RU2692334C1 - Method of extracting unburned carbon from tpp fly ash - Google Patents

Method of extracting unburned carbon from tpp fly ash Download PDF

Info

Publication number
RU2692334C1
RU2692334C1 RU2018115910A RU2018115910A RU2692334C1 RU 2692334 C1 RU2692334 C1 RU 2692334C1 RU 2018115910 A RU2018115910 A RU 2018115910A RU 2018115910 A RU2018115910 A RU 2018115910A RU 2692334 C1 RU2692334 C1 RU 2692334C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ash
flotation
suspension
product
carbon
Prior art date
Application number
RU2018115910A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Михайлович Делицын
Юрий Васильевич Рябов
Руслан Владимирович Кулумбегов
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 RU2018115910A priority Critical patent/RU2692334C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2692334C1 publication Critical patent/RU2692334C1/en

Links

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
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/02Froth-flotation processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless

Abstract

FIELD: waste processing and disposal.SUBSTANCE: invention relates to processing of wastes from thermal power plants, in particular to a method of recovering unburned carbon from thermal power plant fly ash to obtain an aluminosilicate product. Method of recovering unburned carbon from thermal power plant fly ash involves formation of an aqueous suspension of fly ash, adding to the collector and foaming agent suspension, mixing the suspension with reagents and hydrophobization of unburned carbon to form a foam layer in order to lift unburned carbon. In an aqueous suspension of fly ash at ratio of ash: water 1:2–1:4, a collector is added in the form of a mixture of thermal cracking gas oil with kerosene, preferably in ratio of 1:1 in amount of 5–8 kg per ton of ash. Suspension and header are mixed for 1–5 minutes. Afterwards foaming agent is added to obtained mixture in form of pine oil in amount of 0.2–0.3 kg per ton of ash, mixed for 0.5–1 minutes, after which mixture of suspension with reagents is flotated for 5–10 minutes to form foam layer and tailings of main flotation with subsequent extraction and obtaining of target products in form of carbon, suitable for combustion at TPP, and aluminosilicate product for use in production of construction materials. Foam product of the main flotation is subjected to operation of cleaning flotation in the second flotation cell to produce a second concentrate of foam product and chamber industrial product.EFFECT: considerable reduction of consumption of expensive reagents used during implementation of the method and simplification of process equipment of flotation process for obtaining of target products in form of higher-quality carbon concentrate and aluminosilicate product under condition of complete use of flue ash of TPP.1 cl, 4 ex

Description

Изобретение относится к переработке отходов тепловых электростанций, в частности, к способу выделения несгоревшего углерода из золы-уноса ТЭС с получением алюмосиликатного продукта.The invention relates to the processing of waste thermal power plants, in particular, to a method for separating unburned carbon from fly ash from thermal power plants to produce an aluminosilicate product.

Известна опытно - промышленная установка, реализующая способ выделения несгоревшего угля из золы-уноса ТЭС, образующейся при сжигании донецких антрацитов (Кизельштейн Л.Я., Дубов И.В., Шпитцглуз А.Л., Парада С.Г. «Компоненты зол и шлаков ТЭС», М.: Энергоатомиздат, 1995 г., с. 147-152).A pilot plant is known that implements a method for separating unburned coal from fly ash from a thermal power plant generated by burning Donetsk anthracites (Kieselstein L.Ya., Dubov I.V., Shpittsgluz A.L., Parada S.G. Slag Thermal Power Plant ", Moscow: Energoatomizdat, 1995, pp. 147-152).

Известная установка включает узел сгущения зольной суспензии в гидроциклонах, узел подготовки пульпы к флотации, включающий дозаторы реагентов (собирателя и вспенивателя), контактный чан для смешения пульпы с реагентами, флотационные машины для основной и перечистной флотации, узел обезвоживания флотационного концентрата на дисковых вакуумфильтрах. Недостатком реализуемого в установке способа являются сравнительно большие потери углерода с мелкими фракциями, уходящими в слив гидроциклонов, что препятствует их последующему использованию, например, в качестве добавок к цементу из-за повышенного количества несгоревшего углерода.The known installation includes a unit for thickening the ash suspension in hydrocyclones, a unit for preparing the slurry for flotation, including reagent dispensers (collector and blowing agent), a contact tank for mixing the slurry with reagents, flotation machines for primary and cleaner flotation, a dewatering unit for flotation concentrate on disk vacuum filters. The disadvantage implemented in the installation method are relatively large losses of carbon with small fractions going into the discharge of hydrocyclones, which prevents their subsequent use, for example, as additives to the cement due to the increased amount of unburned carbon.

Известен способ разделения угольсодержащего продукта, включающий гидроклассификацию и флотацию, причем гидроклассификацию угольсодержащего продукта проводят по граничному классу 0,25 мм на шлак и золу уноса, при этом шлак направляют на измельчение для производства цемента, а золу уноса перед флотацией разделяют по граничному классу 0,05 мм на две фракции, каждую из фракций раздельно кондиционируют с собирателем и вспенивателем, флотацию проводят с использованием колонного аппарата, причем флотацию крупного класса более 0,05 мм проводят в прямоточной секции колонного аппарата, флотацию мелкого класса менее 0,05 мм проводят в противоточной секции колонного аппарата, полученный объединенный концентрат флотации двух секций обезвоживают и направляют на сжигание в качестве топлива, а отходы каждой из секций флотации обезвоживают раздельно и используют в производстве цемента (см. патент РФ №2438791, опублик. 10.01.2012).There is a method of separation of coal-containing product, including hydroclassification and flotation, and hydroclassification of coal-containing product is carried out on the boundary class of 0.25 mm in slag and ash ash, while the slag is sent to grinding for cement production, and ash ash before flotation is divided into boundary class 0, 05 mm for two fractions, each of the fractions separately conditioned with a collector and blowing agent, flotation is carried out using a column apparatus, and flotation of a large class of more than 0.05 mm is carried out in The flow-through section of the column apparatus, flotation of a small class less than 0.05 mm is carried out in the counter-current section of the column apparatus, the resulting combined flotation concentrate of the two sections is dewatered and sent for combustion as fuel, and the waste of each of the flotation sections is dehydrated separately and used in the production of cement (see RF Patent No. 2438791, published January 10, 2012).

