Инновационные разработки в области обезвоживания флотационного концентрата.

«Сей минерал, если не нам, то потомкам нашим полезен будет». Так в 1696 году Пётр I отозвался о каменном угле. Он оказался абсолютно прав - на сегодняшний день уголь это главный источник энергии для промышленности, транспорта, бытовых целей. Он является важнейшим видом сырья в химической отрасли, используется для получения жидкого и газообразного топлива. Кокс, получаемый при переработке каменного угля, - основа металлургической промышленности.

С каждым годом потребление угля в мире неуклонно растет. За последние 10 лет количество используемого угля выросло почти на 50 процентов. Следовательно, растет и объем добычи. В России по итогам 2012 года он составил 354,3 млн. тонн, что на 5,2 процента выше уровня предыдущего года. Данные показатели являются наивысшими в угольной промышленности за весь постсоветский период. Рекорды были достигнуты в отдельных регионах. Например, в Кемеровской области было добыто 201,5 млн. тонн - это абсолютный исторический максимум, таких объемов не достигали в регионе и в советские годы. Существенно возросла добыча и в Забайкалье — до 19 млн. тонн. При этом потребности зарубежных потребителей, предстоящее повышение железнодорожных тарифов, необходимость увеличения энергетических мощностей, а также экологические требования внутри страны подталкивают угольные компании заниматься не только простым увеличением добычи угля, но и его обогащением. Эксперты угольной отрасли едины во мнении - будущее за обогащенным углем. Обогащенный уголь — это качество стали, существенное снижение влияния на окружающую природную среду от теплоэлектростанций, сокращение затрат на транспортировку угля на дальние расстояния.

Обогатительная фабрика представляет собой сложный механизм с системами инженерного обеспечения, разнообразным оборудованием, автоматизацией технологических процессов, трубопроводами и пр. На сегодняшний день в России многие обогатительные фабрики продолжают работать на старом оборудовании, которое уже не справляется с новыми требованиями, предъявляемыми к качеству угля. Поддержание фабрики на эффективном современном уровне требует регулярного обновления оборудования.

Процесс обогащения угля складывается из нескольких этапов. Один из них - обезвоживание флотационного концентрата. В этом процессе часто используют дисковые фильтры под давлением (Гипербарфильтры).

Гипербарфильтр


Гипербарфильтр состоит из ряда (может доходить до 12 штук) плоских круглых дисков, насаженных вертикально на центральную горизонтальную трубу. Диски, проницаемые сами по себе, обтянуты фильтровальной лентой, поделенной на сектора. В процессе вращения диски проходят через отдельные перемешиваемые резервуары с суспензией, и разряжение внутри дисков вызывает фильтрацию и формирование осадка. После того, как осадок сформирован, может проводиться просушка путем просасывания воздуха через слой. Промывка осадка в таких фильтрах практически невозможна из-за вертикальной ориентации слоя осадка. Просушенный осадок снимается с помощью ножей или проволочных скребков с обеих сторон диска. Так как для облегчения процесса снятия используется обратная продувка воздухом, то часть влаги из ка­налов вала и секторов возвращается к фильтрующей поверхности и частично в осадок, тем самым увеличивая его влажность. На практике осадок, получаемый с гипербарфильтров, составляет 19-21 процент. Такие результаты на сегодняшний день не соответствует требованиям, предъявляемым к углю. Влажность является одним из основных показателей качества угля. Влага в угле - это балласт, который приводит к значительному увеличению транспортных расходов, затрудняет подготовку угля к коксованию, его хранение на складах, выдачу из хранилищ и дозирование. Повышение влажности угля на 1 процент снижает его цену на 1,5 процента.

Актуальность решения проблемы конечной влажности концентрата угля подтолкнула немецких и российских инженеров провести ряд исследований на пробах концентрата, взятых на обогатительных фабриках Кузбасса. В результате исследования нужно было получить наименьшую влажность при помощи новой технологии Гепербарфильтра с использованием пара (Hi-Bar). Все опыты проводились в Германии в лабораториях Компании «BOKELA». Суть инновационной технологии «Hi-Bar» заключается в том, что происходит фильтрация под давлением с использованием пара – это запатентованный и успешно применяемый процесс, который весьма перспективен для будущей переработки концентрата угля.

Hi-Bar

Непрерывная «Hi-Bar» фильтрация может происходить как с использованием сжатого воздуха, так и с использованием пара. Проект «Hi-Bar» основывается на применении вращательного дискового фильтра (Гипербарфильтра), который устанавливается внутри емкости под давлением, заполняемой сжатым воздухом. При избыточном (до 6 бар) давлении осуществляется фильтрация и обезвоживание осадка. В запатентованном процессе «Hi-Bar» с использованием пара для обработки осадка применяется чистый перегретый пар. Для этого задействуется специально разработанная

Hi-Bar


паровая камера, которая охватывает часть фильтра и образует отдельную область насыщенного пара на фильтре. Таким образом, фильтрация, промывка и обезвоживание концентрата угля происходят в новом качестве и приводят к получению обезвоженного осадка с чрезвычайно низкой влажностью 8-10 процентов.

