Угольный концентрат что это такое
Обогащение угля: этапы и способы
Не секрет, что горняки добывают в шахтах и на разрезах далеко не чистый уголь. Извлекаемая порода содержит в себе множество примесей, которые снижают качественные характеристики полезного ископаемого.
Уголь в первозданном виде непригоден для дальнейшего использования, поэтому его надо отделять от ненужных минеральных компонентов в горной массе
Процесс разделения давно называется обогащением — проходит оно в несколько этапов и самыми разнообразными способами.
Подготовка угля
Добытую на разрезе или в шахте породу горняки отгружают в спецтехнику, которая доставляет её на горно-обогатительную фабрику. Там горная масса проходит начальный этап обогащения – подготовку.
Первичную породу сортируют на классы по размеру кусков и наличию минеральных включений. Главная задача – выявить углесодержащие компоненты.
Для отделения фракций угля ГОФы на специальном оборудовании проводят процедуры грохочения и дробления.
Сначала порода загружается в грохоты – аппараты в виде одного или нескольких коробов с ситами или решетами с калиброванными отверстиями. Куски породы просеивают, после чего сортируют по фракциям в классификаторах.
Все классификаторы работают примерно по одной схеме: пульпа (смесь угля и жидкости) непрерывно поступает в заполненный водой сосуд. Крупные частицы угля быстро оседают на дно сосуда, а мелкие «уходят» вместе с пульпой через сливной порог.
Затем отсортированную породу измельчают до необходимых размеров при помощи дробильных установок.
Стандартная классификация крупности угля включает в себя следующие виды: плитный (более 100 мм), крупный (50-100 мм), орех (26-50 мм), мелкий (13-25 мм), семечко (6-13 мм), штыб (менее 6 мм). Также есть так называемый рядовой уголь, который имеет неограниченные размеры.
«Простое» обогащение
Непосредственно для обогащения угольщики прибегают к массе методов. Среди них есть довольно простые: например, ручная сортировка, когда уголь отделяют от горной массы вручную, ориентируясь только по его внешним отличительным признакам.
Ещё один метод — обогащение по трению – основан на форме частиц угля и разной величине их коэффициентов трения. Его суть такова: куски угля обогащают на наклонной поверхности. Имея разный коэффициент трения, они движутся с разной скоростью и траекторией движения, что позволяет им самостоятельно отделяться друг от друга.
Флотация
Флотационный способ основан на свойстве минеральных частиц: находясь в воде, они прилипают к поверхности воздушных пузырьков. Для обогащения угля данным методом используются специальные машины (пневматические, механические или механопневматические).
В устройство загружается пульпа, через которую оно пропускает пузырьки воздуха – к ним прилипают только угольные зёрна. Полученный пенный продукт устремляется на поверхность смеси и образует на ней слой минеральной пены, который отправляют в концентрат.
Эффективность флотационного метода увеличивают реагенты. Это могут быть продукты нефтепереработки (керосин, соляровое масло, нефть) или продукты переработки самого угля (фенолы, антраценовое масло, сырой бензол).
Гравитационное обогащение
В основе гравитационного метода обогащения угля лежит его разная плотность и скорость движения в воздушной или водной среде.
Так называемый мокрый процесс обогащения может проводиться на концентрационных столах, в тяжёлых средах, моечных желобах, гидроциклонах или же при помощи отсадки на специальных машинах.
Моечный желоб — плоское корыто с невысокими бортами, которое ставится под небольшим уклоном. Пульпа проходит через аппарат, осевшие частицы угля выделяются через разгрузочную камеру желоба. Сейчас такие аппараты используются очень редко из-за невысокой производительности.
Концентрационные столы больше подходят для обогащения высокосернистых коксовых углей и пирита – не характерных для России видов угля, поэтому в нашей стране практически не применяются.
Зато большое распространение получили отсадочные машины. Они разделяют угольную смесь на частицы с разной плотностью при помощи движущихся в них восходящих и нисходящих потоках воды с разной скоростью. Отсадку используют и для мелких углей (12-0,5 мм), и для крупных (10-12 мм).
Данный метод обогащения более эффективен, чем другие мокрые способы, но за исключением обогащения в тяжёлых жидкостях.
Тяжёлые жидкости – это водные растворы неорганических солей и минеральные суспензии. Их плотность выше, чем плотность угля, но в то же время меньше, чем плотность первичной породы. Поэтому уголь, оказавшись в растворе или суспензии, всплывает на поверхность, а лишние материалы тонут.
