field of energy, specifically to a method and installation for the integrated processing of ash dumps of thermal power plants. The complex use of the main components of ash and slag waste (carbon, magnetic minerals, aluminosilicates) located in the wet ash and slag dumps of thermal power plants is becoming a priority for obtaining valuable products of ash processing for many industries and the national economy.

Из RU 2257267, 27.07.2005, известен способ переработки летучей золы тепловых электростанций, в результате которой получают микросферы, используемые в качестве наполнителей строительных материалов и легких цементов, в частности (1). Способ включает получение алюмосиликатных микросфер из водной суспензии летучей золы тепловых электростанций.From RU 2257267, 07.27.2005, a method for processing fly ash of thermal power plants is known, which results in the production of microspheres used as fillers for building materials and light cements, in particular (1). The method includes obtaining aluminosilicate microspheres from an aqueous suspension of fly ash of thermal power plants.

Способ включает гидросепарацию водной суспензии в золоотвальном водоеме, съем всплывших микросфер, их обезвоживание и сушку. Обезвоживание алюмосиликатных микросфер осуществляют в пористых контейнерах фильтрацией воды через отверстия с размерами не более 10 мкм. Сушку микросфер осуществляют в потоке воздуха во вращающемся барабане, выходное отверстие которого экранировано сеткой с размерами отверстий не более 10 мкм.The method includes hydroseparation of an aqueous suspension in an ash pond, removal of surfaced microspheres, their dehydration and drying. Dehydration of aluminosilicate microspheres is carried out in porous containers by filtering water through openings with sizes not exceeding 10 microns. Drying of the microspheres is carried out in an air stream in a rotating drum, the outlet of which is shielded with a mesh with a hole size of not more than 10 microns.

При естественной гидросепарации в большом объеме водоема полые микросферы концентрируются на поверхности воды с толщиной слоя 30-50 см. Все примеси оседают на дно водоема, в том числе мелкие примеси и несгоревшие частицы углерода. Происходит, таким образом, очистка полых микросфер от примесей и разрушенных микросфер. При осуществлении способа съем микросфер (всплывших) с поверхности водоема осуществляют с помощью эжекторного насоса: эжекторный насос снабжен фильтром. Влажные микросферы по сливному рукаву поступают в контейнеры для обезвоживания, которые выполнены из пористой ткани. После обезвоживания микросферы направляют на сушку во вращающиеся барабаны, а далее на рассев по фракциям в трехсекционных вращающихся барабанах.During natural hydroseparation in a large volume of a reservoir, hollow microspheres are concentrated on the surface of the water with a layer thickness of 30-50 cm. All impurities settle to the bottom of the reservoir, including small impurities and unburned carbon particles. Thus, the cleaning of hollow microspheres of impurities and destroyed microspheres occurs. When implementing the method, I will remove the microspheres (emerging) from the surface of the reservoir using an ejector pump: the ejector pump is equipped with a filter. Wet microspheres along the drain sleeve enter the containers for dehydration, which are made of porous fabric. After dehydration, the microspheres are sent for drying to the rotating drums, and then to the sieving by fractions in three-section rotating drums.

Таким образом, конечным целевым продуктом этого известного способа переработки золы-уноса ТЭЦ являются только алюмосиликатные микросферы, что является недостатком данного способа, т.к. в результате такой переработки не выделяют в качестве других возможных целевых продуктов уголь, который может быть использован в качестве топлива, а также не происходит выделение других целевых продуктов из так называемых других примесей, к числу которых отнесены золы, микросферы плотностью более 1000 кг/м3.Thus, the final target product of this known method for processing fly ash of thermal power plants is only aluminosilicate microspheres, which is a disadvantage of this method, because as a result of such processing, coal that can be used as fuel is not isolated as other possible target products, and other target products are not isolated from so-called other impurities, including ashes, microspheres with a density of more than 1000 kg / m 3 .

Из другого известного источника информации RU 2343984, 20.01.2009, известен другой способ переработки золы-уноса ТЭЦ, основным целевым продуктом которого является углерод, используемый в качестве топлива (2). Способ включает добавление воды к золе-уносу ТЭЦ, с образованием суспензии, добавление коллектора (например, керосина). Суспензию с коллектором подают в погружную мешалку, имеющую множество камер и перемешивающую лопасть. С помощью погружной мешалки осуществляют приложение усилия сдвига к суспензии и коллектору. Добавляют пенообразователь. С помощью флотации удаляют несгоревший углерод. С помощью флотации происходит разделение и отделение эффективного углерода из исходной суспензии золы-уноса ТЭЦ. Частицы золы-уноса ТЭЦ отделяются от подлинной золы - уноса и становятся хвостовой фракцией флотации. Вода суспензии золы-уноса после флотационного разделения с помощью твердожидкостного сепаратора может быть повторно использована для добавления к новой суспензии золы-уноса. В оставшейся после флотационного разделения содержание несгоревшего углерода составляет до 1% мас. или ниже и такая зола-унос ТЭЦ может быть использована в качестве добавки к цементу. Способ переработки золы-уноса ТЭЦ осуществляют с помощью устройства, содержащего в качестве основных конструктивных элементов резервуар для золы-уноса ТЭЦ, шламовый резервуар, погружную мешалку, флотационную машину, твердожидкостный сепаратор, сушилку, фильтр-пресс.From another well-known source of information RU 2343984, January 20, 2009, another method is known for processing fly ash of thermal power plants, the main target product of which is carbon used as fuel (2). The method includes adding water to the fly ash of the TPP, with the formation of a suspension, adding a collector (for example, kerosene). A suspension with a collector is fed into an immersion mixer having a plurality of chambers and a mixing blade. Using a submersible mixer, shear is applied to the suspension and collector. Add a blowing agent. Unburned carbon is removed by flotation. With the help of flotation, separation and separation of effective carbon from the initial suspension of fly ash from the CHPP takes place. Particles of fly ash of thermal power plants are separated from genuine fly ash and become the tail fraction of flotation. Water from a fly ash suspension after flotation separation using a solid-liquid separator can be reused to add fly ash to a new suspension. In the remaining after flotation separation, the content of unburned carbon is up to 1% wt. or lower and such fly ash of the CHPP can be used as an additive to cement. A method for processing fly ash of thermal power plants is carried out using a device containing, as the main structural elements, a tank for fly ash of thermal power plants, a slurry tank, a submersible mixer, a flotation machine, a solid-liquid separator, a dryer, and a filter press.

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает полную комплексную переработку золы-уноса ТЭЦ, а в основном касается получения несгоревшего углерода, используемого в качестве топлива.The disadvantage of this method is that it does not provide a complete integrated processing of fly ash of the TPP, but mainly relates to the production of unburned carbon used as fuel.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является комбинированный способ переработки летучей золы-уноса угольных ТЭЦ с получением из нее алюмосиликатной, углеродной и магнитной фракции, в том числе железосодержащих микросфер. Это известное техническое решение охарактеризовано в RU 142957, 10.07.2014 (3).The closest in technical essence and the achieved result is a combined method of processing fly ash fly ash from coal-fired power plants to produce aluminosilicate, carbon and magnetic fractions from it, including iron-containing microspheres. This well-known technical solution is described in RU 142957, 07/10/2014 (3).

В этом источнике способ комбинированной переработки представлен как система переработки летучей золы ТЭЦ.In this source, the combined processing method is presented as a system for processing fly ash from a CHP plant.

Одновременно там же описано и устройство, которое используется для осуществления способа.At the same time there is also described a device that is used to implement the method.

Рассмотрим подробнее технические решения, охарактеризованные в данном источнике информации.Let us consider in more detail the technical solutions described in this source of information.

