Техника - молодёжи 1962-10, страница 6

И. РЕМЕСНИКОВ, кандидат технических наук, С. ГЛУШНЕВ, инженер

Первое, что бросается в глаза, когда проезжаешь по Донбассу, Кузбассу или какому-либо другому угольному району, — зто терриконы, огромные пепельно-черные сопкн. Несведущему чело еку они могут показаться фантастическими грудами угля, добытого упорным трудом.

Но терриконы — это всего лишь горы «пустой», как говорят шахтеры, породы. А сам уголь... Впрочем, все по порядку.

Угольные пласты, залегающие на различных глубинах под землей, надежно сцементированы горными породами. Когда стальные зубья угольных комбайнов и врубовых машин вгрызаются в черное тело пласта, они вырубают из него не только куски угля, но также прослойки и лиизочки «пустой» породы. Прежде чем «пустая» порода попадет на пики гигантских сопок, угольнопородная смесь, или, как ее еще называют, «горная масса», поступает на специальную разделочную «кухню» — обогатительную фабрику. Здесь уголь очищается от вредных примесей, обломков горных пород и минералов, в которых скрываются «враги» металлургического кокса — сера и фосфор.

Сейчас во всем мире уголь крупных классов (размеры частичек примерно от 1 до 100 мм) обогащают в отсадочных машинах, а угольную мелочь (от 1 мм и меньше) — при помощи флотации.

Однако как у отсадки, так и у флотации есть немало недостатков. Ведь обогащение угля такими способами происходит в воде. Конечные продукты процесса — угольный концентрат и порода — получаются мокрыми.

На обогатительных фабриках циркулируют тысячи кубометров воды. «Отжатая» после обогащения из концентрата и породы вода загрязнена их мельчайшими частицами. Их надо удалить прежде, чем вновь использовать эту воду. Тут уж не обойтись без громоздкого водно-шламового хозяйства с многочисленными фильтрами, насосами, трубопроводами и т. п. Все это усложняет процессы обогащения, повышает их стоимость, а в районах с суровым климатом вызывает смерзание мокрого угля.

Еще одна беда связана с применением угольных комбайнов и врубовых агрегатов: в забое накапливается много угольной мелочи. При ее переизмельчении образуется много миллионов тони угольного порошка обогащение которого обходится пока еще довольно дорого. Поэтому мелочь приходится сжигать ш топках паровозов и котельных.

Возможно ли предотвратить растрату ценного природного сырья, которое из-за высокой сернистости и зольности не поступает на заводы, и избавиться от флотации? В раздробленном виде угли «заигрывают» с полюсами магнита. Стоит пронести сильный электромагнит над тонким слоем угольного порошка, как на концах магнита вырастает щетинка.

Магнитные свойства присущи не чистому углю, а различным минеральным соединениям железа. Магнитные соединения рассеяны среди вредных минеральных примесей, так что с ними заодно удаляется и пустая порода.

Нами использован роликовый электромагнитный сепаратор — углеобогатительный аппарат. В нем угольная мелочь атакуется не магнитными полюсами, а вращающимся между ними сильно намагниченным ребристым железным роликом. Его невидимые щупальца тщательно просматривают проползающую черную леиту, безжалостно выхватывая из общего потока только магнитноминеральные зериа. Совершив небольшое «путешествие» на поверхности магнитного ролика,

они попадают в ослабленную магнитную зону и, отрываясь, падают в бункер. Наиболее «упрямые» частицы, которые прочно прицепились к поверхности ролика, счищаются с нев специальным скребком.

Исследованиями уствновлеио, что из исходной угольной мелочи с зольностью от 12 до 17% получают концентрат с зольностью до 7—8%. Выход концентрата составляет от 60 до 65% (20—15% — магиитноминеральиый продукт).

