Икономопуло В.П. и др.

Главная страница
Сведения об авторах

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОГРАДИЕНТНОЙ КРИОМАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ В ПРОЦЕССАХ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ И ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЕЙ, УТИЛИЗАЦИИ И ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ

ИКОНОМОПУЛО В. П., ЛАПТИЕНКО А. Я., ТАРЯНИК Н. В.

Донецкий физико-технический институт

НАН Украины им. А. А. Галкина

АТАМАНОВ Н. С.

Гипромашуглеобогащение (Луганск)

В топливно-энергетическом комплексе Украины уголь является основным технологическим сырьем и энергетическим топливом. Около трети добываемых углей потребляется металлургической промышленностью, а остальные используются в энергетике. Химический состав углей не только определяет их качество и конкурентоспособность, но и зачастую угрожает экологической безопасности регионов с высокой концентрацией промышленности, к которым в первую очередь относится Донбасс. Так, в энергетических углях содержание серы составляет 3 - 4%, а зольность нередко превышает 40%. В коксующихся углях содержание серы и породы достигает соответственно 2 - 3% и 20 - 35%. Это определяет основную массу вредных выбросов в атмосферу тепловыми электростанциями (67 - 77%) и коксохимзаводами (около 50%). Кроме того, высокая сернистость углей приводит к ускорению коррозии котлового оборудования, ограничивает возможности использования в коксохимии некондиционных по сере углей. Тем не менее в настоящее время из-за истощения запасов высококачественного топлива наметилась нарастающая устойчивая тенденция использования в качестве топлива ТЭС забалластированных высокосернистых и высокозольных углей. Кроме этого, вследствие длительной и интенсивной угледобычи в Украине в 74-х шламонакопителях от 62-х обогатительных фабрик заскладировано 62,5 млн м3 угольных шламов - отходов традиционной технологии углеобогащения - флотации, занимающих более 1500 гектаров плодородных земель. Назрела необходимость переработки этих отходов как с целью извлечения полезного сырья, так и рекультивации земель. Благодаря накопленному опыту внедрения систем очистки угля, дымовых газов и оценки капитальных затрат для достижения техникоэкономического и экологического эффектов, ведущие страны мира изменили приоритеты в технологиях использования угля, поставив на первое место предварительную подготовку топлива. Так, снижение ущерба окружающей среде от вредных выбросов SO2 можно достичь за счет десульфурации углей уже в процессе их обогащения.

Технологии предварительной десульфурации углей химическими и каталитическими методами не нашли широкого распространения в угледобывающей отрасли и в углеобогащении, так как не являются оптимальными ни с экономической, ни с экологической точек зрения. Известно, что основная масса серы в углях Донецкого бассейна представлена в виде мелких пиритных включений (FeS2), практически полное раскрытие которых достигается при измельчении углей до крупности менее 0,1 мм. Обогащение тонкоизмельченных углей гравитационными технологиями уменьшает содержание пиритной серы только на 15 - 20% и не позволяет достичь желаемого эффекта. Поэтому разработка технологий и оборудования для глубокой предварительной очистки энергетических и коксующихся углей в настоящее время является актуальной проблемой не только для Украины.

Весьма перспективной представляется очистка тонкоизмельченного рядового угля от пиритной серы и других золообразующих вредных примесей высокоградиентной криомагнитной сепарацией. Большинство компонентов, входящих в исходный углепродукт, относятся к классу парамагнетиков, обладающих слабыми магнитными свойствами, но их удельные магнитные восприимчивости отличаются в десятки и сотни раз. Это различие позволяет, пропустив исходную водоугольную пульпу (или аэросмесь) через высокоградиентное магнитное поле, разделить ее на магнитную и немагнитную фракции. Выгодно отличающаяся от других технологий, криомагнитная сепарация углей не требует крупных инвестиций ни в капитальное строительство, ни в адаптацию новой техники в отработанный технологический процесс пылеприготовления на ТЭС или обогатительный процесс мелких фракций угля на ЦОФ. Накопленный с 1966 г. опыт создания сверхпроводниковых магнитных систем позволил Донецкому физико%техническому институту приступить к решению важной для Донецкого региона и всей Украины задачи глубокой очистки пылеугольного топлива перед его использованием. Результаты НИОКР (в том числе выполненной по постановлению Кабинета Министров Украины № 517 от 13.05.96 г., шифр 6.96.174 "Создание и внедрение технологий и оборудования для глубокой очистки угля и углеотходов криомагнитными сепараторами"), проведенных ДонФТИ НАН Украины, ПКТИ "Гипромашуглеобогащение" (г. Луганск), Государственной горной академией Украины (г. Днепропетровск), ГосНИИтеплоэнергетики (г. Горловка) вместе с предприятиями - потребителями угольной продукции, подтвердили эффективность применения сверхпроводниковых магнитных сепараторов для очистки угля от сернистых и других золообразующих вредных и токсичных примесей.

Последние технологические исследования ДонФТИ НАН Украины, проведенные совместно с ИнФОУ НАН Украины и кафедрой теплоэнергетики и АЭС НТУУ "КПИ", по магнитной очистке угля и углеотходов на высокоградиентных криомагнитных стендах-сепараторах с магнитной индукцией до 9Тл и проведенные физико-химические и магнитные анализы показали, что извлечение серы пиритной достигает 80 - 90%, а уменьшение зольности - 35 - 50%, при этом теплота сгорания обогащенных магнитной сепарацией углепродуктов увеличивается на 20 - 35%. Таким образом, результаты экспериментальных исследований, проводимые в ДонФТИ НАН Украины на протяжении последних 8-ми лет, подтверждают высокую эффективность применения криомагнитных сепараторов для глубокой очистки коксующихся и энергетических углей, а также для переработки шламов и угольных отвалов с целью получения дополнительного количества угольного концентрата.

Главная страница
Сведения об авторах

Последние изменения внесены 23.04.07