nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2022-45-4-469-480nznistu-258Research ArticleОбогащение и переработка полезных ископаемыхBenefication and Processing of MineralsПрименение технологии винтовой сепарации при переработке угольных шламовApplication of spiral separation technology in coal sludge processingСоловеенкоН. П.SoloveenkoN. P.

Соловеенко Надежда Павловна – ведущий инженер отдела комплексного использования минерального сырья; руководитель группы обогащения руд благородных металлов

г. Иркутск

Nadezhda P. Soloveenko – Leading Engineer of the Department of Complex Use of Mineral Raw Materials; Head of the Precious Metal Ore Processing Group

Irkutsk

snp@spirit-irk.ruБолотинН. М.BolotinN. M.

Болотин Никита Михайлович– ведущий инженер отдела комплексного использования минерального сырья; инженер-обогатитель

г. Иркутск

Nikita M. Bolotin – Leading Engineer of the Department of Complex Use of Mineral Raw Materials; Mineral Processing Engineer

Irkutsk

nmb@spirit-irk.ruИнститут земной коры СО РАН; ООО «Научно-производственная компания “Спирит”»РоссияInstitute of the Earth's Crust SB RAS; Research and Production Company Spirit, LLCRussian Federation202209012023454469480Copyright © Соловеенко Н.П., Болотин Н.М., 20232023Соловеенко Н.П., Болотин Н.М.Soloveenko N.P., Bolotin N.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/258

Целью работы являлся анализ современного состояния проблемы технологии обогащения угольных шламов углеобогатительных фабрик, сравнение результатов переработки шламов угольных гидроотвалов на различных видах обогатительного оборудования, а также определение рекомендаций по применению метода винтовой сепарации при обогащении угольных шламов. К основным методам проведенного исследования можно отнести обобщение и анализ научно-технической информации, изучение результатов технологических испытаний по винтовой сепарации. Проблема обогащения шламов актуальна в связи с увеличением содержания тонких классов в добываемых углях и, следовательно, в угольных шламах. В реальности большинство шламов представляет собой топливо для энергетики. В результате работы проведен анализ экспериментальной части исследований, установлена эффективность разделения угля от породной фракции с использованием технологии винтовой сепарации угольных шламов. Определена необходимость предварительной классификации исходного материала перед винтовой сепарацией. Выявлено, что винтовые шламовые сепараторы по сравнению с винтовыми минеральными сепараторами имеют ряд технологических преимуществ, обусловленных более широким диапазоном крупности обогащаемого материала. Анализ выполненных испытаний позволил установить перспективность применения технологии винтовой сепарации при переработке угольных шламов. Авторами даны рекомендации по использованию винтовых аппаратов ООО «Научно-производственная компания “Спирит”» для обогащения шламовых продуктов (текущие хвосты, шламовый продукт гидроотвала) производственного участка «Обогатительная фабрика» филиала «Разрез “Черемховуголь”» ООО «Компания “Востсибуголь”».

The purpose of the study is to analyze the current state of the problem concerning the concentration technology of wash house coal sludge, comparison of the results of sludge dump coal processing on various types of processing equipment as well as formulation of recommendations for spiral separation method application for coal sludge enrichment. The main research methods include generalization and analysis of scientific and technical information, study of the results of technological tests on spiral separation. The problem of sludge concentration is relevant due to the increase in the content of fine classes in mined coal and, consequently, in coal sludge. In real practice most of the sludge is fuel for energy. Having analyzed the experimental part of the research, the authors established the efficiency of coal and rock fraction separation using the technology of coal sludge spiral separation. The need for preliminary classification of the source material before spiral separation is determined. It is found out that spiral sludge separators have a number of technological advantages as compared to spiral mineral separators, due to a wider range of enriched material fineness. The analysis of the performed tests made it possible to establish the application prospects of the spiral separation technology in coal sludge processing. The recommendations are given on the use of spiral separators manufactured by the Research and Production Company Spirit, LLC for the enrichment of sludge products including tailings, dump sludge of the work site of the Wash House of the Branch Open Pit Cheremkhovugol of Vostsibugol Company, LLC.