К недостатком данного способа разделения (или выделения) угольсодержащего продукта является усложнение технологической схемы (раздельная флотация крупного и мелкого классов золы), которое не гарантирует постоянства нагрузки флотационных камер по количеству твердого и содержанию в нем несгоревших частиц_углерода из-за колебаний этих параметров в поступающей золе.The disadvantage of this method of separation (or separation) of a coal-containing product is the complication of the technological scheme (separate flotation of large and fine ash classes), which does not guarantee the constancy of the load of flotation chambers by the amount of solid and unburned carbon particles in it due to fluctuations of these parameters in the incoming ash .

Известен способ выделения несгоревшего топлива из золы ТЭС, согласно которому для приготовления суспензии берут 100 мас. частей золы и 80-110 мас. частей воды, в суспензию последовательно вводят 0,05-0,1 мас. ч. фосфорнокислого двухзамещенного аммония и 0,05-0,1 мас. ч. тетраборнокислого натрия, при этом разделение суспензии осуществляют вибрацией или флотацией или вибрацией с последующей флотацией (см. патент РФ №1176952, опублик. 07.09.1985).There is a method of selection of unburned fuel from the ash of thermal power plants, according to which for the preparation of suspensions take 100 wt. parts of ash and 80-110 wt. parts of water, 0.05-0.1 wt. including phosphate dibasic ammonium and 0.05-0.1 wt. including tetraborate sodium, while the separation of the suspension is carried out by vibration or flotation or vibration, followed by flotation (see RF patent №1176952, published. 07.09.1985).

Недостатками такого способа являются сложность и высокая стоимость технологического процесса выделения несгоревшего топлива из золы ТЭС, обусловленная дополнительным к флотации применением вибрационных способов разделения, использование сравнительно дорогих флотационных реагентов при относительно низкой эффективности разделения компонентов.The disadvantages of this method are the complexity and high cost of the process of separating unburned fuel from TPP ash caused by the use of vibrational separation methods that are additional to flotation, the use of relatively expensive flotation reagents with a relatively low component separation efficiency.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ удаления (или выделения) несгоревшего углерода из золы-уноса ТЭС, включающий образованием водной суспензии золы-уноса, добавление к суспензии коллектора в виде керосина и пенообразователя в виде метилизобутилкарбинола (МИБК), перемешивание суспензии с реагентами в многокамерной погружной мешалке и гидрофобизацию несгоревшего углерода для образования пенного слоя с целью подъема указанного несгоревшего углерода (см. патент РФ №2343984, опублик. 20.01.2009 - прототип).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is the removal (or separation) of unburned carbon from the fly ash of thermal power plants, including the formation of an aqueous suspension of fly ash, adding to the suspension a collector in the form of kerosene and a frother in the form of methyl isobutylcarbinol (MIBK), mixing suspensions with reagents in a multi-chamber immersion mixer and hydrophobization of unburned carbon to form a foam layer in order to lift said unburned carbon (see RF Patent No. 2343984, January 20, 2009 - prototype).

Полученный таким образом угольный концентрат может быть использован в качестве топлива, а камерный продукт, содержащий не более 1% углерода - при производстве легких заполнителей, в качестве добавки к цементу и т.п.The coal concentrate obtained in this way can be used as a fuel, and a chamber product containing not more than 1% carbon in the production of lightweight aggregates, as an additive to cement, etc.

Недостатком известного способа является использование дорогого реагента - пенообразователя МИБК и сравнительно высокий расход коллектора (собирателя) в виде керосина. Так, например, при содержании углерода в золе 5% расход керосина на флотацию составил 15% от содержания углерода или 7,5 кг на тонну золы.The disadvantage of this method is the use of expensive reagent - foaming agent MIBK and relatively high consumption of the collector (collector) in the form of kerosene. For example, when the carbon content in the ash is 5%, the kerosene consumption for flotation was 15% of the carbon content or 7.5 kg per ton of ash.

В основу предложенного изобретения положена задача повышения эффективности флотационного удаления несгоревшего углерода из золы-уноса ТЭС с получением товарных продуктов - топлива для электростанций и алюмосиликатного продукта для использования в качестве добавок к цементу, стройматериалам и др.The basis of the proposed invention is to improve the efficiency of flotation removal of unburned carbon from fly ash of thermal power plants with the production of commercial products - fuel for power plants and aluminosilicate product for use as additives to cement, building materials, etc.

Ожидаемый технический результат заключается в значительном снижении расхода используемых при реализации способа дорогостоящих реагентов и упрощении технологического оснащения процесса флотации для получения целевых продуктов в виде более качественного углеродного концентрата и алюмосиликатного продукта при условии полного использования золы-уноса ТЭС.The expected technical result is a significant reduction in the consumption of expensive reagents used in the implementation of the method and simplification of the technological equipment of the flotation process to obtain the target products in the form of higher-quality carbon concentrate and aluminosilicate product subject to the full use of TPP ash.

Технический результат достигается тем, что в способе выделения несгоревшего углерода из золы-уноса ТЭС, включающем образование водной суспензии золы-уноса, добавление к суспензии коллектора и пенообразователя, перемешивание суспензии с реагентами и гидрофобизацию несгоревшего углерода для образования пенного слоя с целью подъема несгоревшего углерода, согласно изобретению, в водную суспензию золы-уноса при соотношении зола-вода 1:2-1:4 добавляют коллектор в виде смеси термогазойля с керосином, преимущественно, в соотношении 1:1 в количестве 5-8 кг на тонну золы, затем перемешивают суспензию и коллектор в течение 1-5 мин, после чего в полученную смесь добавляют пенообразователь в виде соснового масла в количестве 0,2-0,3 кг на тонну золы, перемешивают их в течение 0,5-1 мин, после чего смесь суспензии с реагентами подвергают флотации в течение 5-10 мин для образования пенного слоя и хвостов основной флотации с последующим выделением и получением целевых продуктов в виде углерода, пригодного для сжигания на ТЭС, и алюмосиликатного продукта для использования в производстве строительных материалов.The technical result is achieved by the fact that in the process of separating unburned carbon from fly ash of a thermal power plant, including the formation of an aqueous suspension of fly ash, adding a collector and a foaming agent to the suspension, mixing the suspension with reagents and hydrophobizing unburned carbon to form a foam layer to lift unburned carbon, According to the invention, a collector in the form of a mixture of thermo-gasoil and kerosene is added to an aqueous suspension of fly ash at the ratio of ash-water 1: 2-1: 4, mainly in the ratio 1: 1 in quantity Twine 5-8 kg per ton of ash, then the suspension and the collector are mixed for 1-5 minutes, after which a frother in the form of pine oil is added in the amount of 0.2-0.3 kg per ton of ash, mixed for 0.5-1 min, after which the mixture of suspension with reagents is subjected to flotation for 5-10 minutes to form a foam layer and tailings of the main flotation, followed by separation and obtaining the desired products in the form of carbon suitable for combustion at TPP, and aluminosilicate product for use in construction x materials.

Кроме того, пенный продукт основной флотации может подвергаться операции перечистной флотации во второй флотационной камере с получением второго концентрата пенного продукта и камерного промпродукта.In addition, the mainstream flotation foam product may be subjected to a clean-up flotation operation in the second flotation cell to produce a second foamy product concentrate and chamber middling.

Указанные диапазоны численных значений режимов способа выделения несгоревшего углерода из золы-уноса ТЭС в части соотношений зола-вода 1:2-1:4, термогазойля с керосином 1:1, соснового масла в количестве 0,2-0,3 кг на тонну золы, времен перемешивания и флотации являются оптимальными для достижения технического результата и найдены в результате многочисленных экспериментальных исследований по определению режимов осуществления предложенного способа выделения углеродного концентрата и алюмосиликатного продукта из золы-уноса ТЭС.The specified ranges of the numerical values of the modes of the method of separation of unburned carbon from fly ash of thermal power plants in terms of the ratio of ash-water 1: 2-1: 4, thermogas oil with kerosene 1: 1, pine oil in the amount of 0.2-0.3 kg per ton of ash , the times of mixing and flotation are optimal for achieving a technical result and found as a result of numerous experimental studies to determine the modes of implementation of the proposed method for separating carbon concentrate and aluminosilicate product from TPP ablation ash.

В результате проведенных в ОИВТ РАН экспериментальных исследований была разработана сравнительно простая технологическая схема реализации способа выделения несгоревшего углерода из золы уноса ТЭС, которая не требует предварительного обесшламливания или разделения золы уноса на фракции крупности с их последующим кондиционированием с реагентами и последующей флотацией в различных гидродинамических условиях. При этом использованы такие режимы реализации способа, которые позволяют, по сравнению с известными техническими решениями, более полно использовать в энергетике и промышленности золу-уноса ТЭС, в том числе, за счет применения более эффективных собирателя и пенообразователя.As a result of experimental studies carried out at the JIHT RAS, a relatively simple technological scheme was developed for implementing a method for separating unburned carbon from TPP ablation ash, which does not require preliminary desliming or separation of ablation ash into fraction fractions with subsequent conditioning with reagents and subsequent flotation under various hydrodynamic conditions. At the same time, such modes of implementation of the method were used, which allow, in comparison with the known technical solutions, to more fully use in the power industry and industry the fly ash of thermal power plants, including through the use of more efficient collector and frother.

В предложенном способе удаления несгоревшего углерода из золы-уноса ТЭС, конкретно применяется впервые реализованные режимы, использующие в качестве коллектора (собирателя) смесь керосина и термогазойля, а в качестве пенообразователя - сосновое масло в сравнительно малых количествах. Керосин - это продукт нефтепереработки, состоящий почти на 100% из компонентов, выкипающих в диапазоне температур 180-250°С и обладающих высокой флотационной активностью. Тяжелый вакуумный газойль каталитического крекинга, содержание среднедистиллятных фракций в котором не превышает 10%, содержит около 70% ароматических углеводородов, половина из которых - полициклические соединения, имеющие структуру, идентичную структурам графитизированного углерода золы. Такой состав термогазойля обеспечивает высокую степень гидрофобизации частиц недожога. Содержание смолистых веществ в сосновом масле до 6% придают реагенту эффективные вспенивающие свойства и обеспечивает снижение расхода пенообразователя. С другой стороны, керосин снижает вязкость термогазойля, обеспечивая тем самым образование тонких эмульсий собирательной смеси, обладающих более высокой флотационной активностью при меньшем расходе собирателя.In the proposed method of removing unburned carbon from fly ash from thermal power plants, first implemented regimes are specifically used, using a mixture of kerosene and thermogas oil as a collector (collector), and pine oil in relatively small quantities as a frother. Kerosene is a refined product consisting of almost 100% of the components boiling away in the temperature range of 180-250 ° C and possessing high flotation activity. Heavy vacuum gas oil catalytic cracking, the content of middle distillate fractions which does not exceed 10%, contains about 70% of aromatic hydrocarbons, half of which are polycyclic compounds having a structure identical to the structures of graphitized carbon ash. Such a composition of thermogas oil provides a high degree of hydrophobization of underburning particles. The content of resinous substances in pine oil to 6% gives the reagent effective foaming properties and provides a reduction in foaming agent consumption. On the other hand, kerosene reduces the viscosity of thermo-gas oil, thereby providing the formation of thin emulsions of the collecting mixture, which have higher flotation activity with less consumption of the collector.

Согласно предложенному техническому решению выделение несгоревшего углерода из золы-уноса ТЭС включает образование водной суспензии золы-уноса, например, в соотношении 1:3. После этого к суспензии добавляют коллектор и пенообразователь с поочередным перемешиванием суспензии с реагентами и гидрофобизацией несгоревшего углерода. Перемешивание суспензии с реагентами и гидрофобизацию углерода осуществляют во флотационной машине для образования пенного слоя с целью подъема и отделения несгоревшего углерода и отделения хвостов флотации для последующего получения целевых продуктов.According to the proposed technical solution, the release of unburned carbon from fly ash from a power plant includes the formation of an aqueous suspension of fly ash, for example, in a 1: 3 ratio. After that, a collector and a foaming agent are added to the suspension with alternate mixing of the suspension with reagents and hydrophobization of unburned carbon. Mixing the suspension with reagents and hydrophobicizing carbon is carried out in a flotation machine to form a foam layer in order to lift and separate unburned carbon and separate flotation tailings for the subsequent production of target products.

Ниже приведены результаты практической реализации способа выделения несгоревшего углерода из золы-уноса ТЭС на ряде примеров, подтверждающих достижение указанного технического результата.Below are the results of the practical implementation of the method of separation of unburned carbon from fly ash of thermal power plants in a number of examples confirming the achievement of the specified technical result.

ПРИМЕР 1. Проба золы весом 500 г и крупностью менее 300 мкм, содержавшая 9,9% углерода, смешивалась с 1,5 литрами воды при соотношении зола-вода равном 1:3. Затем в суспензию добавляли смесь термогазойля с керосином при соотношении 1:1 в количестве 7,8 кг на 1 т золы и перемешивали их без подачи воздуха в течение 1 мин. Затем в суспензию подавали сосновое масло в количестве 300 г на 1 т золы и перемешивали суспензию в течение 0,5 мин. Обработанную таким способом суспензию подавали во флотационную камеру объемом 1,7 литра, включали подачу воздуха и проводили флотацию углерода из золы в течение 5 мин. Пенный продукт флотации (концентрат основной флотации) и камерный продукт (хвосты основной флотации) удаляли из камеры. Пенный продукт подвергался затем операции перечистки в течение 5 мин при подаче воздуха во второй флотационной камере. Получали второй пенный продукт (готовый концентрат) и камерный продукт перечистной флотации (промпродукт).EXAMPLE 1. A sample of ash weighing 500 grams and a particle size of less than 300 microns, containing 9.9% carbon, was mixed with 1.5 liters of water with a ash-water ratio of 1: 3. Then, a mixture of thermo-gasoil and kerosene was added to the suspension at a 1: 1 ratio in the amount of 7.8 kg per 1 ton of ash and stirred without air supply for 1 minute. Then, pine oil in the amount of 300 g per 1 ton of ash was fed into the suspension and the suspension was stirred for 0.5 min. The suspension treated in this way was fed into a 1.7 liter flotation cell, turned on the air and floated the carbon from the ash for 5 minutes. The froth flotation product (main flotation concentrate) and chamber product (main flotation tails) were removed from the chamber. The frothy product was then subjected to a clean-up operation for 5 minutes while supplying air to the second flotation cell. Received the second foam product (finished concentrate) and chamber product cleaner cell flotation (middling).

Готовый концентрат и алюмосиликатный продукт, состоящий из хвостов основной флотации и промпродукта перечистки, фильтровали, сушили, взвешивали, определяя их количество и, тем самым, выход от исходной пробы золы. Затем в них определяли содержание углерода. По этим данным рассчитывали результаты опыта - выход продукта, содержание в нем углерода и извлечение углерода в данный продукт. При выходе готового концентрата 9,8% содержание в нем углерода составило 67,5%, а извлечение углерода 67,0%. Алюмосиликатный продукт имел выход 91,2% при содержании в нем углерода 3,7%.The finished concentrate and aluminosilicate product, consisting of the tailings of the main flotation and the cleaning product, were filtered, dried, weighed, determining their quantity and, thus, the yield from the original ash sample. Then they determined the carbon content. From these data, calculated the results of the experiment - the product yield, the carbon content in it and the extraction of carbon in this product. When the yield of the finished concentrate was 9.8%, its carbon content was 67.5%, and carbon recovery was 67.0%. The aluminosilicate product had a yield of 91.2% with a carbon content of 3.7%.

ПРИМЕР 2. Проба золы весом 500 г крупностью менее 300 мкм, содержавшая 11,0% углерода, смешивалась с 1,5 литрами воды. Затем в суспензию добавляли в качестве коллектора смесь из термогазойля и керосина при соотношении 1:1 в количестве 6 кг на 1 т золы с последующим перемешиванием в течение 2-х мин. После этого в суспензию подавали сосновое масло в количестве 210 г на 1 т золы и перемешивали суспензию в течение 0,5 мин. Обработанную суспензию подавали во флотационную камеру объемом 1,7 литра, включали подачу воздуха и проводили первичную флотацию углерода из золы в течение 6 мин. Пенный продукт (концентрат основной флотации) и камерный продукт (хвосты флотации) удаляли из камеры. Пенный продукт потом подвергался операции перечистки в течение 5 мин при подаче воздуха во второй флотационной камере.EXAMPLE 2. A sample of ash weighing 500 g with a particle size of less than 300 microns, containing 11.0% of carbon, was mixed with 1.5 liters of water. Then, a mixture of thermogas oil and kerosene was added to the suspension as a collector at a ratio of 1: 1 in the amount of 6 kg per 1 ton of ash, followed by stirring for 2 minutes. After that, pine oil was supplied to the suspension in the amount of 210 g per ton of ash and the suspension was stirred for 0.5 min. The treated suspension was supplied to a 1.7 liter flotation cell, the air was turned on, and the primary carbon flotation from ash was carried out for 6 minutes. Foam product (main flotation concentrate) and chamber product (flotation tailings) were removed from the chamber. The frothy product was then subjected to a clean-up operation for 5 minutes while supplying air to the second flotation cell.

Получали второй пенный продукт (готовый концентрат) и камерный продукт перечистной флотации (промпродукт). Готовый концентрат и алюмосиликатный продукт, состоящий из хвостов основной флотации и промпродукта перечистки, фильтровали, сушили, взвешивали, определяя их количество и выход от исходной пробы золы. Затем в них определяли содержание углерода. По этим данным рассчитывали результаты опыта - выход продукта, содержание в нем углерода и извлечение углерода в данный продукт. При выходе готового концентрата 14,3% содержание в нем углерода составило 65,8% а извлечение углерода 85,5%. Алюмосиликатный продукт имел выход 85,7% при содержании в нем углерода 1,9%.Received the second foam product (finished concentrate) and chamber product cleaner cell flotation (middling). The finished concentrate and the aluminosilicate product, consisting of the tailings of the main flotation and the cleaning product, were filtered, dried, weighed, determining their quantity and output from the initial ash sample. Then they determined the carbon content. From these data, calculated the results of the experiment - the product yield, the carbon content in it and the extraction of carbon in this product. When the yield of the finished concentrate was 14.3%, the carbon content in it was 65.8% and the extraction of carbon was 85.5%. The aluminosilicate product had a yield of 85.7% with a carbon content of 1.9%.

ПРИМЕР 3. Проба золы весом 500 г и крупностью менее 300 мкм, содержавшая 6,1% углерода, смешивалась с 1,5 литрами воды. Затем в суспензию добавляли смесь (1:1) керосина с термогазойлем в количестве 6,5 кг на 1 т золы и перемешивали их в течение 1 мин. После этого в суспензию добавляли сосновое масло в количестве 270 г на тонну золы и перемешивали в течение 0,5 мин. Обработанную таким способом суспензию подавали во флотационную камеру объемом 1,7 литра, включали подачу воздуха и проводили флотацию углерода из золы в течение 5 мин. Пенный продукт (концентрат основной флотации) и камерный продукт (хвосты основной флотации) удаляли из камеры. Пенный продукт подвергался затем операции перечистки в течение 5 мин при подаче воздуха во второй флотационной камере. Получали второй пенный продукт (готовый концентрат) и камерный продукт перечистной флотации (промпродукт).EXAMPLE 3. A sample of ash weighing 500 g and a particle size of less than 300 microns, containing 6.1% carbon, was mixed with 1.5 liters of water. Then, a mixture (1: 1) of kerosene with thermogas oil in the amount of 6.5 kg per 1 ton of ash was added to the suspension and stirred for 1 minute. After that, pine oil was added to the suspension in the amount of 270 g per ton of ash and stirred for 0.5 minutes. The suspension treated in this way was fed into a 1.7 liter flotation cell, turned on the air and floated the carbon from the ash for 5 minutes. Foam product (main flotation concentrate) and chamber product (main flotation tails) were removed from the chamber. The frothy product was then subjected to a clean-up operation for 5 minutes while supplying air to the second flotation cell. Received the second foam product (finished concentrate) and chamber product cleaner cell flotation (middling).

