Підготовка вугілля

Відсаджувальні машини: У цьому випадку необроблене вугілля вводиться в пульсуючу водяну ванну. Необроблене вугілля переміщається впоперек перфорованої пластини з водою, яка пульсує через неї. Матеріал лягає кількома шарами: важча скельна порода внизу, а легше вугілля - зверху. Наприкінці роботи відходи відокремлюються від чистого вугілля. Типові діапазони розміру, одержувані у відсадних машинах – від 75 мм до 12 мм. Є спеціальні відсаджувальні машини для дрібного вугілля, які використовують штучне ложе із польового шпату. · Концентруючі столи: концентруючий стіл складається з гумової підлоги з жолобками, розташованої на опорному механізмі, пов'язаному з головним механізмом, який передає швидкий зворотно-поступальний рух у напрямку, паралельному жолобкам. Нахил ковзання столу може бути відрегульований. Перехресний потік води забезпечується за допомогою жолоба, встановленого вздовж верхньої сторони підлоги. Подача проводиться безпосередньо перед надходженням води та розсіяна по підлозі столу відповідно до диференціального руху та гравітаційного потоку. Необроблені вугільні частинки розподіляються горизонтальними зонами (або шарах). Чисте вугілля виходить більш низьку бік столу, а шлюб видаляється з далекого боку. Столи використовуються при діапазоні розміру частинок понад 5 х 0.5 мм. до зовнішньої сторони потоку, а більш важкі частинки – до внутрішньої частини. Розділяючий пристрій на виході відокремлює дрібне вугілля від дрібних покидьків. Спіралі використовуються як пристрій для очищення для фракцій розміром частинок 2мм х 0,1 мм. (або крану). Більш легкі частинки (вугілля) залишаються в центрі вихору виру, видаляються вгору через трубку (уловлювач вихору) і відкладаються до стоку. Точна щільність поділу може бути відрегульована шляхом зміни тиску, довжини та діаметра вловлювача вихору та діаметра вершини. Тільки водний циклон зазвичай обробляє матеріал з розміром частинок 0.5 х 0.1 мм і працює у двох стадіях, щоб поліпшити ефективність відділення.

Другий тип поділу щільності – щільне середовище. У важкій рідині (щільне середовище) частинки, що мають щільність нижче, ніж рідина, (вугілля) спливатимуть, а мають більш високу щільність (скельна порода) - тонути. Найбільш практичне промислове застосування щільного середовища – тонка суспензія магнетиту (магнітного залізняку) у воді. Це має багато переваг, а саме:

Суміш нешкідлива в порівнянні з неорганічними або органічними рідинами. · Щільність може бути швидко відрегульована, змінюючи співвідношення магнетит/вода.

Є два класи щільних середніх розділювачів: роздільник ванного типу (розділювач типу посудини для грубого вугілля в діапазоні 75 мм х 12 мм) та роздільник типу циклону (очисне вугілля в діапазоні 5 мм х 0.5 мм).

Розділювачі ванного типу можуть бути глибокими або дрібними ваннами, де плаваючий матеріал проходить через край ванни, а матеріал, що тоне, витягується з дна ванни скребковим ланцюгом абовалькове колесо.

Розділювач типу циклону посилює сили тяжіння відцентровими силами. Відцентрове прискорення - приблизно в 20 разів більше, ніж прискорення сили тяжіння, - діє на частинки у ванній частині (прискорення це майже в 200 разів більше, ніж прискорення сили тяжіння у вершині циклону). Цими великими силами обумовлена висока продуктивність циклону та його здатність обробляти дрібне вугілля.

Продукти з роздільників на основі щільності, а саме чисте вугілля та покидьки – і те, й інше – пропускають через дренажні та ополіскують сита, де магнетитове середовище видаляється та повертається до розділювачів. Розведений магнетит від сітків, що ополіскують, пропускається через магнітні роздільники, щоб підготувати магнетит для нового використання. Магнітні роздільники складаються з циліндрів, що обертаються, з нержавіючої сталі, що містять фіксовані керамічні магніти, встановлені на постійній барабанній осі. Барабан занурений у резервуар із нержавіючої сталі, що містить розведену суспензію магнетиту. Оскільки барабан обертається, магнетит пристає до області фіксованих внутрішніх магнітів. Магнетит виводиться з лазні та магнітного поля і падає від поверхні барабана через скребок в запасний резервуар.