угольные шламыпрактика технологии винтовой сепарациивинтовые сепараторывинтовые шлюзывторичный угольный концентратcoal sludgepractice of spiral separation technologyspiral separatorsspiral chutessecondary coal concentrateРаботы выполнены в рамках комплексного научно-технического проекта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации № 075-15-2022-1192 «Переработка хвостов угольных обогатительных фабрик с целью получения товарного угольного концентрата» при поддержке комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Разработка и внедрение комплекса технологий в областях разведки и добычи твердых полезных ископаемых, обеспечения промышленной безопасности, биоремедиации, создания новых продуктов глубокой переработки угольного сырья при последовательном снижении экологической нагрузки на окружающую среду и рисков для жизни населения», утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации № 1144-р от 11 мая 2022 г.The study was performed in the frameworks of the integrated scientific and technical program of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation № 075-15-2022-1192 «Processing of tailings of coal preparation plants to obtain commercial coal concentrate». The research was also supported by a comprehensive scientific and technical program of the full innovation cycle «Development and implementation of a set of technologies in the field of exploration and production of solid minerals, ensuring industrial safety, bio-remediation, creation of new products of coal raw material deep processing with a consistent reduction in the environmental load and risks to the population life» approved by the Decree of the Government of the Russian Federation № 1144-р of May 11, 2022.ReferencesСокур А. К. Обзор гравитационных технологий обогащения угольных шламов нефлотационной крупности // Збагачення корисних копалин: наук.-техн. зб. 2012. № 51. С. 126–136.Sokur A. K. Review of gravitational concentration technologies for coal slimes of non-flotation size. Obogashchenie poleznykh iskopaemykh: nauch.-tekhn. sb. 2012; 51:126-136. (In Ukrainian).Полулях А. Д., Полулях Д. А. Применение тяжелосредных гидроциклонов для обогащения угля // Збагачення корисних копалин: наук.-техн. зб. 2011. № 47. С. 116–126.Polulyakh A. D., Polulyakh D. A. Use of heavy-medium hydrocyclones for coal benefication. Obogashchenie poleznykh iskopaemykh: nauch.-tekhn. sb. 2011;47:116-126.Зарубин Л. С., Иофа М. Б. Технология глубокого обогащения и обессеривания угля в тяжелосредных гидроциклонах за рубежом: обзор. М.: ЦНИЭИуголь, 1980. 29 с.Zarubin L. S., Iofa M. B. Foreign technology of coal deep enrichment and desulfurization in heavy-medium hydrocyclones abroad: review. Moscow: Central Research Institute of Economics and Scientific and Technical Information of the Coal Industry; 1980. 29 p. (In Russ.).Кочетов В. В., Левандович А. П., Беринберг З. Ш., Кирнарский А. С., Пилов П. И. Применение винтовых сепараторов при обогащении углей // Обогащение полезны ископаемых. 1998. № 1. С. 80–87.Kochetov V. V., Levandovich A. P., Berinberg Z. Sh., Kirnarskii A. S., Pilov P. I. Use of spiral separators in coal concentration. Obogashchenie polezny iskopaemykh. 1998;1:80-87. (In Russ.).Сипотенко А. И., Коткин А. М., Перемежко Э. А. Совершенствование техники и технологии обработки шламов для сокращения их выпуска как отдельного товарного продукта. М.: ЦНИЭИ Уголь, 1991. 56 с.Sipotenko A. I., Kotkin A. M., Peremezhko E. A. Improving methods and technology of sludge treatment to reduce their output as a separate commercial product. Moscow: TsNIEI Ugol'; 1991. 56 p. (In Russ.).