Технологический метод магнитного обогащения угольной мелочи — это значительный шаг вперед в мировой обогатительной практике. Он впервые в мира разрабатывается у нас в Советском Союзе. Но у описанного способа есть недостаток — не извлекаются частицы, содержащие мало соединений железа. Они слишком «слабы», чтобы развить при сепарации требуемую подъемную магнитную силу. Правда, этот недостаток легко преодолеть — достаточно в угольную мелочь добавить тонко измельченный магнетит или железную окалииу.

Когда зерна магнетита .или железной окалины попадают в угольную мелочь, им волей-неволей приходится находить ся «по соседству» с минеральными частицами. Переплетаясь друг с другом, они создают дружные «семейства». Но вот наступает момент «разлуки». Магнитные щупальца ролика начинают выхватывать с поверхности желоба магнитные частицы. Первыми подскакивают наиболее сильномагнитные зерна магнетита и железной окалины. Однако, связанные дружеской «порукой», они помогают прилепиться к магнитному ролику и многим своим слабомагнитным «друзьям» — минеральным частицам. За счет магнитных добавок подъемная сила минеральных частиц резко увеличивается. В результате повышается выход магнитноминерального продукте и снижается зольность обогащенной угольной мелочи.

Ну, а как вытащить из углей зернв пирита — одного из самых распространенных минералов, встречающихся в уголь • ных пластах? Ведь пирнт, хотя и состоит из железа и серы, немагнитен.

Пирит тоже можно извлекать из угольной мелочи при помощи... магнита, но после предварительной термической обработки. Перед магнитным обогащением угольную мелочь нужно основательно пропарить в паровоздушной среде при температуре 270—310° в течение нескольких минут. Блестящие зериа пирита после такой искусственной «бани» тускнеют, покрываясь тонкими окисными и сульфатными пленками соединений железа. Происходит как бы «переодевание» пирита в магнитную оболочку, которое вызывает я окислительными процессами. Теперь зерна пирита магнитны, и их можно удалять из угольной мелочи путем магнитного обогащения. При обогащении угольной мелочи этим методом содержание серы и золы в угле снижается на 30—40%.

Термомагнитный метод обогащения угольной мелочи можно удачно сочетать с новой непрерывной технологией коксования углей, которая также впервые в мире успешно разрабатывается в Советском Союзе. При этой технологии угольную мелочь нагревают до размягченного, так называемого пластического, состояния. Затем на специальных машииах-прессах из такой массы формуют качественное металлургическое топливо — кокс. Но при нагревании угольной мелочи происходит окисление пиритиых зерен. Поэтому, если горячую угольную мелочь пропустить перед формовкой через магнитный сепаратор, можно «убить второго зайца»: освободить уголь от серы и золы.

Новые методы магнитного и термомагнитиого обогащения угольной мелочи, количество которой непрерывно возрастает с усовершенствованием механизированной добычи угля, несомненно, найдут в недалеком будущем самое широкое применение в углеобогатительной практике.

Из бункера у ольиая мелочь поступает во вращающийся бврабвн, в ноторый подаются дымовые газы, нагреты* до 600—80©', содержащие 2—3% водяного пара. В резу. ьта-те тепловой паровоздушной обработки на поверхности пи-ри вы* эврен образуется тонная магнитная пленка из окислов и сульфатов ж< леза. Угольная мелочь затем поступает в магнитный сепаратор. На его схематическом разрезе поиаэаиы: замннуть й магнитопровод (железный сердеч-ннн); катушки, питаемые постоянным тоном; вращающийся ролии для захвата породных примесей; вибрационный питатель для подачи угля под ролин сепаратора; скребок, сбрасывающий породу с ролииа. Из магнитного сепаратора обо ащенный концентрат поступает во второй вращающийся барабан. Горячие дымовые газы размягчают угольную мелочь, иоторая образует пластическую массу. На пресс-формовочной машине из нее делают брннеты.

►

ЗЕЛЕНУЮ УЛИЦУ» НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ!