Водно-шламове господарство вуглезбагачувальних фабрик

Водно-шламове господарство вуглезбагачувальної фабрики складає сукупність машин, апаратів і споруд, сполучених між собою комунікаціями і призначених для уловлювання, сгущення і звезводнювання шламів і освітлення оборотної води.

Водно-шламові системи повинні забезпечувати фабрику технічною водою необхідної якості при максимальному скороченні витрати води з зовнішніх джерел і запобігати скиданню промислових стоків за межі фабрики. При цьому кількість шламу, що виділяється з оборотної води, повинно бути рівно кількості утворуємого знову. Також повинний бути урівноважений баланс води при замкнутому оборотному водопостачанні, для чого витрата знову подаваної свіжої води повинна бути дорівняна витраті води, що іде з фабрики з продуктами збагачення і випаровується при термічному сушінні і з поверхні зовнішніх очисних споруд.

Водно-шламове господарство фабрик передбачає такі технологічні операції:

1) класифікацію шламів із застосуванням грохотів, стаціонарних сит (плоских, дугових, циліндроконічних), багер-зумпфів, гідроциклонів, пірамідальних відстійників, згущувальних лійок, радіальних згущувачів і ін.;

2) збагачення шламів, для чого найбільше ефективна флотація;

3) сгущення продуктів поділу шламів і освітлення шламових вод, у результаті чого одержують згущений продукт і слив. Освітленням оборотної води називають видалення з її твердої фази. Сгущення завжди супроводжується освітленням води. Ці процеси здійснюються в багер-зумпфах, гідроциклонах, пірамідальних відстійниках, згущувальних лійках, радіальних згущувачах, глибоких конусах, відсадних центрифугах, зовнішніх очисних спорудах;

4) звезводнювання шламів і продуктів їхнього поділу за допомогою грохотів, стрічкових фільтрів, вакуум-фільтрів, фільтр-пресів і відстойних центрифуг.

Операції обробки шлама є одними з найбільше складних і дорогих. Тому на фабриці передбачають заходи для зменшення шламоутворення. До них відносяться: пиловідділення перед мокрим збагаченням, зменшення швидкості прямування вугілля по жолобах, зменшення висоти падіння вугілля при перепадах і числа перевалок, спеціальні спуски вугілля, добір машин, що сприяють меншому здрібнюванню вугілля, і ін. Проте ці міри не можуть запобігти шламоутворенню і його накопиченню в системах.

Флокуляція шламів

Флокуляція застосовується на вуглезбагачувальних фабриках для інтенсифікації операцій освітлення і сгущення відходів флотації в радіальних згущувачах і в окремих випадках для фільтрування важкофільтруємих суспензій.

Флокулянтами називають природні або синтетичні хімічні сполуки, що при введенні в суспензію вугільних або глинистих шламів можуть утворювати механічні зв'язки між частками твердої фази і викликати завдяк цьому прискорене осадження часток.

Механізм дії флокулянтів полягає в адсорбції розчинених молекул полімерів на частках твердої фази оброблюваної дисперсної системи й утворенні механічного зв'язку між окремими групами часток. Виниклі при цьому агрегати твердих часток називаються флокулами, а процес їхній утворення - флокуляцієй. Швидкість осадження часток при флокуляції збільшується майже в три рази.

У якості флокулянтів найбільше широко застосовують поліакріламід (ПАА), метас, «Комета», «Метасол», поліетиленоксид (ПЭО).

Водно-шламові схеми

На вуглезбагачувальних фабриках для освітлення оборотної води застосовують водно-шламові схеми трьох основних типів: із глибоким, неглибоким освітленням і комбіновані.

Схеми з глибоким осветлением оборотної води застосовують рідко. Незначне утримання в живленні флотації часток менше 0,3 мм спричиняє за собою значне зниження продуктивності вакуум-фільтрів, у результаті чого виникають трудності зі звезводнюванням флотаційного концентрату. Схеми з обробкою всієї оборотної води флотацієй застосовують рідко, тому що велике розбавлення водою живлення флотації зменшує продуктивність флотаційних машин і вакуум-фільтрів.

Комбіновані схеми найбільше поширені, тому що дозволяють підтримувати утримання твердого в оборотній воді 40-60г/л при щодо гарних якісно-кількісних показниках збагачення.

Схеми з неглибоким освітленням оборотної води передбачають у I стадії класифікацію шламу по крупності, а в II - освітлення води і попереднє сгущення шламу. Вони менше ефективні, чим комбіновані.

Чим більше шламу в оборотній воді, тим менше показник циркуляції К. При чистій оборотній воді і відсутності скидання показник циркуляції має максимальне значення, тобто дорівнює одиниці.

Режим водно-шламового господарства рахується нормальним при мінімальних значеннях показника К. для фабрик, що збагачують антрацити 0,36, коксові вугілля 0,45, газові вугілля 0,5.