Концентраты, полученные в результате мокрого обогащения, содержат в себе много воды, поэтому обязательно подвергаются обезвоживанию.
Сухой метод обогащения разделяет уголь в воздушной среде с помощью другого оборудования – сухих лотков, пневматических сепараторов или машин.
Материал подаётся на рабочую поверхность оборудования и сортируется под действием восходящего или пульсирующего воздушного потока с параллельным встряхиванием. Зёрна угля в зависимости от плотности и крупности разделяются за счёт перемещения в разных направлениях.
Благодаря обогащению уголь из первичной горной массы превращается в первичный концентрат, оставшиеся породы отходами.
Конечный продукт
Полученный первичный концентрат подвергается доводке – чтобы получить материал, который будет полностью соответствовать принятым стандартам. Конечный продукт с ГОФ отправляется потребителям.
На выходе обогатительные фабрики получают концентрат, который содержит наибольшее количество горючей массы с минимальным числом лишних примесей. За счёт этого повышается самое главное качество концентрата – теплота сгорания.
Ещё в процессе обогащения образуется так называемый промпродукт – смесь сростков угольных и породных компонентов. В большинстве случаев его отправляют на повторное обогащение, но иногда реализуют в качестве котельного топлива.
И третий продукт углеобогащения, который содержит в себе в основном породные минералы, — это отходы обогащения (по-другому из называют микстами). В составе некоторых отходов есть достаточное для переработки количество угля, поэтому их тоже иногда отправляют на повторное обогащение.
Остальные миксты угольные предприятия, как правило, складируют в хвостохранилищах. Но постепенно в угольной отрасли получает распространение переработка углесодержащих отходов (например, получение брикетов).
Обогащение угля
Добытый каменный уголь имеет много примесей, поскольку залегает в земле. Примеси снижают качество угля, так как при горении дают более низкую температуру. Чтобы избавить уголь от таких примесей, на специальных предприятиях проводится обогащение, или очищение. Во время этого процесса уменьшается содержание минеральных компонентов, а кроме того, уголь разделяется на сорта по размерам зерен. И лишь после этого он поступает к конечному потребителю.
Процесс обогащения угля проходит на обогатительной фабрике и подразделяется на три основных этапа: подготовительный, основной и заключительный.
Подготовительный этап
Подготовительный этап призван разделить уголь по крупности кусков на классы. Данный этап включает в себя операции дробления и измельчения, грохочения и классификации. Первые два процесса позволяют раздробить и уменьшить куски угля. Проводятся они в специальных дробильных установках. Следующее действие – грохочение, или сортировка по фракциям. Происходит она с помощью виброгрохотов. Каменный уголь поступает на сита с разными ячейками и делится на группы. Сита издают характерный звук. За который аппарат получил свое название.
После того, как добытый уголь был разделен на разные классы по крупности, приступают непосредственно к обогатительным процессам. Они могут осуществляться двумя способами: сухим и мокрым.
Мокрое обогащение
Мокрое обогащение – самый распространенный вариант. Метод основан на различии плотности самого угля и более легких примесей. В водной среде они отделяются друг от друга. Происходит это в устройствах гравитационного обогащения – в так называемых отсадочных машинах. Уголь подается на сито, через которое постепенно поднимается вода. Тяжелая порода опускается вниз, а легкий уголь поднимается наверх. Примеси транспортируют в отвал (от 10 до 15%), а концентрат, т.е. уже обогащенный уголь, отправляют на отгрузку.
К мокрому обогащению относится и пенная флотация. Во время этого процесса уголь, обработанный гидрофобным флотационным реагентом, всплывает вместе с воздушными частицами, примеси же оседают на дно.
Также распространенными методом является обогащение в циклоне, где разделение примесей и чистого угля происходит за счет действия центробежной силы.
Тем не менее, гидроциклоны, предназначенные для обогащения угля, все больше и больше устаревают. Несмотря на высокую производительность и дешевизну, качество их работы не на высшем уровне. Если говорить о цифрах, то качество разделения колеблется от 80 до 40% в зависимости от угля – от фракции, содержания золы и пр. Однако даже показателя 80% недостаточно, чтобы затраты на оборудование предприятий гидроциклонами были оправданными. Для обогащения угля (особенно мелких фракций) использовать это оборудование становится невыгодным.
Сухое обогащение
Цель сухого обогащения точно такая же, как и мокрого. Различие заключается лишь в том, что вместо воды используется песок. В таком случае процесс проходит в стационарном сепараторном корпусе. Его лопасти вращаются и приводят в движение песочную смесь, которая обогащает каменный уголь.
