Обогащение шламов угольных гидроотвалов методом винтовой сепарации

Целью представленного исследования стало изучение возможности получения дополнительного угольного продукта и железосодержащего концентрата из шламов угольного гидроотвала. В ходе проведения исследования был изучен вещественный состав исходных шламов и проведены технологические испытания. Изучение вещественного состава было выполнено при помощи химического, гранулометрического, минералогического анализов, технологические испытания проведены по гравитационно-магнитной схеме обогащения. В качестве основного обогатительного оборудования использован винтовой сепаратор. Доводочная операция выполнена методом мокрой магнитной сепарации. В результате изучения вещественного состава было установлено, что исходные шламы гидроотвала представлены углями: на 44,7 % каменным углем и на 43,32 % бурым. Основная масса каменного угля распределяется в диапазоне крупности -2+0,25 мм и составляет 51,15 %, бурого угля – в диапазоне крупности -2+0,25 мм в количестве 13,32 %. В основной своей массе материал представлен крупностью менее 0,25 мм с повышенным содержанием зольности в нем. В ходе проведения технологических испытаний получен угольный концентрат с зольностью 14,4 %. Данный продукт соответствует марке ДШ (длиннопламенный штыб). Железосодержащий концентрат с массовой долей железа 64,7 % является пригодным для применения в металлургической промышленности или может быть использован в тяжелосредной сепарации для обогащения угля. Проведенное исследование иллюстрирует возможность получения качественного вторичного сырья без дополнительных затрат на добычу по экологически чистой технологии.

1. Хамзина Т. Угольный шлам: вторая жизнь // Глобус. 2021. № 1. [Электронный ресурс]. URL: https://www.vnedra.ru/tehnologii/ugolnyj-shlam-vtoraya-zhizn-13710/ (12.09.2022).

2. 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.

3. Качурин Н. М., Ефимов В. И., Мосина Е. К., Факторович В. В. Перспективы экологически безопасного использования отходов производства на территориях горнодобывающих регионов // Безопасность труда в промышленности. 2014. № 9. С. 81–84.

4. Таразанов И. Итоги работы угольной промышленности России за 2012 год // Уголь. 2013. № 3. С. 78–90.

5. Качурин Н. М. Методические положения экологического мониторинга параметров окружающей среды при добыче полезных ископаемых // Проблемы безопасности и эффективности освоения георесурсов в современных условиях. Пермь: Изд-во Горного института УрО РАН, 2014. С. 128–133.

6. Гришин И. А., Князбаев Ж. С. К проблеме выбора метода обогащения для углей различной стадии метаморфизма // Успехи современного естествознания. 2016. № 1. С. 107–110.

7. Качурин Н. М., Воробьев С. А., Чистяков Я. В., Рыбак Л. Л. Экологические последствия закрытия угольных шахт Кузбасса по газодинамическому фактору и опасности эндогенных пожаров на отвалах // Экология и промышленность России. 2015. Т. 19. №. 4. С. 54–58.

8. 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.

9. Киреев С. А. Современное состояние и экологическая оценка влияния породных отвалов предприятий угольной промышленности // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2022. № 1. С. 62–71. https://doi.org/10.46689/2218-5194-2022-1-1-62-71.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. Козлов В. А., Новак В. И. Применение колонной флотации в угольной промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2011. № 4. С. 277–283.

14. Белоусов В. А. Основные направления интенсификации флотационного обогащения углей // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 11-5. С. 719–721.

15. 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.

16. Белоусов В. А. Перспективные методы обогащения угольных шламов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 4. С. 15–17.

17. Гришин И. А., Князбаев Ж. С. К проблеме выбора метода обогащения для углей различной стадииметаморфизма // Успехи современного естествознания. 2016. № 1. С. 107–110.

18. 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.

19. 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.

20. Бобриков В. В., Калабухов М. Л., Канев Н. И. Исследования 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.