Дамба А., Станис Е. В. Использование комплексной геоэкологической оценки в экологическом аудите при разработке угольных месторождений Монголии // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2015. № 2. С. 100–106.Damba A., Stanis E. V. The use of an integrated geo-ecological assessment in environmental audit at the open coal mining in Mongolia. Vestnik Rossiiskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Ekologiya i bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti = RUDN Journal of Ecology and Life Safety. 2015;2:100-106. (In Russ.).Трубецкой К. Н. Современное состояние минерально-сырьевой базы и горнодобывающей промышленности России // Горный журнал. 1995. № 1. С. 3–7.Trubetskoi K. N. The current state of the mineral resource base and mining industry in Russia. Gornyi zhurnal. 1995;1:3-7. (In Russ.).Трубецкой К. Н., Уманцев В. Н., Никитин М. Б. Классификация техногенных месторождений, основные категории и понятия // Горный журнал. 1989. № 12. С. 6–9.Trubetskoi K. N., Umantsev V. N., Nikitin M. B. Classification of technogenic deposits, main categories and concepts. Gornyi zhurnal. 1989;12:6-9. (In Russ.).Шадрунова И. В., Зелинская Е. В., Волкова Н. А., Орехова Н. Н. Горнопромышленные отходы: ресурсный потенциал и технологии переработки (на примере Сибири и Урала) // Современные проблемы комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья (Плаксинские чтения – 2017): материалы Междунар. науч. конф. (г. Красноярск, 12–15 сентября 2017 г.). Красноярск: Изд-во СФУ, 2017. С. 15–21.Shadrunova I. V., Zelinskaya E. V., Volkova N. A., Orekhova N. N. Mining waste: resource potential and processing technologies (on the example of Siberia and the Urals). In: Sovremennye problemy kompleksnoi pererabotki trudnoobogatimykh rud i tekhnogennogo syr'ya (Plaksinskie chteniya – 2017): materialy Mezhdunar. nauch. konf. = Modern problems of complex processing of refractory ores and technogenic raw materials (Plaksinsky Readings – 2017): materials of the International scientific conference. 12–15 September 2017, Krasnoyarsk. Krasnoyarsk: Siberian Federal University; 2017, p. 15–21. (In Russ.).Бобриков В. В., Калабухов М. Л., Канев Н. И. Исследование и совершенствование процессов классификации и обогащения угольного шлама на Печеровской ЦОФ // III Конгресс обогатителей стран СНГ (г. Москва, 19–22 марта 2001 г.). М.: Изд-во МИСиС, 2001. С. 69–75.Bobrikov V. V., Kalabukhov M. L., Kanev N. I. Research and improvement of coal sludge classification and enrichment at the Pecherovskaya Central Preparation Plant. In: III Kongress obo-gatitelei stran SNG = 3d CIS Congress of the Mineral Processing Engineers. 19–22 March 2001, Moscow. Moscow: National University of Science and Technology (MISiS); 2001, p. 69–75. (In Russ.).Кирнарский А. С., Артемов С. В., Гаевой В. В. Влияние условий подготовки исходного продукта на результаты мокрой винтовой сепарации угля // Обогащение полезны ископаемых. 1998. № 1. С. 126–127.Kirnarskii A. S., Artemov S. V., Gaevoi V. V. Influence of initial product preparation conditions on the results of coal wet spiral separation. Obogashchenie polezny iskopaemykh. 1998;1:126-127. (In Russ.).Прокопьев С. А., Пономарева А. М., Болотин М. Л. Переработка техногенного сырья углеобогатительной фабрики // Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья (Плаксинские чтения – 2002): материалы Междунар. совещ. (г. Чита, 16–19 сентября 2002 г.). Чита: ПКЦ-Альтекс, 2002. С. 79–82.Prokop'ev S. A., Ponomareva A. M., Bolotin M. L. Processing of technogenic raw materials of a coal washing plant. In: Ekologicheskie problemy i novye tekhnologii kompleksnoi pererabotki mineral'nogo syr'ya (Plaksinskie chteniya – 2002): materialy Mezhdunar. soveshch. = Environmental problems and new technologies for the complex processing of mineral raw materials (Plaksinsky readings – 2002): materials of the International meeting. 16–19 September 2002, Chita. Chita: PKTs-Al'teks; 2002, p. 79–82. (In Russ.).Кирнарский А. С. Принцип однофункциональности разделительных процессов при обогащении каменного угля // Уголь. 2012. № 5. С. 94–96.Kirnarskii A. S. he principle of single functionality of separation processes under hard coal benefication. Ugol' = Russian Coal Journal. 2012;5:94-96. (In Russ.).Новак В. И., Козлов В. А. Обзор современных способов обогащения угольных шламов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2012. Отдельный выпуск № 5. Угледобыча: технологии, безопасность, переработка и обогащение. С. 130–138.Novak V. I., Kozlov V. A. Review of modern coal sludge concentration methods. Gornyi informatsionnoanaliticheskii byulleten' (nauchno-tekhnicheskii zhurnal) = Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2012;5:130-138. (In Russ.).Козлов В. А., Новак В. И. Оптимизация работы углеобогатительной фабрики с целью получения максимального выхода концентрата // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 4. С. 175–186. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-04-0-175-186.Kozlov V. A., Novak V. I. Optimizing coal preparation plant performance towards maximum concentrate yield. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten' (nauchno-tekhnicheskii zhurnal) = Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2019; 4:175-186. (In Russ.). https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-04-0-175-186.Белоусов В. А. Основные направления интенсификации флотационного обогащения углей // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 11-5. С. 719–721.Belousov V. A. Main directions of coal flotation enrichment intensification. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovanii. 2014;11-5:719-721. (In Russ.).Козлов В. А., Козлов Е. В. Выбор наиболее рациональных методов оценки обогатимости углей для практического применения при проектировании обогатительных фабрик // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2012. № 4. С. 150–155.Kozlov V. A., Kozlov E. V. Selection of the most rational evaluation methods of coal washability to be applied when designing concentration plants. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten' (nauchno-tekhnicheskii zhurnal) = Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2012;4:150-155. (In Russ.).Белоусов В. А. Перспективные методы обогащения угольных шламов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 4. С. 15–17.Belousov V. A. Promising methods of coal sludge enrichment. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovanii. 2014;4:15-17. (In Russ.).Гришин И. А., Князбаев Ж. С. К проблеме выбора метода обогащения для углей различной стадии метаморфизма // Успехи современного естествознания. 2016. № 1. С. 107–110.Grishin I. A., Knyazbaev Z. S. To the enrichment method choice problem for coals of various stage of the metamorphism. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2016;1:107-110. (In Russ.).Сосновский С. А., Сачков В. И. Комплексная переработка техногенного углесодержащего сырья // Проблемы комплексной и экологически безопасной переработки природного и техногенного минерального сырья (Плаксинские чтения – 2021): материалы Междунар. науч. конф. (г. Владикавказ, 4–8 ноября 2021 г.). Владикавказ: Изд-во СКГМИ (ГТУ), 2021. С. 498–501.Sosnovskii S. A., Sachkov V. I. Complex processing of technogenic coal-containing raw materials. In: Problemy kompleksnoi i ekologicheski bezopasnoi pererabotki prirodnogo i tekhnogennogo mineral'nogo syr'ya (Plaksinskie chteniya – 2021): materialy Mezhdunar. nauch. konf. = Problems of complex and environmentally safe processing of natural and technogenic mineral raw materials (Plaksinsky readings – 2021): materials of the International scientific conference. 4–8 November 2021, Vladikavkaz. Vladikavkaz: North Caucasian Institute of Mining and Metallurgy (State Technological University); 2021, p. 498–501. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.