Заключительный этап
Заключительная операция – сушка продуктов обогащения, которая требуется в случае мокрого метода.
В результате процесса обогащения получается ценный угольный концентрат, содержащий максимум полезных компонентов и минимум пустых пород и примесей.
КОНЦЕНТРАТ УГЛЯ
Смотреть что такое «КОНЦЕНТРАТ УГЛЯ» в других словарях:
Концентрат — Продукт обогащения минерального сырья, в котором содержание ценных компонентов выше, чем в исходном материале (руде) и остальных продуктах аналогичных операции обогащения Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
концентрат (в углях) — концентрат Продукт обогащения угля, в котором содержание горючей массы более высокое, чем в исходном питании [ГОСТ 17321 71] Тематики угли EN cleaned coal DE Konzentrat … Справочник технического переводчика
ГОСТ 28314-89: Центрифуги для обезвоживания продуктов обогащения угля. Типы, основные параметры и технические требования — Терминология ГОСТ 28314 89: Центрифуги для обезвоживания продуктов обогащения угля. Типы, основные параметры и технические требования оригинал документа: Вибрационная фильтрующая центрифуга Фильтрующая центрифуга, в которой выгрузка осадка из… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Китай — Китайская Народная Республикa (кит. Чжунхуа жэньминь гунхэго), гос во в центр. и Вост. Азии. Пл. 9,6 млн. км2. Hac. (включая o. Тайвань, Аомынь и Сянган) 1032 млн. чел. (1982). Столица Пекин. Офиц. язык китайский. Денежная единица юань. K … Геологическая энциклопедия
Индонезия — (Indonesia), Республика Индонезия (Republik Indonesia), гос во в Юго Вост. Азии. Расположена на о вах Малайского (Индонезийского) архипелага (св. 3 тыс. островов, крупнейшие Ява, Суматра, Калимантан, Сулавеси) и зап. части о. Новая Гвинея … Геологическая энциклопедия
Болгария — (България), Народная Республика Болгария (Народна република България), гос во в Юго Вост. Европе, в вост. части Балканского п ова. Граничит на С. с Румынией, на 3. с Югославией, на Ю. с Грецией, на Ю. В. с Турцией. На В. омывается Чёрным… … Геологическая энциклопедия
Австралия — (Australia), Aвстралийский Cоюз (Commonwealth of Australia), гос во в составе Cодружества (брит.). Pасположено на материке Aвстралия, o. Tасмания и мелких прибрежных o вах: Флиндерс, Kинг, Kенгуру и др. Пл. 7,7 млн. км2. Hac. 14,9 млн.… … Геологическая энциклопедия
Украинская Советская Социалистическая Республика — (Украiнська Pадянська Cоцiалiстична Pеспублiка), Украинa, расположена на Ю. З. CCCP. Пл. 603,7 тыс. км2. Hac. 51,7 млн. чел. (1989). Cтолица Kиев. B республике 25 областей, 479 сельских p нов, 434 города, 927 посёлков гор. типа. … … Геологическая энциклопедия
Греция — (Hellas), Греческая Pеспубликa (Hellenike Demokratie), гос во на Ю. Балканского п ова и прилегающих o вах Эгейского и Ионического морей. Пл. 131,9 тыс. км2. Hac. 9,9 млн. чел. (кон. 1983). Cтолица Aфины. Cостоит из 54 номов,… … Геологическая энциклопедия
Обогащение каменного угля
Добытый каменный уголь имеет много примесей, поскольку залегает в земле. Примеси снижают качество угля, так как при горении дают более низкую температуру. Чтобы избавить уголь от таких примесей, на специальных предприятиях проводится обогащение, или очищение.
Во время этого процесса уменьшается содержание минеральных компонентов, а кроме того, уголь разделяется на сорта по размерам зерен. И лишь после этого он поступает к конечному потребителю.
Первый этап – грохочение, или сортировка по фракциям. Происходит она с помощью виброгрохотов. Каменный уголь поступает на сита с разными ячейками и делится на группы.
Существует стандартная классификация размеров, включающая несколько подвидов – семечко, орех и т.д.
Мокрое обогащение – самый распространенный вариант
Метод основан на различии плотности самого угля и более легких примесей. В водной среде они отделяются друг от друга. Происходит это в устройствах гравитационного обогащения – в так называемых отсадочных машинах.