Известный из RU 142957 комбинированный способ переработки включает следующие стадии:Known from RU 142957 a combined processing method includes the following stages:

- разделение золы на легкую и тяжелую фракции в разделяющей среде (магнитную и немагнитную фракции) (электродинамическая сепарация);- separation of ash into light and heavy fractions in a separating medium (magnetic and non-magnetic fractions) (electrodynamic separation);

- оттирка остаточной магнитной фракции и гидравлическая классификация магнитной фракции;- rubbing residual magnetic fraction and hydraulic classification of the magnetic fraction;

- фильтрация магнитной (тяжелой) фракции на вакуум-фильтре;- filtering the magnetic (heavy) fraction on a vacuum filter;

- сушка ее в барабанной сушилке;- drying it in a drum dryer;

- классификация магнитной фракции по размерам;- classification of the magnetic fraction by size;

- флотационное разделение немагнитной (легкой) фракции на алюмосиликатный и углеродсодержащий продукты.- flotation separation of the non-magnetic (light) fraction into aluminosilicate and carbon-containing products.

Известное из RU 142957 устройство представляет собой систему конструкций (устройств), связанных между собой и предназначенных для осуществления выше указанных процессов, составляющих способ переработки.Known from RU 142957, the device is a system of structures (devices) interconnected and designed to implement the above processes that make up the processing method.

Система переработки летучей золы тепловых электростанций содержит загрузочный бункер, снабженный средствами для подачи золы на вход первого устройства для электродинамической сепарации золы в нисходящей разделяющей среде на магнитную и немагнитную фракции. Первый выход устройства по магнитной фракции соединен через последовательно соединенные второе устройство для оттирки остаточной немагнитной фракции, третье устройство для гидравлической классификации магнитной фракции в восходящей разделяющей среде, четвертое устройство для фильтрации магнитной фракции на ленточном вакуум-фильтре и пятое устройство для ее сушки в барабанной сушилке с входом шестого устройства для сухой классификации магнитной фракции на ситах по размерному ряду. Выходы устройства для сухой классификации магнитной фракции на ситах соединены с входами магнитных сепараторов, выполненных в виде вертикальных разделительных колонн, снабженных магнитными ловушками для классификации магнитных микросфер по диаметру. Каждая из магнитных ловушек может быть выполнена с возможностью регулирования напряженности магнитного поля в рабочем объеме колонны магнитного сепаратора. При этом второй выход первого устройства по немагнитной фракции соединен с входом седьмого устройства стандартного типа для флотационного разделения немагнитной фракции на углеродсодержащий и алюмосиликатный продукты.The system for processing fly ash of thermal power plants comprises a loading hopper equipped with means for feeding ash to the inlet of the first device for electrodynamic separation of ash in a downward separating medium into magnetic and non-magnetic fractions. The first output of the device in magnetic fraction is connected via series-connected second device for rubbing the residual non-magnetic fraction, the third device for hydraulic classification of the magnetic fraction in the ascending separating medium, the fourth device for filtering the magnetic fraction in a belt vacuum filter and the fifth device for drying it in a drum dryer with the input of the sixth device for dry classification of the magnetic fraction on the sieves according to size range. The outputs of the device for dry classification of the magnetic fraction on the sieves are connected to the inputs of the magnetic separators, made in the form of vertical separation columns equipped with magnetic traps for classifying magnetic microspheres by diameter. Each of the magnetic traps can be configured to control the magnetic field in the working volume of the magnetic separator column. In this case, the second output of the first device in a non-magnetic fraction is connected to the input of the seventh standard type device for flotation separation of the non-magnetic fraction into carbon-containing and aluminosilicate products.

Первое устройство для электродинамической сепарации золы выполнено 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 золы из загрузочного бункера на нижнюю рабочую часть транспортерной ленты. Нижний ведомый барабан наклонного конвейера выполнен полым из диэлектрического материала, внутри которого размещен магнитный ротор с возможностью независимого вращения. Загрузочный бункер на выходе снабжен наклонным лотком для равномерной подачи золы в сухом или влажном состоянии к транспортерной ленте. Устройство имеет сопловой насадок для равномерной подачи воды на транспортерную ленту, электродвигатели приводов ведущего барабана и магнитного ротора. Оно также снабжено приемными бункерами для сбора магнитной и немагнитной фракций.The first device for electrodynamic separation of ash 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 ability to move the working section of the conveyor belt from the bottom up and supply the separating medium in the form of water to the top, and ash from the loading hopper to the bottom the working part of the conveyor belt. 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. The loading hopper at the exit is equipped with an inclined tray for uniform feeding of ash in a dry or wet state to the conveyor belt. The device has nozzle nozzles for uniform water supply to the conveyor belt, electric motors of the drives of the driving drum and magnetic rotor. It is also equipped with receiving bins for collecting magnetic and non-magnetic fractions.

Устройство для оттирки остаточной немагнитной фракции представляет собой емкость, заполненную технической водой и снабженную перемешивающим устройством. Вход устройства соединен с выходом приемного бункера для сбора магнитной фракции, а выход устройства соединен с входом устройства для гидравлической классификации магнитной фракции в восходящей разделяющей среде. Устройство представляет собой гидросепаратор кипящего слоя, состоящий из емкости, заполненной водой. В нижней части емкости имеется перфорированное днище для подачи восходящего потока очищенной воды и каналы для вывода тяжелой магнитной фракции В верхней части емкости устройства расположен приемный патрубок, соединенный с выходным патрубком устройства для оттирки остаточной немагнитной фракции, а также выходной патрубок для вывода легкой фракции в виде взвеси, оставшейся части немагнитной фракции.A device for rubbing residual non-magnetic fraction is a container filled with industrial water and equipped with a mixing device. The input of the device is connected to the output of the receiving hopper for collecting the magnetic fraction, and the output of the device is connected to the input of the device for hydraulic classification of the magnetic fraction in the ascending separation medium. The device is a fluidized bed hydroseparator, consisting of a tank filled with water. In the lower part of the tank there is a perforated bottom for supplying an upward flow of purified water and channels for outputting a heavy magnetic fraction. In the upper part of the device’s tank, there is a receiving pipe connected to the output pipe of the device for scrubbing the residual non-magnetic fraction, and also an output pipe for outputting the light fraction in the form suspension, the remaining part of the non-magnetic fraction.

Выход третьего устройства соединен с входом четвертого устройства для фильтрации магнитной фракции известным образом на ленточном вакуум-фильтре, после которого осушенная магнитная фракция поступает на вход пятого устройства, выполненного в виде барабанной сушилки, для завершающей сушки. Выход устройства соединен с входом шестого устройства для сухой классификации магнитной фракции на нескольких видах сит различного размерного ряда. Выходы устройства после каждого из сит соединены с входами разделительных колонн с магнитными ловушками для классификации магнитных микросфер по диаметру.The output of the third device is connected to the input of the fourth device for filtering the magnetic fraction in a known manner on a belt vacuum filter, after which the dried magnetic fraction is fed to the input of the fifth device, made in the form of a drum dryer, for final drying. The output of the device is connected to the input of the sixth device for dry classification of the magnetic fraction on several types of sieves of various sizes. The outputs of the device after each of the screens are connected to the inputs of the separation columns with magnetic traps for classifying magnetic microspheres by diameter.