Испытания, проведенные на пробах угля, добываемого на Кузбассе, показали, что технология «Hi-Bar» может успешно применяться при обезвоживании флотационного концентрата на российских обогатительных фабриках.

Результаты исследований:

Проба №1 от 27.06.2013 г.




Марка угля:

Шлам перед "гипербаром"

Ситовый анализ пробы:

Класс, мм

Кг

Выход, %

Зольность, %

V daf, %

1

0.07

2.0

7.7

-

1-0.5

0.25

7.3

7.5

-

0.2-0.5

1.47

42.9

6.7

-

0-0.2

1.64

47.8

7.5

-

ИТОГО:

3.43

100

7.2

0.0




В результате лабораторного исследования были получены следующие результаты:



Вакуумная фильтрация на дисковых фильтрах BOKELA

до 28 % остаточной влажности

Фильтрация под давлением гипербарфильтр BOKELA

17 … 19 %

Фильтрация под давлением с паром

8 … 10%




Проба №2 от 29.06.2013 г.




Вид материала:

Концентрат флотации

Ситовый состав пробы:

Класс, мм

Выход, %

Зольность, %

+1,0

0,9

8,3

0,5-1,0

7,0

8,6

0,2-0,5

29,4

7,7

0-0,2

62,7

8,4

ИТОГО:

100,0

8,2




В результате лабораторного исследования были получены следующие результаты:




Фильтрация под давлением гипербарфильтр BOKELA

17 … 19 %

Фильтрация под давлением с паром

8 … 10%




Характеристика пара: 6 бар, 160 °C, 75-80 кг/т для достижения влажности 8% или 35-40кг/т для достижения 10% влажности.

Остаточная влажность определяется по стандарту DIN 38 141 Немецкого института по стандартизации (Deutsches Institut für Normung). Влажный кек взвешивается, затем сушится при температуре 105°C. Длительность сушки составляет 24 часа или до тех пор, пока масса не остается неизменимой. Далее проба охлаждается до комнатной температуры и снова взвешивается. Из массы влажной и сухой пробы высчитывается остаточная влажность.

Результаты исследований подтвердили, что на сегодняшний день технология обезвоживания флотационного концентрата крупностью «ноль» с использованием дискового Гипербарфильтра с применением пара -единственная технология в мире, которая позволяет достигать 8-ми процентной влажности.

Данные исследования проводились немецкой Компанией «BOKELA» и ее российским партнером ЗАО «ДАКТ-Инжиниринг».

«BOKELA» - лидер в сфере производства высококачественного вакуумного оборудования, входит в тройку лучших поставщиков вакуумных фильтров и фильтрующих установок в Мире. Научными разработками Компания занимается на протяжении 25 лет со дня своего основания. С 2011 года «BOKELA» входит в сотню лучших инновационных предприятий Германии. Обородование Компании используется более чем в 20 странах мира. Представительства «BOKELA» располагаются в США, ЮАР, Канаде, Корее, Японии, Китае, Индии и в России.

ЗАО «ДАКТ-Инжиниринг» является одной из ведущих российских Компаний, работающих более 20 лет в области производства и поставок «под ключ» экологического оборудования для обработки осадков сточных вод в различных отраслях промышленности. Деятельность компании лицензирована и имеет Свидетельство СРО НП. Компания располагает собственной производственной базой, проектным бюро, химико-аналитической лабораторией. Вся технология разрабатывается и проектируется с учетом особенностей производства на объекте Заказчика. С 2013 года ЗАО «ДАКТ-Инжиниринг» является официальным представителем Компании «BOKELA» на территории России и стран СНГ.

Оборудование, предлагаемое ЗАО «ДАКТ-Инжиниринг» и Компанией «BOKELA» для обогатительных фабрик, полностью соответствует мировым стандартам. Производительность установки составляет 120 т/ч «по сухому». Основные узлы поставляются из Германии. Все конструкции производятся в России, что имеет большое значение при формировании конечной стоимости обороудования. Сборка, наладка, запуск и обучение персонала проводятся российскими специалистами, документация полностью русифицирована.

Переоборудование обогатительной фабрики требует больших финансовых вложений. Однако, если рассматривать предприятие через призму долгосрочного развития, то срок окупаемости новой установки составит всего от 10 до 12 месяцев, а полученный результат увеличит прибыль предприятия на 20-30 процентов. Срок эксплуатации - не менее 10 лет. Гарантия на основные узлы - 18 месяцев, на фильтровальные сектора - 2 года. Компания предлагает гарантийное и постгарантийное обслуживание.

Данное совместное технологическое решение обезвоживания флотационного концентрата решит проблему лишней влаги. Предлагаемая технология дает возможность предприятию не только существенно сэкономить на транспортных расходах, но значительно улучшить качество поставляемого угля и, тем самым, получить выгодное преимущество перед конкурентами на международном и российском рынках.

Официальный представитель «BOKELA» в России - ЗАО «ДАКТ-Инжиниринг», +7 (495)710-73-22, info@dakt.com, www.daktcom.ru