Принцип их действия заключается в подаче угля на сито, через которое постепенно поднимается вода. Мелкие частицы проваливаются вниз и выгружаются. Загрязненный материал транспортируется в отвал (от 10 до 15%), а товарный каменный уголь уносят на отгрузку.
Также распространенными методами являются обогащение в тяжелой среде – водной суспензии порошка магнетита высокой плотности или обогащение в циклоне. В последнем случае разделение примесей и чистого угля происходит за счет действия центробежной силы.
К мокрому обогащению относится и пенная флотация. Во время этого процесса уголь, обработанный гидрофобным флотационным реагентом, всплывает вместе с воздушными частицами.
Сухое и магнитное обогащение
Цель сухого обогащения точно такая же, как и мокрого. Различие заключается лишь в том, что вместо воды используется песок. В таком случае процесс проходит в стационарном сепараторном корпусе. Его лопасти вращаются и приводят в движение песочную смесь, которая обогащает каменный уголь.
Магнитный метод используется преимущественно для обогащения руд черных металлов – хромовых, марганцевых, железных. Магнитные частицы притягиваются к барабану и удаляются за область действия поля. Немагнитный материал отгружается в нижнюю часть ванны сепаратора.
Гидроциклоны уходят в прошлое
Гидроциклоны, предназначенные для обогащения угля, все больше и больше устаревают.
Несмотря на высокую производительность и дешевизну, качество их работы не на высшем уровне. К примеру, в США было принято решение отказаться от этих аппаратов и ждать появления другой более современной технологии.
Если говорить о цифрах, то качество разделения колеблется от 80 до 40% в зависимости от угля – от фракции, содержания золы и пр.
Однако даже показателя 80% недостаточно, чтобы затраты на оборудование предприятий гидроциклонами были оправданными. Для обогащения угля (особенно мелких фракций) использовать это оборудование становится невыгодным.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Уголь для отопления дома: как выбрать? Характеристики и виды угля
Твердотопливные котлы отдельных производителей и марок без проблем работают на различном топливе, однако перед закупкой большого количества угля не помешает выяснить, какой его вид наилучшим образом подходит для использования. Как правило, информация о рекомендуемых продуктах, разрешенных для растопки, содержится в инструкции к агрегату. Если же получить достоверные сведения от производителя котла по каким-то причинам не удается, то достаточно приобрести по мешку топлива разного сорта и фракции, а затем уже опытным путем выбрать самое эффективное.
Качественные параметры
Каменный уголь – это осадочная порода, которая может содержать различные элементы, способные серьезно повлиять на выбор топлива в зависимости от области использования. В основном при определении подходящей марки ориентируются на ряд характеристик. Так, при выборе угля для коксования оценивают целых 30 параметров. Конечно, если вы покупаете древесный уголь с доставкой для бытовых целей, то нет такого количества требований, но свойства топлива знать все равно нужно.
Калорийность или теплота сгорания
Единицей измерения является Ккал/кг, показатель отражает, сколько тепла будет получено при сгорании топлива. Меньшее количество тепла отдают бурые угли – до 4 500 Ккал/кг, больше всего жара от антрацитов и коксующегося угля – 8 600 и 8 700 Ккал/кг соответственно.
Один из самых важный показателей качества угля. Чем меньше золы образуется при сгорании топлива, тем больше удается получить тепла. Образующийся остаток – это различные негорючие примеси, снижающие эффективность теплоотдачи. Параметр указывается в процентах. У угля высокосортных марок показатель не достигает 25%, а у низкосортных может быть от 40% и даже выше. Учитывать количество остающейся золы необходимо не только из-за теплоотдачи топлива, но и в связи с загрязнением самого котла, труб и каналов, обеспечивающих его работу. Постоянно появляющаяся сажа и зола требует регулярного удаления.
Бывает двух типов: поверхностная и внутренняя. Первая может быть устранена при нахождении топлива на воздухе, а вторая – непосредственно в процессе сгорания. Чем сырее окажется уголь, тем меньшее количество тепла он отдаст. В зимнее время заметить объем содержания влаги иногда удается даже при осмотре: если отдельные частицы слиплись, топливо слеживается, то воды много. Специально смачивать уголь не рекомендуется за исключением случаев, когда он слишком пылит. Вода способствует образованию комков, обеспечивая тем самым лучшую циркуляцию воздуха.