В результате осуществления известного способа получают три вида продуктов, например:As a result of the implementation of the known method receive three types of products, for example:

Углеродный продукт, содержащий, % масс.: углерода 49-51; Al2O3 15,5; SiO2 24,0; Fe2O3 5,5; средний диаметр частичек 51 мкм, медианное сечение 37 мкм; выход углеродного концентрата 6,8%; извлечение углерода в концентрат 68,2%. Магнетитовый концентрат, содержащий, % масс.: Fe2O3 62,6; Al2O3 12,5; SiO2 29,0; 0,5% углерода; фракционный состав: <10 мкм - 2,6%; 10-40 мкм - 28,0%, 40-100 мкм - 39%; >100 мкм - 29%; средний диаметр магнетитовых шариков 86 мкм, медианное сечение 30 мкм; плотность 3,4-3,8 г/см3; удельная поверхность 1,05 м2/г, фазовый состав: магнетит, гематит, вюстит, стеклофаза, муллит, кварц; выход магнетитового концентрата 6%; извлечение железа в концентрат 64%.A carbon product containing,% wt .: carbon 49-51; Al 2 O 3 15,5; SiO 2 24.0; Fe 2 O 3 5.5; average particle diameter of 51 microns, median section 37 microns; yield of carbon concentrate 6.8%; carbon recovery in concentrate 68.2%. A magnetite concentrate containing,% by mass: Fe 2 O 3 62.6; Al 2 O 3 12.5; SiO 2 29.0; 0.5% carbon; fractional composition: <10 microns - 2.6%; 10-40 microns - 28.0%, 40-100 microns - 39%; > 100 μm - 29%; the average diameter of magnetite balls is 86 microns, the median section is 30 microns; density 3.4-3.8 g / cm 3 ; specific surface area 1.05 m 2 / g, phase composition: magnetite, hematite, wustite, glass phase, mullite, quartz; yield of magnetite concentrate 6%; iron recovery in concentrate 64%.

Алюмосиликатный продукт, содержащий, % масс.: Al2O3 29,2; SiO2 58,3; Fe2O3 1,1; 1,26 углерода; фракционный состав: <10 мкм - 21%; 10-40 мкм - 40%; 40-100 мкм - 29%; >100 мкм - 10%, средний диаметр частичек золы 49 мкм; медианное сечение - 30 мкм, плотность 2,0-2,2 г/см3; удельная поверхность 1,98 см2/г; фазовый состав: стеклофаза (76%), муллит (17%), кристобалит (5%), магнетит (1%).An aluminosilicate product containing,% by mass: Al 2 O 3 29.2; SiO 2 58.3; Fe 2 O 3 1,1; 1.26 carbon; fractional composition: <10 microns - 21%; 10-40 microns - 40%; 40-100 microns - 29%; > 100 μm - 10%, average particle diameter of ash 49 μm; the median section is 30 microns, a density of 2.0-2.2 g / cm 3 ; specific surface area 1.98 cm 2 / g; phase composition: glass phase (76%), mullite (17%), cristobalite (5%), magnetite (1%).

Пример. Классификации подвергли 26 кг летучей золы Каширской ГРЭС, содержащей, % масс.: Al2O3 21,5; SiO2 50,0; Fe2O3 7,44; 13,0 углерода, фракционный состав: <10 мкм -11,3%; 10-40 мкм - 26,9%; 40-100 мкм - 29,2%; >100 мкм - 32,6%; средний диаметр частичек золы 86,2 мкм; медианное сечение - 57,3 мкм; плотность 2,2-2,5 г/см3; удельная поверхность 1,9-2,2 м2/г; фазовый состав: стеклофаза, глаукофан, муллит, кварц, магнетит, гематит, вюстит.Example. Classifications were subjected to 26 kg of fly ash of the Kashirskaya state district power station, containing, wt%: Al 2 O 3 21.5; SiO 2 50.0; Fe 2 O 3 7.44; 13.0 carbon, fractional composition: <10 μm -11.3%; 10-40 microns - 26.9%; 40-100 microns - 29.2%; > 100 μm - 32.6%; the average diameter of the particles of ash is 86.2 microns; median section - 57.3 microns; density 2.2-2.5 g / cm 3 ; specific surface area 1.9-2.2 m 2 / g; phase composition: glass phase, glaucophane, mullite, quartz, magnetite, hematite, wustite.

К недостаткам известного технического решения следует отнести неполное разделение компонентов золы на фракции за один цикл переработки и сложность или невозможность полной комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций.The disadvantages of the known technical solutions include the incomplete separation of ash components into fractions for one processing cycle and the complexity or impossibility of a complete complex processing of ash from dumps of thermal power plants.

Техническим результатом заявленного изобретения является устранение указанных недостатков и максимально полное извлечение из мокрых золоотвалов ТЭС полезных целевых продуктов в виде крупной фракции золы для производства бетонных смесей, углерода (недожога угля) для использования в качестве котельного топлива, магнетитового концентрата в качестве сырья для металлургии и активной алюмосиликатной добавки для производства строительных материалов.The technical result of the claimed invention is the elimination of these shortcomings and the most complete extraction from wet ash dumps of TPPs of useful target products in the form of a large fraction of ash for the production of concrete mixtures, carbon (coal underburning) for use as boiler fuel, magnetite concentrate as a raw material for metallurgy and active aluminosilicate additives for the production of building materials.

Указанный технический результат достигается группой изобретений.The specified technical result is achieved by a group of inventions.

Одним из изобретений группы является способ комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций, включающий разделение пульпы золы на крупную и мелкую фракции, флотацию и магнитную сепарацию с получением целевых продуктов, заключающийся в том, что крупную фракцию золы отделяют на грохоте для использования в производстве бетонных смесей, а мелкую фракцию золы подвергают основной и перечистной флотации, фильтрации и сушке, получая углеродный концентрат, отделенные при основной флотации хвостовые фракции подвергают магнитной сепарации и сушке и получают магнетитовый и алюмосиликатный концентраты, далее алюмосиликатный концентрат измельчают на шаровой мельнице до тонкодисперсной фракции, фильтруют и сушат, при этом при основной флотации используют собиратель - керосин и сосновое масло в качестве вспенивателя, а перечистную флотацию осуществляют на оборотной воде без добавления флотационных реагентов с получением готового углеродного концентрата.One of the inventions of the group is a method for the integrated processing of ash from heaps of thermal power plants, including the separation of ash pulp into coarse and fine fractions, flotation and magnetic separation to obtain the target products, which consists in the fact that a large ash fraction is separated on a screen for use in the production of concrete mixtures, and the fine ash fraction is subjected to main and reverse flotation, filtration and drying to obtain carbon concentrate, the tail fractions separated during the main flotation are subjected to magnetic c separation and drying, and get magnetite and aluminosilicate concentrates, then the aluminosilicate concentrate is crushed in a ball mill to a finely divided fraction, filtered and dried, while the main flotation uses a collector - kerosene and pine oil as a blowing agent, and clean flotation is carried out in recycled water without adding flotation reagents to obtain the finished carbon concentrate.

Данная совокупность существенных признаков необходима и достаточна при любом варианте использования способа.This set of essential features is necessary and sufficient for any use of the method.

Однако, по мнению заявителя, наиболее эффективно отделять на грохоте крупную фракцию с размером частиц крупнее 200 мкм, а мелкую фракцию - с размером частиц 200 мкм и менее.However, according to the applicant, it is most efficient to separate a large fraction with a particle size larger than 200 microns and a small fraction with a particle size of 200 microns or less.

Примечание: к крупной фракции относятся все фракции с размером частиц крупнее 200 мкм, а к мелкой фракции относятся все фракции все фракции с размером частиц 200 мкм и менее.Note: the coarse fraction includes all fractions with a particle size larger than 200 microns, and the fine fraction includes all fractions all fractions with a particle size of 200 microns or less.

Это обусловлено тем, что согласно производственной практике фракции крупнее 200 мкм плохо поддаются флотации.This is due to the fact that, according to production practice, fractions larger than 200 microns are poorly flotated.

Что касается особенности, состоящей в том, что алюмосиликатный концентрат измельчают на шаровой мельнице до фракции не более 20 мкм, то целесообразность этого вызвана тем, что тонкие классы применяются для получения сверхпрочных бетонов и эмпирически установлено, что именно фракции с размеров частиц 20 мкм и около в наибольшей степени обеспечивают получение сверхпрочных бетонов.As for the feature that aluminosilicate concentrate is crushed in a ball mill to a fraction of not more than 20 microns, the feasibility of this is due to the fact that thin classes are used to produce ultra-strong concrete and it has been empirically established that it is fractions with particle sizes of 20 microns and about to the greatest extent provide heavy-duty concrete.

