7.7.2Брикетирование

Брикетирование — процесс окускования мелкозернистых материалов за счет прессования под давлением с целью получения из них брикетов — кусков геометрически правильной формы и одинаковых размеров.

В зависимости от свойств исходного материала брикетирование может осуществляться с добавкой связующих веществ при давлении менее 80 МПа и без связующих веществ при повышенном давлении (свыше 80 МПа).

Брикетирование производится в брикетных прессах низкого (вальцовые, столовые) и высокого (штемпельные, кольцевые) давления.

Бурые угли (молодые) в естественном виде непрочны, при хранении рассыпаются, их сжигание в топках с колосниковыми решетками из-за большого провала через колосники неэффективно. Такие угли подвергаются брикетированию без связующих веществ, так как они имеют значительное (до 20%) содержание битумов, которые (по одной из гипотез) при брикетировании склеивают угольное вещество брикета.

Технология брикетирования заключается в следующем: бурые угли дробят в зубчатых, валковых и молотковых дробилках до крупности -6 +0 мм, сушат в барабанных трубчатых, паровых, тарельчатых или других сушилках (от влажности 50–60% в исходном угле до 18–20% в высушенном), охлаждают и брикетируют в штемпельных или кольцевых прессах высокого давления. После охлаждения брикеты используют в качестве топлива или для полукоксования.

Каменные угли и антрациты характеризуются более плотной по сравнению с бурыми углями структурой, меньшей пластичностью и более низким содержанием битумов (менее 3%). Поэтому мелочь каменных углей и антрацитов брикетируется с добавлением связующих веществ, в качестве которых наибольшее применение получили нефтяные битумы, а иногда используется каменноугольный пек.

Технология брикетирования каменных углей и антрацитов сводится к следующему: исходный уголь (крупностью не более 6–10 мм) подсушивается, смешивается со связующим веществом в паровом смесителе и после охлаждения направляется на прессование в вальцовых прессах при давлении 15–25 МПа. Каменноугольные и антрацитовые брикеты охлаждаются в охладителях с сетчатым дном. Мелочь и бой брикетов проваливаются в отверстия сетки и возвращаются в процесс брикетирования. Готовые брикеты отправляют на склад или отгружают потребителю.

7.8Опробование и контроль качества угля

На углеобогатительных фабриках для стабилизации процесса обогащения осуществляют технологический контроль. Контролируют качество рядовых углей, поступающих на обогащение, продуктов обогащения, а также оборотной воды и промышленных стоков, сбрасываемых за пределы фабрики. Контроль качества проводят в основном путем опробования, включающего операции по отбору проб и подготовке их к анализу.

Пробой называют порцию материала, отобранную из общей массы и обладающую с допустимой погрешностью свойствами опробуемого материала. При отборе проб пользуются выборочным методом, т.е. отбирают пробу отдельными порциями, равномерно распределенными по всему объему контролируемого материала. Представительность пробы, т.е. соответствие ее качественных показателей свойствам контролируемого материала, зависит от двух ее основных параметров — массы и количества отдельных порций, а также от техники отбора. Массу порции устанавливают из расчета обеспечения достаточной вероятности попадания в пробу любого по крупности и качеству куска опробуемого материала в соответствии с формулой

q ≥ k d_max,

где q — минимальная масса пробы, кг; k — коэффициент пропорциональности (k = 0,05); d_max — размер максимальных кусков опробуемого материала, мм.

Количество отбираемых в пробу порций n, зависящее в основном от неоднородности материала, определяют по формуле

n = t² S² /Δ²,

где t — коэффициент надежности, характеризующий вероятность, с которой погрешность пробы не превышает заданное предельное значение ± Δ по тому или иному показателю качества; S — среднее квадратическое отклонение качественного показателя.

В практике обогащения углей коэффициент t обычно принимают равным двум, что соответствует вероятности 0,95.

Пробы различают по назначению и времени отбора. По назначению пробы бывают:

• минералогические, предназначенные для проведения микроскопического исследования состава продуктов (размер и форма минеральных включений, особенности взаимопрорастания минералов);

• химические, предназначенные для определения состава продуктов (содержание ценных компонентов, вредных и полезных примесей);

• технологические, отбираемые на месторождении с целью исследования сырья на обогатимосгь, т.е. выбора и обоснования рациональной технологической схемы обогащения полезного ископаемого и количественных показателей обогащения; масса технологической пробы зависит от состава сырья, характера проводимых исследований и составляет от десятков килограммов до тысяч тонн.

Кроме того, в отдельных точках технологической схемы отбирают ряд других проб специального назначения; для проведения ситового и фракционного анализов, для определения влажности материала, запыленности воздуха, состава воды и др.

По времени отбора различают следующие виды проб:

• разовые, отбираемые от исходного угля и продуктов обогащения только один раз;

• часовые, отбираемые в течение 1 ч;

• сменные, составляемые из часовых проб;

• суточные, составляемые из сменных проб. Подготовка отобранной пробы к анализу заключается в доведении ее до крупности, необходимой для проведения анализа и сокращения до требуемой массы.

С тем чтобы не измельчать всю отобранную массу материала, схема подготовки пробы включает операции ее перемешивания, дробления (измельчения) и сокращения после каждой операции дробления до минимально возможной массы.

В результате при опробовании углей получают лабораторную пробу с крупностью материала 0–3 мм, в которой определяют содержание влаги, и аналитическую пробу крупностью материала 0–0,2 мм для определения зольности, содержания серы, теплоты сгорания и др.

По результатам опробования на обогатительных фабриках составляют технологический баланс, который отражает текущий ход процесса обогащения на каждую рабочую смену.

Баланс, составленный по данным опробования всего фактически переработанного материала и выданного товарного концентрата с учетом механических потерь и остатков незавершенного производства, называют товарным балансом.