Марки твердого топлива
Самым лучшим топливом для бытового использования является антрацит (маркируется буквой «А»). Он отличается долгим сроком сгорания, не образует большого количества сажи, показатели зольности низкие. Однако нужно уметь применять такой уголь, поскольку он с трудом разгорается, к тому же стоит приличных денег.
Чаще всего для растопки бытовых котлов закупается длиннопламенный уголь. Он достаточно долго горит, легко разжигается, пламя имеет большую длину, дает большое количество тепла. Узнать топливо можно по маркировке «Д». Также допускается отопление частных домов и при помощи угля марки «СС» и «Т», однако их характеристики оставляют желать лучшего.
Помимо марки уголь отличается и размером фракции. Так, для плитного величина кусков составляет от 100 мм, для крупного варьируется от 50 до 100 мм, орех продается по 25-50 мм, мелкий – 13-25 мм, семечко – 6-13 мм, штыб – до 6мм. У рядового угля нет стандартных размеров.
Весь уголь маркируется по первой букве называния. Однако в назывании может быть и несколько букв, что обозначает дополнительных характеристики топлива. Например, ДПК – плитный уголь с фракцией 50-100 мм, ДС – длиннопламенная семечка. Что касается рядового угля, то он не имеет утвержденного состава. Он может содержать 70% крупных элементов, а 30% – штыба либо наоборот.
Сказать со 100%-ой точностью, какое топливо следует приобретать в каждом отдельном случае, нельзя, поскольку выбор зависит напрямую от типа котла и предъявляемых производителем требований к эксплуатации изделия. Если же в документации указывается определенный тип угля, например, антрацит, то заменять его не другой не рекомендуется, так как это может привести к большим финансовым затратам наряду со снижением теплоэффективности.
Тем, кто в первую очередь ориентируется на стоимость топлива, нужно смотреть не только на ценник и характеристики. Часто поставщики берут дополнительно деньги за доставку, а также могут указывать разные цены в зависимости от приобретаемого объема.
Какой уголь лучше для печи и котла?
Если инструкции к котлу нет либо в качестве отопительного агрегата используется обычная печь кирпичной кладки, то подбирать уголь придется экспериментально либо прислушиваясь к советам «бывалых».
Что касается бытовых котлов, то их растопку лучше осуществлять длиннопламенным углем «орех». По мере его сгорания сверху ровным слоем досыпается антрацит. Он позволяет обеспечить выдачу тепла на протяжении всего дня за счет своего длительного горения. Вечером в котел уже допускается засыпать «семечко», его будет достаточно, чтобы сохранять температуру на одном уровне до самого утра. Однако не стоит забывать и о типе установленного устройства. Описанная инструкция не является универсальной, поэтому в отдельных случаях схема использования топлива может быть иной.
Кирпичные печи лучше всего растапливать дровами. Когда они прогорят, пора закладывать угольные брикеты, также допускается применять «семечко», в идеале – длиннопламенное. Пока огонь не охватит уголь полностью, заслонки печи необходимо не закрывать, чтобы обеспечить приток кислорода. Когда печь разгорится, можно использовать уголь крупной фракции, подойдет для этих целей «кулак» или «орех». Также разрешена и другая схема: сначала используется «орех», а в позднее вечернее время и ночью – «семечка».
Какое количество угля необходимо на зиму?
Чтобы не остаться без топлива в лютые морозы и не думать, куда деть уголь летом, необходимо оценить ряд параметров перед приобретением того или иного объема.
Правила хранения угля
Срок хранения угля зависит от марки, месторождения и условий окружающей среды. Больше всего шансов сохранить все свойства топлива при хранении антрацитов и полуантрацитов. При размерах от 70 см и до 100 мм этот уголь хранится без потери качества до 36 месяцев, а при размерах от 100 мм – около года. Если вы заказываете уголь с доставкой, то планируйте объемы, которые вы используете во избежание потери качества.
Лучше всего размещать уголь в крытом помещении (сарай, сухой подвал), куда не проникают лучи солнца. Окисление угля начинается при температуре от 20-25 °C. При 40 °C начинается выветривание, которое можно заметить по уменьшению размера кусков. Также необходимо периодически проверять состояние угля, поскольку, например, бурые и каменные пористые способны самовозгораться. Температура возгорания для бурых составляет – 40-60 °C, жирных – 60-70 °C, тощих и антрацитов – от 70 °C.
Поливать сваленное в кучу топливо не рекомендуется, так как при намокании оно лучше пропускает кислород и быстрее окисляется. В целях недопущения возгорания лучше всего закрыть уголь брезентом.