В заявленном способе углеродный концентрат представляет собой продукт, содержащий в качестве главного компонента углерод, свыше 60% мас.; помимо углерода в углеродный концентрат входят примеси зольных частиц, содержащих оксиды кремния, алюминия, кальция, магния, титана и т.п. Его состав приведен в примере (см. табл. 1).In the inventive method, the carbon concentrate is a product containing more than 60 wt.% Carbon as the main component; In addition to carbon, carbon concentrate contains impurities of ash particles containing oxides of silicon, aluminum, calcium, magnesium, titanium, etc. Its composition is given in the example (see table. 1).

Магнетитовый концентрат представляет собой продукт, представленный на 65-85% магнетитовыми микросферами (шариками) с примесью немагнитных частиц золы, содержащих оксиды кремния, алюминия, кальция, магния, титана и т.п. Его состав приведен в примере (см. табл. 2).A magnetite concentrate is a product represented by 65-85% magnetite microspheres (balls) mixed with non-magnetic ash particles containing oxides of silicon, aluminum, calcium, magnesium, titanium, etc. Its composition is given in the example (see table. 2).

Алюмосиликный концентрат представляет собой продукт, содержащий в качестве главных компонентов оксиды кремния и алюминия, которые в сумме составляют 85-90% и примесь оксидов железа, кальция, магния, натрия, калия, титана и др., составляющих 10-15% от массы алюмосиликатного концентрата. Содержание остаточного углерода в алюмосиликатном продукте составляет 1-3,6%, что меньше норматива 5%, что удовлетворяет требованиям к качеству золопродуктов, используемых в производстве цемента (ТУ 3470-10347-81), ячеистого бетона (ТУ 21-31-2-83), покрытия дорог (ВСН 185-75) и т.п. Состав алюмосиликатного продукта приведен в примере.Aluminosilicate concentrate is a product containing, as the main components, oxides of silicon and aluminum, which together comprise 85-90% and an admixture of oxides of iron, calcium, magnesium, sodium, potassium, titanium, etc., constituting 10-15% by weight of aluminosilicate concentrate. The residual carbon content in the aluminosilicate product is 1-3.6%, which is less than the standard of 5%, which meets the quality requirements for ash products used in the production of cement (TU 3470-10347-81), aerated concrete (TU 21-31-2- 83), road coverings (BCH 185-75), etc. The composition of the aluminosilicate product is shown in the example.

Полученные продукты являются концентратами, т.к. содержание в них целевых компонентов в 5-8 раз выше их содержания в исходной золе, поступающей на переработку.The resulting products are concentrates, because the content of the target components in them is 5-8 times higher than their content in the initial ash supplied for processing.

В данной заявке под понятием пульпа золы понимается водная суспензия золы ТЭС с отношением зола : вода 1:(3-10)In this application, the term ash pulp is understood to mean an aqueous suspension of TPP ash with an ash: water ratio of 1: (3-10)

Под крупной фракцией понимается продукт, который остается в грохоте с размером частиц крупнее 200 мкм, не отсеянный на грохоте через решетку с размером ячейки 200 мкм.A coarse fraction is understood to mean a product that remains in a screen with a particle size larger than 200 μm, not screened through a screen with a mesh size of 200 μm.

Под мелкой фракцией понимается продукт, отсеянный на грохоте через решетку с размером ячейки 200 мкм.The fine fraction refers to the product screened on a screen through a grid with a mesh size of 200 microns.

Под перечистной флотацией понимается флотация основного флотационного концентрата на оборотной воде с целью повышения содержания углерода в конечном углеродном концентрате.By flotation flotation is meant flotation of the main flotation concentrate in recycled water in order to increase the carbon content in the final carbon concentrate.

Под хвостовой фракцией понимается камерный продукт основной флотации углерода, который направляется на извлечение магнетитового концентрата.The tail fraction refers to the chamber product of the main carbon flotation, which is sent to the extraction of magnetite concentrate.

Такое выполнение способа комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций обеспечивает, во-первых, сравнительно простое гидромеханическое получение фракций золы +200 мкм для производства бетонных смесей (то есть получение крупных фракций золы, которые остаются в грохоте с размером частиц крупнее 200 мкм и направляется затем для производства бетонных смесей).This embodiment of the method of complex processing of ash from dumps of thermal power plants provides, firstly, a relatively simple hydromechanical production of ash fractions +200 μm for the production of concrete mixtures (that is, obtaining large fractions of ash that remain in the screen with a particle size larger than 200 μm and then sent to production of concrete mixtures).

Использование же основной и перечистной флотации фракции золы - 200 мкм (то есть мелких фракций золы, отсеянных на грохоте через решетку с размером ячейки 200 мкм) позволяет при сравнительно малых затратах получить значительное количество углеродного концентрата, а переработка хвостовых фракций основной флотации посредством магнитной сепарации обеспечивает получение высококачественного магнетитового и алюмосиликатного концентратов.The use of the main and recycle flotation of the ash fraction - 200 microns (i.e., small fractions of ash screened on a sieve through a grating with a mesh size of 200 microns) makes it possible to obtain a significant amount of carbon concentrate at relatively low cost, and processing the tail fractions of the main flotation by magnetic separation provides obtaining high-quality magnetite and aluminosilicate concentrates.

Однако заявитель считает особо отметить, что возможны и другие размеры крупных и мелких фракций.However, the applicant considers it particularly important that other sizes of large and small fractions are possible.

Реализация предложенного способа обеспечивается с помощью установки для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций, содержащей средства для разделения пульпы золы по крупным и мелким фракциям, а также флотации и магнитной сепарации с получением целевых продуктов, причем согласно изобретению сепаратор пульпы золы выполнен в виде грохота, выход которого по крупной фракции соединен с входом первого участка для производства бетонных смесей, выход грохота по мелкой фракции соединен с входом первой флотационной машины для основной флотации, первый выход которой соединен через вторую машину перечистной флотации, блоки фильтрации и сушки с входом второго участка для складирования угольного концентрата, а второй выход первой флотационной машины соединен с первым входом блока магнитной сепарации, первый выход которого соединен через дренажный силос с входом третьего участка для складирования магнетитового концентрата, причем второй выход блока магнитной сепарации соединен через блоки сгустителя и сушки с входом третьего участка для складирования алюмосиликатного концентрата, а выход дренажного силоса по воде соединен с вторым входом блока магнитной сепарации.The implementation of the proposed method is provided by the installation for the integrated processing of ash from heaps of thermal power plants, containing means for separating ash pulp into large and small fractions, as well as flotation and magnetic separation to obtain the target products, and according to the invention, the ash pulp separator is made in the form of a screen, output which in large fraction is connected to the inlet of the first section for the production of concrete mixtures, the output of the screen in small fractions is connected to the inlet of the first flotation machine for I am the main flotation unit, the first output of which is connected through a second re-flotation machine, filtration and drying units with the input of the second section for storing coal concentrate, and the second output of the first flotation machine is connected to the first input of the magnetic separation unit, the first output of which is connected through the drainage silo to the input the third section for storing magnetite concentrate, and the second output of the magnetic separation unit is connected via thickener and drying units with the input of the third section for storing aluminum silicate concentrate, and the outlet of the drainage silo through water is connected to the second input of the magnetic separation unit.

Такое выполнение установки для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций также обеспечивает достижение указанного технического результата при использовании сравнительно недорогой технологической оснастки.This embodiment of the installation for the integrated processing of ash from dumps of thermal power plants also ensures the achievement of the specified technical result when using relatively inexpensive technological equipment.

Вышеприведенная совокупность существенных признаков необходима и достаточна при любом варианте использования устройства.The above set of essential features is necessary and sufficient for any use of the device.

Однако, по мнению заявителя, наибольшая эффективность достигается, если крупная фракция имеет размер частиц более 200 мкм (Примечание: к крупной фракции относятся все фракции с размером частиц крупнее 200 мкм), а мелкая фракция имеет размер частиц 200 мкм и менее (Примечание: к мелкой фракции относятся все фракции с размером частиц 200 мкм и менее).However, according to the applicant, the greatest efficiency is achieved if the coarse fraction has a particle size of more than 200 microns (Note: the coarse fraction includes all fractions with a particle size larger than 200 microns), and the fine fraction has a particle size of 200 microns or less (Note: fine fractions include all fractions with a particle size of 200 microns or less).

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенной установки для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций.In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed installation for the integrated processing of ash dumps of thermal power plants.

Способ проиллюстрирован на примере установки для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций для случая, когда крупная фракция имеет размер частиц более 200 мкм (далее применяется условное сокращение: (+200 мкм), а мелкая фракция имеет размер частиц 200 мкм и менее (далее применяется условное сокращение: (-200 мкм).The method is illustrated by the example of an installation for the integrated processing of ash from heaps of thermal power plants for the case when the coarse fraction has a particle size of more than 200 microns (hereinafter, the conditional reduction is applied: (+200 microns), and the fine fraction has a particle size of 200 microns or less (further, reduction: (-200 microns).

Установка содержит сепаратор пульпы золы, представляющей собой водную суспензию золы ТЭС, выполненный в виде грохота 1.The installation contains a separator of pulp of ash, which is an aqueous suspension of ash TPP, made in the form of a screen 1.

Выход грохота 1 по фракции (+200 мкм) (то есть крупнее 200 мкм) соединен с входом первого участка 2 для производства бетонных смесей, выход грохота 1 по фракции (-200 мкм) (то есть 200 мкм и менее) соединен с входом первой флотационной машины 3 для основной флотации, первый выход которой соединен через вторую машину 4 перечистной флотации, блоки 5, 6 фильтрации и сушки с входом второго участка 7 для складирования угольного концентрата, а второй выход первой флотационной машины 3 соединен с первым входом блока 8 магнитной сепарации, первый выход которого соединен через дренажный силос 9 с входом третьего участка 10 для складирования магнетитового концентрата, причем второй выход блока 8 магнитной сепарации соединен через блоки 11, 12 сгустителя и сушки с входом третьего участка 13 для складирования алюмосиликатного концентрата, а выход дренажного силоса 9 по воде соединен с вторым входом блока 8 магнитной сепарации. Позициями 14 и 15 обозначены блоки для подачи собирателя и вспенивателя в первую флотационную машину 3.The output of screen 1 by fraction (+200 μm) (i.e. larger than 200 μm) is connected to the input of the first section 2 for the production of concrete mixtures, the output of screen 1 by fraction (-200 μm) (i.e. 200 μm or less) is connected to the input of the first flotation machine 3 for the main flotation, the first output of which is connected through the second machine 4 for reverse flotation, filtration and drying units 5, 6 with the input of the second section 7 for storing coal concentrate, and the second output of the first flotation machine 3 is connected to the first input of the magnetic separation unit 8 whose first output is soy dinene through a drainage silo 9 with the input of the third section 10 for storing magnetite concentrate, and the second output of the magnetic separation unit 8 is connected via thickener and drying blocks 11, 12 with the inlet of the third section 13 for storing aluminosilicate concentrate, and the outlet of the drainage silo 9 is connected via water to the second input of the magnetic separation unit 8. Positions 14 and 15 indicate the blocks for feeding the collector and blowing agent in the first flotation machine 3.

Для выполнения указанных задач золошлаковые отходы транспортируют из золоотвалов на установку мокрого грохочения, суспензию разделяют на два класса: (+200 мкм) (то есть крупнее 200 мкм) и (-200 мкм) (то есть 200 мкм и менее). Классы (+200 мкм) (то есть крупнее 200 мкм), состоящие в основном из частичек шлака, выводят из процесса в виде шлакового продукта, пригодного для производства бетонных смесей. Выход классов (+200 мкм) составляет 7-10%.To perform these tasks, ash and slag waste is transported from ash dumps to a wet screening unit, the suspension is divided into two classes: (+200 μm) (i.e. larger than 200 μm) and (-200 μm) (i.e. 200 μm or less). Classes (+200 μm) (i.e. larger than 200 μm), consisting mainly of particles of slag, are removed from the process in the form of a slag product suitable for the production of concrete mixtures. The yield of classes (+200 μm) is 7-10%.

Классы (-200 мкм) (то есть 200 мкм и менее), представляющие собой зольную фракцию с отношением в пульпе Т : Ж = 1 - (2,8÷3,2) (Т - означает твердая фракция, Ж - означает жидкая фаза), направляют на выделение углерода (недожога угля) флотацией. Пульпу подвергают агитации, т.е. перемешиванию пульпы до подачи в нее флотационных реагентов в течение 3-5 мин, добавляют 5-8 кг на 1 т золы собиратель (керосин) и перемешивают 3-5 мин, добавляют вспениватель (сосновое масло) 0,3-0,5 кг на 1 т золы и подвергают углерод основной флотации при подаче воздуха в камерной флотационной машине в течение 3-5 мин. Углеродный концентрат подвергают перечистной флотации на оборотной воде в присутствии воздуха без добавления флотационных реагентов, фильтруют угольную пульпу на ленточном фильтре и сушат. Воду (фильтрат), содержащую остаточные реагенты, возвращают на основную флотацию. Промпродукт перечистной флотации объединяют с исходной зольной суспензией и возвращают на основную флотацию. Выход готового флотационного углеродного концентрата составляет 12-20%, который выводят из процесса в виде самостоятельного продукта и отправляют на ТЭС в качестве котельного топлива.Classes (-200 μm) (i.e. 200 μm or less), which are an ash fraction with a ratio in the pulp T: L = 1 - (2.8 ÷ 3.2) (T - means solid fraction, L - means liquid phase ), sent to the allocation of carbon (underburning of coal) by flotation. The pulp is subjected to agitation, i.e. stirring the pulp until flotation reagents are fed into it for 3-5 minutes, add 5-8 kg per 1 ton of ash collector (kerosene) and mix 3-5 minutes, add a blowing agent (pine oil) 0.3-0.5 kg per 1 ton of ash and subjected to carbon primary flotation when air is supplied in a chamber flotation machine for 3-5 minutes. The carbon concentrate is subjected to recycle flotation on circulating water in the presence of air without adding flotation reagents, the carbon pulp is filtered on a belt filter and dried. Water (filtrate) containing residual reagents is returned to the main flotation. The intermediate product of flotation flotation is combined with the initial ash suspension and returned to the main flotation. The yield of flotation carbon concentrate is 12-20%, which is removed from the process as an independent product and sent to thermal power plants as boiler fuel.

Хвосты флотации направляют на магнитную сепарацию, отделяют магнетитовый концентрат, который направляют в дренажный силос на обезвоживание. Магнетитовый концентрат с содержанием ~1% влаги выводят из процесса в качестве самостоятельного продукта и отправляют в черную металлургию. Выход магнетитового концентрата составляет 7-8%. Дренажные воды возвращают на магнитную сепарацию.The flotation tailings are directed to magnetic separation, magnetite concentrate is separated, which is sent to a drainage silo for dehydration. Magnetite concentrate with a content of ~ 1% moisture is removed from the process as an independent product and sent to ferrous metallurgy. The yield of magnetite concentrate is 7-8%. Drainage water is returned to magnetic separation.

Алюмосиликатные хвосты магнитной сепарации, содержащие менее 5% углерода и 2-3% оксидов железа, подвергают тонкому измельчению до классов менее 20 мкм, фильтруют на фильтр-прессе и сушат до влажности менее 1%. Измельчение до классов менее 20 мкм проводят в шаровой мельнице с целью активации инертных силикатных шариков и стеклофазы, которые составляют ~80% золы. Благодаря тонкому измельчению вскрываются свежие поверхности стеклофазы и она становится сырьем для производства цемента и строительных материалов. Получают алюмосиликатный обезуглероженный и обезжелезенный продукт - активную минеральную добавку для использования в строительной промышленности.Aluminosilicate tails of magnetic separation containing less than 5% carbon and 2-3% iron oxides are finely ground to classes less than 20 microns, filtered on a filter press and dried to a moisture content of less than 1%. Grinding to classes less than 20 microns is carried out in a ball mill in order to activate inert silicate balls and glass phase, which make up ~ 80% of the ash. Thanks to fine grinding, fresh surfaces of the glass phase are opened and it becomes a raw material for the production of cement and building materials. Get aluminosilicate decarburized and iron-free product - an active mineral additive for use in the construction industry.