Готовый концентрат и алюмосиликатный продукт, состоящий из хвостов основной флотации и промпродукта перечистки, фильтровали, сушили, взвешивали, определяя их количество и, тем самым, выход от исходной пробы золы. Затем в них определяли содержание углерода. По этим данным рассчитывали результаты опыта - выход продукта, содержание в нем углерода и извлечение углерода в данный продукт. При выходе готового концентрата 6,3% содержание в нем углерода составило 63,7%, а извлечение углерода 66,2%. Алюмосиликатный продукт имел выход 93,7% при содержании в нем углерода 2,2%.The finished concentrate and aluminosilicate product, consisting of the tailings of the main flotation and the cleaning product, were filtered, dried, weighed, determining their quantity and, thus, the yield from the original ash sample. Then they determined the carbon content. From these data, calculated the results of the experiment - the product yield, the carbon content in it and the extraction of carbon in this product. When the yield of the finished concentrate was 6.3%, the carbon content in it was 63.7%, and carbon recovery was 66.2%. The aluminosilicate product had a yield of 93.7% with a carbon content of 2.2%.

ПРИМЕР 4. Проба золы весом 500 г и крупностью менее 300 мкм, содержавшая 6,25% углерода, смешивалась с 1,5 литрами воды. Затем в суспензию добавляли в качестве собирателя флотации смесь (1:1) из керосина и термогазойля в количестве 5 кг на 1 т золы и перемешивали их в течение 1 мин. Затем в суспензию подавали сосновое масло в количестве 220 г на 1 т золы и перемешивали суспензию в течение 0,5 мин. Обработанную суспензию подавали во флотационную камеру объемом 1,7 литра, включали подачу воздуха и проводили первичную флотацию углерода в течение 5 мин.EXAMPLE 4. A sample of ash weighing 500 grams and fineness less than 300 microns, containing 6.25% carbon, was mixed with 1.5 liters of water. Then, a mixture (1: 1) of kerosene and thermogas oil in an amount of 5 kg per 1 ton of ash was added to the suspension as a flotation collector and stirred for 1 minute. Then, pine oil was supplied to the suspension in the amount of 220 g per 1 ton of ash and the suspension was stirred for 0.5 min. The treated suspension was supplied to a 1.7 liter flotation cell, the air was turned on, and the primary carbon flotation was performed for 5 minutes.

Пенный продукт (концентрат основной флотации) и камерный продукт (хвосты флотации) удаляли из камеры. Пенный продукт потом подвергался операции перечистки в течение 5 мин при подаче воздуха во флотационную камеру. Получали второй пенный продукт (готовый концентрат) и камерный продукт перечистной флотации (промпродукт). Готовый концентрат и алюмосиликатный продукт, состоящий из хвостов основной флотации и промпродукта перечистки, фильтровали, сушили, взвешивали, определяя их количество и выход от исходной пробы золы. Затем в них определяли содержание углерода. По этим данным рассчитывали результаты опыта - выход продукта, содержание в нем углерода и извлечение углерода в данный продукт. При выходе готового концентрата 8,2% содержание в нем углерода составило 61,8%, а извлечение в него углерода - 81,1%. Алюмосиликатный продукт имел выход 91,8% при содержании в нем углерода 1,29%.Foam product (main flotation concentrate) and chamber product (flotation tailings) were removed from the chamber. The frothy product was then subjected to a clean-up operation for 5 minutes while supplying air to the flotation cell. Received the second foam product (finished concentrate) and chamber product cleaner cell flotation (middling). The finished concentrate and the aluminosilicate product, consisting of the tailings of the main flotation and the cleaning product, were filtered, dried, weighed, determining their quantity and output from the initial ash sample. Then they determined the carbon content. From these data, calculated the results of the experiment - the product yield, the carbon content in it and the extraction of carbon in this product. When the yield of the finished concentrate was 8.2%, the carbon content in it was 61.8%, and the extraction of carbon in it was 81.1%. The aluminosilicate product had a yield of 91.8% with a carbon content of 1.29%.

Преимущества рассмотренного способа выделения несгоревшего углерода и алюмосиликатного продукта из золы-уноса ТЭС по сравнению с аналогичными заключаются в том, что выход углеродного концентрата и извлечение в него углерода оказались существенно выше достигнутых ранее, что обеспечивает значительный прирост получения дополнительного топлива для ТЭС из золы. При этом содержание углерода в алюмосиликатом промпродукте на 1,8% ниже, что дает ему предпочтение в использовании в качестве дополнительного сырья при производстве стройматериалов.The advantages of the considered method of separating unburned carbon and aluminosilicate product from TPP ablation ash are the same as the yield of carbon concentrate and carbon extraction in it turned out to be significantly higher than previously achieved, which provides a significant increase in production of additional fuel for TPP from ash. At the same time, the carbon content in aluminosilicate intermediate product is 1.8% lower, which gives it a preference for use as an additional raw material in the production of building materials.

Расход пенообразователя в виде соснового масла когда в качестве собирателя применялась смесь термогазойля с керосином оказался почти на 30% ниже по сравнению с чистым керосином, что объясняется наличием в термогазойле смоляных кислот, обладающих дополнительными вспенивающими свойствами. Выход концентрата углерода оказался в сравнении с известным способом выше на 1,9%, а извлечение углерода - на 15,1%. Алюмосиликатный продукт также имеет более низкое содержание углерода (почти на 1%), что позволяет расширить диапазон его применения, например, в качестве заменителя цемента в производстве строительных изделий.The consumption of frother in the form of pine oil when the mixture of thermogas oil and kerosene was used as a collector turned out to be almost 30% lower compared to pure kerosene, which is explained by the presence of resin acids in thermogas oil that have additional foaming properties. The yield of carbon concentrate turned out to be 1.9% higher in comparison with the known method, and the extraction of carbon — by 15.1%. The aluminosilicate product also has a lower carbon content (by almost 1%), which makes it possible to expand the range of its use, for example, as a substitute for cement in the production of building products.

Результаты приведенных опытов свидетельствуют о том, что повышается эффективность применения предложенного собирателя (коллектора) в сравнении с флотацией золы-уноса ТЭС керосином и при низком содержании недожега (углерода). По европейским (немецким) стандартам содержание углерода в золе не должно превышать 3-4%, при этом указанные опыты позволяют обеспечивать флотацию золы с содержанием углерода 5% и более. Расход собирательной смеси (термогазойля и керосина) в предлагаемом способе при 6 кг/т золы оказывается на 23% ниже, чем в опытах с применением в качестве собирателя одного лишь керосина. При этом расход соснового масла в предложенном способе (210 г/т золы) оказался на 36% ниже, чем в известном способе (330 г/т золы), что связано с содержанием в термогазойле смолистых веществ, обладающих высокими вспенивающими свойствами.The results of the above experiments indicate that the efficiency of using the proposed collector (collector) is increased in comparison with the flotation of fly ash from thermal power plants with kerosene and with a low content of underburning (carbon). According to European (German) standards, the carbon content in the ash should not exceed 3-4%, while these experiments allow the flotation of ash with a carbon content of 5% or more. The flow rate of the collective mixture (thermo-gas oil and kerosene) in the proposed method at 6 kg / ton of ash is 23% lower than in experiments using only kerosene as a collector. At the same time, the consumption of pine oil in the proposed method (210 g / t ash) was 36% lower than in the known method (330 g / t ash), which is associated with the content of resinous substances in thermogas oil with high foaming properties.

В итоге предложенный способ выделения несгоревшего углерода из золы-уноса ТЭС позволяет в значительной степени снизить расход используемых при реализации способа дорогостоящих реагентов и упростить технологическое оснащение процесса флотации для получения целевых продуктов в виде более качественного углеродного концентрата и алюмосиликатного продукта при полном использовании золы-уноса ТЭС.As a result, the proposed method for separating unburned carbon from fly ash from thermal power plants allows to significantly reduce the consumption of expensive reagents used in the implementation of the method and simplify the technological equipment of the flotation process to obtain the target products in the form of higher-quality carbon concentrate and aluminosilicate product with full use of fly ash from thermal power plants .

Claims (2)

1. Способ выделения несгоревшего углерода из золы-уноса ТЭС, включающий образование водной суспензии золы-уноса, добавление к суспензии коллектора и пенообразователя, перемешивание суспензии с реагентами и гидрофобизацию несгоревшего углерода для образования пенного слоя с целью подъема несгоревшего углерода, отличающийся тем, что в водную суспензию золы-уноса при соотношении зола:вода 1:2-1:4 добавляют коллектор в виде смеси термогазойля с керосином преимущественно в соотношении 1:1 в количестве 5-8 кг на тонну золы, затем перемешивают суспензию и коллектор в течение 1-5 мин, после чего в полученную смесь добавляют пенообразователь в виде соснового масла в количестве 0,2-0,3 кг на тонну золы, перемешивают их в течение 0,5-1 мин, после чего смесь суспензии с реагентами подвергают флотации в течение 5-10 мин для образования пенного слоя и хвостов основной флотации с последующим выделением и получением целевых продуктов в виде углерода, пригодного для сжигания на ТЭС, и алюмосиликатного продукта для использования в производстве строительных материалов.1. The method of separation of unburned carbon from fly ash TPP, including the formation of an aqueous suspension of fly ash, adding to the suspension of the collector and foaming agent, mixing the suspension with reagents and hydrophobization of unburned carbon to form a foam layer to lift unburned carbon, characterized in that water suspension of fly ash at a ratio of ash: water 1: 2-1: 4 add a collector in the form of a mixture of thermogas oil and kerosene, mainly in a ratio of 1: 1 in the amount of 5-8 kg per ton of ash, then stir the suspension Drainage and collector for 1-5 minutes, after which a foaming agent in the form of pine oil is added to the mixture in the amount of 0.2-0.3 kg per ton of ash, mix them for 0.5-1 minutes, after which the suspension mixture with reagents subjected to flotation for 5-10 minutes to form a foam layer and tailings of the main flotation, followed by separation and production of target products in the form of carbon suitable for combustion at thermal power plants, and aluminosilicate product for use in the production of building materials. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пенный продукт основной флотации подвергается операции перечистной флотации во второй флотационной камере с получением второго концентрата пенного продукта и камерного промпродукта.2. The method according to p. 1, characterized in that the froth product of the main flotation is subjected to the operation of cleaner cell flotation in the second flotation cell to obtain a second concentrate of the froth product and chamber middling.
RU2018115910A 2018-04-27 2018-04-27 Method of extracting unburned carbon from tpp fly ash RU2692334C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018115910A RU2692334C1 (en) 2018-04-27 2018-04-27 Method of extracting unburned carbon from tpp fly ash

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018115910A RU2692334C1 (en) 2018-04-27 2018-04-27 Method of extracting unburned carbon from tpp fly ash

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2692334C1 true RU2692334C1 (en) 2019-06-24

Family

ID=67038095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018115910A RU2692334C1 (en) 2018-04-27 2018-04-27 Method of extracting unburned carbon from tpp fly ash

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2692334C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110605182A (en) * 2019-10-25 2019-12-24 福建三钢闽光股份有限公司 Blast furnace cloth belt dedusting ash flotation reagent and application method thereof
CN112642583A (en) * 2020-12-29 2021-04-13 黑龙江省宝泉岭农垦溢祥石墨有限公司 Graphite flotation middling treatment process and device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1176952A1 (en) * 1984-03-26 1985-09-07 Научно-Исследовательская Лаборатория Физико-Химической Механики Материалов И Технологических Процессов Ордена Ленина Главмоспромстройматериалов Method of extraction of unburnt fuel from ash
JPH05138151A (en) * 1991-11-18 1993-06-01 Mitsubishi Materials Corp Method for removing unburnt carbon in coal ash
RU2019303C1 (en) * 1992-01-29 1994-09-15 Петухов Василий Николаевич Method for flotation of coal
US5936216A (en) * 1998-12-01 1999-08-10 Wu; Chiung-Hsin Froth floatation process for separating carbon from coal ash
RU2343984C2 (en) * 2003-10-09 2009-01-20 Мицуи Энджиниринг Энд Шипбилдинг Ко., Лтд. Method of unburned carbon removal from flue cinder
RU2614003C2 (en) * 2016-04-22 2017-03-22 Общество с ограниченной ответственностью "Промэкоинжиниринг" Method for complex ash processing of heat power plants waste piles and plant for complex ash processing of heat power plants waste piles

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1176952A1 (en) * 1984-03-26 1985-09-07 Научно-Исследовательская Лаборатория Физико-Химической Механики Материалов И Технологических Процессов Ордена Ленина Главмоспромстройматериалов Method of extraction of unburnt fuel from ash
JPH05138151A (en) * 1991-11-18 1993-06-01 Mitsubishi Materials Corp Method for removing unburnt carbon in coal ash
RU2019303C1 (en) * 1992-01-29 1994-09-15 Петухов Василий Николаевич Method for flotation of coal
US5936216A (en) * 1998-12-01 1999-08-10 Wu; Chiung-Hsin Froth floatation process for separating carbon from coal ash
RU2343984C2 (en) * 2003-10-09 2009-01-20 Мицуи Энджиниринг Энд Шипбилдинг Ко., Лтд. Method of unburned carbon removal from flue cinder
RU2614003C2 (en) * 2016-04-22 2017-03-22 Общество с ограниченной ответственностью "Промэкоинжиниринг" Method for complex ash processing of heat power plants waste piles and plant for complex ash processing of heat power plants waste piles

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РЯБОВ Ю.В. и др. "Флотационное извлечение углерода из золы угольных ТЭС с использованием смеси керосина и газойля", Обогащение руд, N5, 2016, с. 48-54. *
РЯБОВ Ю.В. и др. "Флотация углерода из золы уноса Каширской ГРЭС", Обогащение руд, N4, 2013, с. 35-39. *
РЯБОВ Ю.В. и др. "Флотация углерода из золы уноса Каширской ГРЭС", Обогащение руд, N4, 2013, с. 35-39. РЯБОВ Ю.В. и др. "Флотационное извлечение углерода из золы угольных ТЭС с использованием смеси керосина и газойля", Обогащение руд, N5, 2016, с. 48-54. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110605182A (en) * 2019-10-25 2019-12-24 福建三钢闽光股份有限公司 Blast furnace cloth belt dedusting ash flotation reagent and application method thereof
CN112642583A (en) * 2020-12-29 2021-04-13 黑龙江省宝泉岭农垦溢祥石墨有限公司 Graphite flotation middling treatment process and device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105689149B (en) A kind of bi-anti-symmetric matrix method of suitable silicon calcium quality ore
US20130284642A1 (en) Method of beneficiation of phosphate
KR20060120003A (en) Method of removing unburned carbon from fly ash
Cao et al. Removal of unburned carbon from fly ash using a cyclonic-static microbubble flotation column
CN110422975B (en) Integrated process for hot washing and fine slag high-value utilization of oily waste based on gasified black water
RU2692334C1 (en) Method of extracting unburned carbon from tpp fly ash
US5456363A (en) Method of removing carbon from fly ash
KR20080074881A (en) Apparatus for removing of unburned carbon from fly ash and relevant removing method
US4756823A (en) Particle separation
US4593859A (en) Preparation of deashed high solid concentration coal-water slurry
CA1119106A (en) Coal agglomeration by nonintensive mixing with hydrocarbons
CN113732007B (en) Recycling method of coal gasification fine slag
CA1264455A (en) Recycle of secondary froth in the hot water process for extracting bitumen from tar sand
CN112044604A (en) Low-sulfur high-efficiency composite flotation agent for coal slime
CN111389597A (en) Polar mixed reagent for low-rank coal flotation and flotation process
US6126014A (en) Continuous air agglomeration method for high carbon fly ash beneficiation
US8501030B2 (en) Methods for purifying kaolin clays using reverse flotation, high brightness kaolin products, and uses thereof
CN108855586B (en) Combined unit for coal flotation
CN107442293B (en) A kind of superfine granule ub-bituminous coal selective flocculation-grey method of reverse flotation drop
RU2739182C1 (en) Coal benefication method
CA1201223A (en) Coal flotation reagents
US1102874A (en) Ore concentration.
AU2007357301B2 (en) Method for processing coal with a high content of impurities to obtain a purified fuel mixture utilizable in place of fuel oil in present-day power plants
RU2304467C2 (en) Coal concentration method
CN220258319U (en) Device for recycling gasification slag by two-step method