Выполнение технологических операций в описанной последовательности позволяет получать из золошлаковых отходов, находящихся в золоотвалах, четыре продукта: крупные классы (+200 мкм) (то есть крупнее 200 мкм), углеродный концентрат, магнетитовый концентрат и алюмосиликатную активную минеральную добавку.Performing technological operations in the described sequence allows one to obtain four products from ash and slag waste located in ash dumps: large classes (+200 μm) (i.e. larger than 200 μm), carbon concentrate, magnetite concentrate and aluminosilicate active mineral additive.

Пример 1.Example 1

Классификации подвергли 30 кг золошлакового материала, содержащего, % масс.: SiO2 50,0-54,0; Al2O3 21,5-24,0; Fe2O3 7,4 - 8,1; недожог 12-16; CaO + MgO 3,1-3,3; Na2O+K2O 1,5-1,9; прочие 2-4; фракционный состав (+200 мкм) (то есть крупнее 200 мкм) 9,3%, (-200 мкм) (то есть 200 мкм и менее) - 90,7%; плотность 2,2-2,4 г/см3; удельная поверхность 1,87-2,12 м2/г; минералогический состав: стеклофаза, глаукофан, муллит, кварц, магнетит, гематит, аморфизованное алюмосиликатное вещество.Classifications were subjected to 30 kg of ash and slag material, containing, wt%: SiO 2 50.0-54.0; Al 2 O 3 21.5-24.0; Fe 2 O 3 7.4-8.1; underburning 12-16; CaO + MgO 3.1-3.3; Na 2 O + K 2 O 1.5-1.9; other 2-4; fractional composition (+200 μm) (i.e. larger than 200 μm) 9.3%, (-200 μm) (i.e. 200 μm or less) - 90.7%; density 2.2-2.4 g / cm 3 ; specific surface area 1.87-2.12 m 2 / g; mineralogical composition: glass phase, glaucophane, mullite, quartz, magnetite, hematite, amorphized aluminosilicate substance.

В результате последовательных операций получены 4 продукта: шлаковая фаза, углеродный концентрат, магнетитовый концентрат, алюмосиликатный продукт.As a result of sequential operations, 4 products were obtained: slag phase, carbon concentrate, magnetite concentrate, aluminosilicate product.

Первый продукт - шлаковая фаза, содержащая, % масс.: SiO2 53,0-57,0; Al2O3 22,0-25,0; Fe2O3 8,5-9,7; недожог 1-2%; CaO + MgO 3,5-3,6; Na2O + K2O 1,6-2,0; прочие 2-4; фракционный состав 0,2-5,5 см; плотность 2,2-2,4 г/см3. Выход продукта = 9,1-10,2%.The first product is a slag phase containing,% wt .: SiO 2 53.0-57.0; Al 2 O 3 22.0-25.0; Fe 2 O 3 8.5-9.7; incomplete burn 1-2%; CaO + MgO 3.5-3.6; Na 2 O + K 2 O 1.6-2.0; other 2-4; fractional composition of 0.2-5.5 cm; density 2.2-2.4 g / cm 3 . Product yield = 9.1-10.2%.

Зольную фракцию размером (-200 мкм) (то есть 200 мкм и менее) флотировали при различных расходах реагентов с получением углеродных концентратов и хвостов флотации (таблица 1). Второй продукт - углеродный флотационный концентрат: содержание углерода = 67-68%, зольность 32-33%, средний размер частиц = 77 мкм, удельная поверхность = 3,63 м2/г, выход продукта 8-15%, извлечение углерода = 78-90%. Флотационные реагенты расходуются только на основную флотацию, перечистная флотация осуществляется на оборотной воде без добавления реагентов. Продолжительность основной флотации 5 мин, перечистной флотации 3-4 мин. Хвосты флотации с содержанием углерода 1,64%, зольностью 98,36%, средним размером частиц 67,1 мкм имеют удельную поверхность 0,832 - 1,08 м2/г.An ash fraction of size (-200 μm) (i.e. 200 μm or less) was floated at various reagent costs to produce carbon concentrates and flotation tailings (table 1). The second product is carbon flotation concentrate: carbon content = 67-68%, ash content 32-33%, average particle size = 77 μm, specific surface area = 3.63 m 2 / g, product yield 8-15%, carbon recovery = 78 -90%. Flotation reagents are spent only on the main flotation, purification flotation is carried out on recycled water without adding reagents. The duration of the main flotation is 5 minutes, recycle flotation is 3-4 minutes. Flotation tails with a carbon content of 1.64%, an ash content of 98.36%, an average particle size of 67.1 microns have a specific surface area of 0.832 - 1.08 m 2 / g.

Оптимальный расход реагентов: керосина 7-8 кг/т, соснового масла 0,35-0,5 кг/т. Содержание углерода в концентратах 67-68%, выход концентратов 8-15%, содержание углерода в хвостах флотации 1,08 - 3,60% удовлетворяет требование строительной промышленности к наполнителям. ограниченное 5% C. При расходах керосина меньше 5 кг/т и соснового масла меньше 0,3 кг/т (табл. 1, концентраты 4 и 5) выход концентратов снижается до 4,5-6,6%, извлечение углерода снижается до 46-67%, содержание углерода в концентратах уменьшается до 60-63%, содержание углерода в хвостах флотации увеличивается до 5,3% и превышает требование строительной промышленности к наполнителям, ограниченное 5% C. Расход керосина больше 10-11 кг/т, а соснового масла больше 0,6 кг/т экономически нецелесообразен. Углеродные флотационные концентраты из золошлаковых отходов ТЭС указаны в приведенной Таблице 1.The optimal consumption of reagents: kerosene 7-8 kg / t, pine oil 0.35-0.5 kg / t. The carbon content in concentrates is 67-68%, the yield of concentrates is 8-15%, the carbon content in the flotation tailings of 1.08 - 3.60% satisfies the requirements of the construction industry for fillers. limited to 5% C. For kerosene less than 5 kg / t and pine oil less than 0.3 kg / t (table 1, concentrates 4 and 5), the yield of concentrates is reduced to 4.5-6.6%, carbon recovery is reduced to 46-67%, the carbon content in concentrates decreases to 60-63%, the carbon content in the flotation tailings increases to 5.3% and exceeds the construction industry's requirement for fillers, limited to 5% C. Kerosene consumption is more than 10-11 kg / t, and pine oil more than 0.6 kg / t is not economically feasible. Carbon flotation concentrates from ash and slag waste from TPPs are shown in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Магнетитовый концентрат - третий продукт получен из хвостов флотации углерода, содержащих 8,2% Fe2O3 (общее) с помощью магнитной сепарации на электродинамическом ленточном сепараторе конструкции ООО «Экопромпереработка». Полученный магнетитовый концентрат представляет собой коллектив магнетитовых шариков и содержит, % масс.: Fe2O3 66,6; SiO2 16,8; 0,5 углерода; прочие компоненты 16,1%; средний диаметр магнетитовых шариков 78 мкм (от -20 мкм до 150 мкм), медианное сечение 30 мкм; плотность 3,8-4,1 г/см3; удельная поверхность 0,5 м2/г; фазовый состав: магнетит, гематит, вюстит, стеклофаза, кварц; выход магнетитового концентрата 8%; извлечение железа в концентрат 54%. Извлечение железа составляет 51,9%. В классифицированных по размеру шариков фракциях магнетитового концентрата содержание Fe2O3 составляет 68-72,4% масс. (таблица 2, продукты №4-8).Magnetite concentrate - the third product is obtained from carbon flotation tailings containing 8.2% Fe 2 O 3 (total) using magnetic separation on an electrodynamic belt separator designed by Ecopromprocessing LLC. The obtained magnetite concentrate is a collection of magnetite balls and contains,% wt .: Fe 2 O 3 66.6; SiO 2 16.8; 0.5 carbon; other components 16.1%; the average diameter of magnetite balls is 78 microns (from -20 microns to 150 microns), the median section is 30 microns; density 3.8-4.1 g / cm 3 ; specific surface area 0.5 m 2 / g; phase composition: magnetite, hematite, wustite, glass phase, quartz; yield of magnetite concentrate 8%; recovery of iron in concentrate 54%. Iron recovery is 51.9%. In the graded bead fractions of magnetite concentrate fractions, the content of Fe 2 O 3 is 68-72.4% of the mass. (table 2, products No. 4-8).

Содержание Fe2O3 и SiO2 в магнитных концентратах - продуктах классификации магнетитового концентрата по размеру шариков приведено в Таблице 2.The content of Fe 2 O 3 and SiO 2 in magnetic concentrates - products of the classification of magnetite concentrate by the size of the balls are shown in Table 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Четвертый - алюмосиликатный продукт, представляет собой хвосты магнитной сепарации, содержащий, % масс.: SiO2 56,0-58,3; Al2O3 23,0-25,5; Fe2O3 1,1-3,1; 1,08-3,60 углерода; фракционный состав: менее 10 мкм - 21-30%: 10-40 мкм - 35-40%; 40-100 мкм - 29-32%; более 100 мкм - 10%; средний диаметр частичек продукта 70,4 мкм, медианное сечение 43,4 мкм; плотность 2,0-2,2 г/см3; удельная поверхность 1,98-2,02 см2/г; фазовый состав: стеклофаза, алюмосиликаты кальция и магния, муллит, кварц. В измельченном в шаровой мельнице алюмосиликатном продукте до -20 мкм удельная поверхность увеличивается до 25-28 м2/г. Данный продукт представляет собой активную минеральную добавку для строительной отрасли.The fourth is an aluminosilicate product, represents the tails of magnetic separation, containing,% mass .: SiO 2 56,0-58,3; Al 2 O 3 23.0-25.5; Fe 2 O 3 1.1-3.1; 1.08-3.60 carbon; fractional composition: less than 10 microns - 21-30%: 10-40 microns - 35-40%; 40-100 microns - 29-32%; more than 100 microns - 10%; the average particle diameter of the product is 70.4 microns, the median section is 43.4 microns; density 2.0-2.2 g / cm 3 ; specific surface area 1.98-2.02 cm 2 / g; phase composition: glass phase, calcium and magnesium aluminosilicates, mullite, quartz. In an aluminosilicate product ground in a ball mill to -20 μm, the specific surface increases to 25-28 m 2 / g. This product is an active mineral supplement for the construction industry.

Предложенное техническое решение обеспечивает комплексную переработку золы-уноса ТЭЦ. Результаты пилотных испытаний позволяют утверждать о возможности создания высокоэффективных производств, обеспечивающих комплексную переработку золы-уноса ТЭЦ. Основные устройства и агрегаты предложенной системы переработки летучей золы тепловых электростанций прошли успешные испытания на экспериментальной базе ОИВТ РАН.The proposed technical solution provides for the integrated processing of fly ash from a thermal power station. The results of the pilot tests suggest the possibility of creating highly efficient industries that provide integrated processing of fly ash of thermal power plants. The main devices and assemblies of the proposed system for processing fly ash of thermal power plants have been successfully tested at the experimental base of the Institute for Optical Technology and Optics.

Селективное извлечение указанных продуктов с использованием предложенного технического решения способствует повышению эффективности комплексной утилизации отходов угольных ТЭС до 98%, а также улучшает экологическую безопасность в связи с возможностью ликвидации золоотвалов путем их вторичного использования.Selective extraction of these products using the proposed technical solution improves the efficiency of integrated waste management of coal TPPs up to 98%, and also improves environmental safety in connection with the possibility of eliminating ash dumps through their secondary use.

Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:

1. Патент на изобретение РФ №2257267, опублик. 27.07.2005.1. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2257267, published. 07/27/2005.

2. Патент на изобретение РФ №2343984, опублик. 20.01.2009.2. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2343984, published. 01/20/2009.

3. Патент на полезную модель РФ №142957, опублик. 10.07.2014 (прототип для способа и устройства).3. Patent for utility model of the Russian Federation No. 142957, published. 07/10/2014 (prototype for the method and device).

Claims (5)

1. Способ комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций, включающий разделение пульпы золы на крупную и мелкую фракции, флотацию и магнитную сепарацию с получением целевых продуктов, заключающийся в том, что крупную фракцию золы отделяют на грохоте для использования в производстве бетонных смесей, мелкую фракцию золы подвергают основной и перечистной флотации, фильтрации и сушке, получая углеродный концентрат, отделенные при основной флотации хвостовые фракции подвергают магнитной сепарации и сушке и получают магнетитовый и алюмосиликатный концентраты, далее алюмосиликатный концентрат измельчают на шаровой мельнице до тонкодисперсной фракции, фильтруют и сушат, при этом при основной флотации используют собиратель-керосин и сосновое масло в качестве вспенивателя, а перечистную флотацию осуществляют на оборотной воде.1. A method for the integrated processing of ash from heaps of thermal power plants, including the separation of ash pulp into coarse and fine fractions, flotation and magnetic separation to obtain the target products, which consists in the fact that a large fraction of ash is separated on a screen for use in the production of concrete mixtures, a small fraction of ash subjected to main and clean flotation, filtration and drying to obtain carbon concentrate; tail fractions separated during main flotation are subjected to magnetic separation and drying to obtain magnetito high and aluminosilicate concentrates, then the aluminosilicate concentrate is crushed in a ball mill to a finely divided fraction, filtered and dried, while the main flotation uses collector-kerosene and pine oil as a blowing agent, and clean flotation is carried out in recycled water. 2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что отделяют крупную фракцию с размером частиц крупнее 200 мкм, а мелкую фракцию с размером частиц 200 мкм и менее, причем алюмосиликатный концентрат измельчают на шаровой мельнице до фракции не более 20 мкм.2. The method according to p. 1, characterized in that a large fraction is separated with a particle size larger than 200 microns, and a small fraction with a particle size of 200 microns or less, and the aluminosilicate concentrate is ground in a ball mill to a fraction of not more than 20 microns. 3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что алюмосиликатный концентрат измельчают на шаровой мельнице до фракции не более 20 мкм.3. The method according to p. 1, characterized in that the aluminosilicate concentrate is ground in a ball mill to a fraction of not more than 20 microns. 4. Установка для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций, содержащая средства для разделения пульпы золы на крупную и мелкую фракции, а также флотации и магнитной сепарации с получением целевых продуктов, отличающаяся тем, что сепаратор пульпы золы выполнен в виде грохота, выход которого по крупной фракции соединен с входом первого участка для производства бетонных смесей, выход грохота по мелкой фракции соединен с входом первой флотационной машины для основной флотации, первый выход которой соединен через вторую машину перечистной флотации, блоки фильтрации и сушки с входом второго участка для складирования угольного концентрата, а второй выход первой флотационной машины соединен с первым входом блока магнитной сепарации, первый выход которого соединен через дренажный силос с входом третьего участка для складирования магнетитового концентрата, причем второй выход блока магнитной сепарации соединен через блоки сгустителя и сушки с входом третьего участка для складирования алюмосиликатного концентрата, а выход дренажного силоса по воде соединен с вторым входом блока магнитной сепарации.4. Installation for the integrated processing of ash dumps of thermal power plants, containing means for separating ash pulp into coarse and fine fractions, as well as flotation and magnetic separation to obtain the target products, characterized in that the ash pulp separator is made in the form of a screen, the output of which is large fraction is connected to the inlet of the first section for the production of concrete mixtures, the output of the screen in small fractions is connected to the inlet of the first flotation machine for the main flotation, the first exit of which is connected through the second m a flotation cleaner bus, filtration and drying units with an inlet of a second section for storing coal concentrate, and a second outlet of a first flotation machine is connected to a first inlet of a magnetic separation unit, a first outlet of which is connected through a drainage silo to an inlet of a third section for storing magnetite concentrate, the second outlet the magnetic separation unit is connected through thickening and drying units to the inlet of the third section for storing aluminosilicate concentrate, and the outlet of the drainage silo through water is connected n to a second input of the magnetic separation. 5. Установка по п. 4, характеризующаяся тем, что крупная фракция имеет размер частиц более 200 мкм, а мелкая фракция имеет размер частиц 200 мкм и менее.5. Installation according to claim 4, characterized in that the coarse fraction has a particle size of more than 200 microns, and the fine fraction has a particle size of 200 microns or less.
RU2016115690A 2016-04-22 2016-04-22 Method for complex ash processing of heat power plants waste piles and plant for complex ash processing of heat power plants waste piles RU2614003C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115690A RU2614003C2 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Method for complex ash processing of heat power plants waste piles and plant for complex ash processing of heat power plants waste piles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115690A RU2614003C2 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Method for complex ash processing of heat power plants waste piles and plant for complex ash processing of heat power plants waste piles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016115690A RU2016115690A (en) 2016-08-27
RU2614003C2 true RU2614003C2 (en) 2017-03-22

Family

ID=56851946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115690A RU2614003C2 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Method for complex ash processing of heat power plants waste piles and plant for complex ash processing of heat power plants waste piles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614003C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692334C1 (en) * 2018-04-27 2019-06-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Method of extracting unburned carbon from tpp fly ash
RU2732886C2 (en) * 2019-03-15 2020-09-24 Игорь Григорьевич Тертышный Method for separation of components contained therein from ash
RU2736833C1 (en) * 2019-12-04 2020-11-20 Акционерное общество "Русатом Гринвэй" Plant for processing of ash-slag wastes
WO2023023727A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-02 Wilco Environmental Solutions Pty Ltd Remediation of coal ash
RU2806396C1 (en) * 2023-05-30 2023-10-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Method for enriching ash and slag mixtures of thermal power plants for production of construction binders

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109759419B (en) * 2018-12-27 2021-05-28 江苏道亚环境科技有限公司 Dry type automatic separation method for furnace slag

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296624C2 (en) * 2000-06-19 2007-04-10 Федеральное государственное унитарное научно-исследовательское геологическое предприятие (ТулНИГП) "Тульское НИГП" Heat-and-power station ash-and-slack waste processing method
CN101306926A (en) * 2008-06-20 2008-11-19 北京世纪地和科技有限公司 Process for abstracting floating air ball from fly ash or slag
RU79284U1 (en) * 2008-07-17 2008-12-27 Анатолий Сергеевич Власов SYSTEM OF PRODUCTION OF CEMENT AND ALUMINUM FROM ASH AND SLAG WASTES OF POWER PLANTS
RU2393020C1 (en) * 2009-04-08 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) Flow line for separation of rich components out of ash-slag wastes
RU121176U1 (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
RU2476270C1 (en) * 2011-07-19 2013-02-27 Евгений Николаевич Науменко Line to process thermal electric power station ash-and-slag wastes
RU2529901C2 (en) * 2012-08-10 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) Processing method of ash-slag materials of coal-fired power stations
RU2588521C1 (en) * 2015-05-05 2016-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Производственная компания "Спирит" (ООО ПК "Спирит") Method for complex processing of ash-slag wastes (versions)

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296624C2 (en) * 2000-06-19 2007-04-10 Федеральное государственное унитарное научно-исследовательское геологическое предприятие (ТулНИГП) "Тульское НИГП" Heat-and-power station ash-and-slack waste processing method
CN101306926A (en) * 2008-06-20 2008-11-19 北京世纪地和科技有限公司 Process for abstracting floating air ball from fly ash or slag
RU79284U1 (en) * 2008-07-17 2008-12-27 Анатолий Сергеевич Власов SYSTEM OF PRODUCTION OF CEMENT AND ALUMINUM FROM ASH AND SLAG WASTES OF POWER PLANTS
RU2393020C1 (en) * 2009-04-08 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) Flow line for separation of rich components out of ash-slag wastes
RU2476270C1 (en) * 2011-07-19 2013-02-27 Евгений Николаевич Науменко Line to process thermal electric power station ash-and-slag wastes
RU121176U1 (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
RU2529901C2 (en) * 2012-08-10 2014-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) Processing method of ash-slag materials of coal-fired power stations
RU2588521C1 (en) * 2015-05-05 2016-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Производственная компания "Спирит" (ООО ПК "Спирит") Method for complex processing of ash-slag wastes (versions)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДЕЛИЦЫН Л.М. и др., "Комплексное обогащение и переработка золы угольных электростанций в РФ", "IX конгресс обогатителей стран СНГ", Том 1, Москва, 2013, с.225-230. *
ЧЕРЕПАНОВ А.А. и др., "Комплексная переработка золошлаковых отходов тэц (результаты лабораторных и полупромышленных испытаний)", "Геология и полезные ископаемые мирового океана", N2, 2009, с.98-115. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692334C1 (en) * 2018-04-27 2019-06-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Method of extracting unburned carbon from tpp fly ash
RU2732886C2 (en) * 2019-03-15 2020-09-24 Игорь Григорьевич Тертышный Method for separation of components contained therein from ash
RU2736833C1 (en) * 2019-12-04 2020-11-20 Акционерное общество "Русатом Гринвэй" Plant for processing of ash-slag wastes
WO2023023727A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-02 Wilco Environmental Solutions Pty Ltd Remediation of coal ash
RU2806396C1 (en) * 2023-05-30 2023-10-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Method for enriching ash and slag mixtures of thermal power plants for production of construction binders

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016115690A (en) 2016-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
JP4903653B2 (en) Material recovery system
Noble et al. A review of state-of-the-art processing operations in coal preparation
CN109794349B (en) Underground coal dressing process
CA2886896C (en) Methods of and systems for treating incinerated waste
CN105597915B (en) The wide dual Jie&#39;s whole coarse slime separating process of grade can be achieved in one kind
JP5923039B2 (en) Soil purification method
US20150209829A1 (en) Extraction process of clay, silica and iron ore by dry concentration
CN111644263B (en) Combined separation process and device for realizing carbon-ash separation of gasified slag
KR101024540B1 (en) A fly ash purify and product collection method
US5223147A (en) Process of treating contaminated soils
CN105381866B (en) Iron, the beneficiation method of carbon are extracted from furnace cloth bag dust-removing ash
JPH03502424A (en) How to treat contaminated soil
CN110523524A (en) A kind of full grade of anthracite is selected to simplify sorting process
RU2489214C1 (en) Processing line for treatment of ash-and-slag wastes, that is, coal fuel combustion products
CN109772576B (en) Method for fully utilizing gold tailings
KR20130105216A (en) Resource collection method from fly ash
CN108855579B (en) Coal dressing method by using aqueous medium cyclone
RU121176U1 (en) TECHNOLOGICAL LINE FOR PROCESSING ASH AND SLAG WASTE - COAL FUEL COMBUSTION PRODUCTS
Lee et al. Beneficiation of coal pond ash by physical separation techniques
CN116889969A (en) Household garbage slag sorting process
RU2476270C1 (en) Line to process thermal electric power station ash-and-slag wastes
CN115646638A (en) Gasification slag fine separation process
CN115532427A (en) Method for echelon recycling and large-scale absorption of copper ore tailings
CN213739192U (en) Quartz sand purification device applied to glass production

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20191203