На заводах з підготовки вугілля використовуються як вимірювачі радіоактивної густини, так і ядерні аналізатори "на потоці". Повинні дотримуватися запобіжних заходів щодо інструментів для роботи з джерелами радіації.

Пінна флотація Пінна флотація - фізико-хімічний процес, який залежить від вибіркового прикріплення бульбашок повітря до поверхонь частинок вугілля, тоді як частинки відходів не прикріплюються. Цей процес пов'язаний з використанням відповідних реактивів для того, щоб створити гідрофобну(водовідштовхувальну) поверхню на сухій речовині, яка має випливти. Бульбашки повітря виробляються всередині резервуару (або комірки), і в міру того, як вони піднімаються до поверхні, покриті реактивом дрібні вугільні частинки пристають до бульбашки, а відходи, що не є вугіллям, залишаються внизу комірки. Піна, що несе вугілля, видаляється з поверхні гребками і потім звільняється від води фільтруванням або центрифугуванням. Відходи йдуть до вивідної коробки і зазвичай згущуються перед подачею у водойму для відходів.

Реактиви, що використовуються при пінній флотації вугілля - зазвичай піноутворювачі та колектори. Піноутворювачі використовуються для того, щоб полегшити утворення стійкої піни (тобто піни, яка не розбивається). Це хімікалії, які зменшують поверхневий натяг води. Піноутворювач, який зазвичай використовується при пінній флотації вугілля, - метилізобутилкарбінол (МІБК). Функція колектора – сприяти контакту між вугільними частинками та бульбашками повітря шляхом формування тонкого покриття поверхні частинок, які мають спливати. Це покриття робить частинку водовідштовхувальної. У той же час колектор повинен бути вибірковим, тобто він не повинен покривати частинки, яким не потрібно спливати (тобто відходи). Найчастіше використовуваний колектор при пінної флотації вугілля - мазут.

Брикетування Брикетування вугілля має тривалу історію. Наприкінці 1800-х років відносно малоцінне вугілля, або вугільний пил, спресовували для отримання патентного палива, або брикету. Цей продукт йшов продаж як для побутових, так і для промислових цілей. Щоб сформувати стабільний брикет, була потрібна сполучна речовина. Зазвичай використовувалися кам'яновугільні дьогті та смоли. За останні кілька років виробництво брикетованоговугілля для побутових цілей занепало. Однак були деякі досягнення у технології та застосуванні.

Низькосортне вугілля з високою вологістю можуть бути поліпшені шляхом термічного сушіння та подальшого видалення частини, пов'язаної з вологістю, або «зафіксованої» в ній. Однак продукт від цього процесу пухкий і схильний до нового поглинання вологи і мимовільного займання. Брикетування низькосортного вугілля дозволяється виготовити стабільний, добре транспортований продукт. Брикетування також використовується в індустрії, де великомірні продукти мають значно вищу продажну ціну.

Брикетування вугілля також широко використовується для застосування як палива у побутових цілях у сільських районах. Процес виготовлення зазвичай включає етап видалення летких речовин, за допомогою чого надлишковий газ, або летюча речовина, видаляється до брикетування, щоб зробити «бездимне» паливо для житла.

Процес брикетування, таким чином, зазвичай має такі етапи:

Брикетування м'якого бурого вугілля з високою вологістю від 60 до 70% - процес, трохи відмінний від описаного вище. Якість бурого вугілля часто підвищується шляхом брикетування, яке включає дроблення, просіювання і сушіння вугілля до приблизно 15% вологості, а потім пресування екструзією без сполучних речовин в компактне утворення. Великі кількості вугілля обробляються в Німеччині, Індії, Польщі та Австралії. Використовувана сушарка - обертова сушарка, що нагрівається парою у вигляді труби. Після пресування екструзією ущільнене вугілля нарізається і охолоджується, перш ніж поступити стрічковими конвеєрами до дрезин, вантажівок або на зберігання.

Вилучення відходів Вивіз відходів - невід'ємна частина сучасного заводу з підготовки вугілля. Як грубі,так і дрібні відходи у формі рідкої суміші повинні транспортуватися та видалятися в екологічно безпечній формі.

Грубі відходи Грубі відходи транспортується вантажівкою, стрічкою транспортера або повітряною канатною дорогою до зони звалища сухої речовини, де зазвичай утворюються склади з відходів. Відходи можуть також вирушати назад у відкриту шахту. Нині використовуються вдосконалені рентабельні форми транспортування грубих відходів, а саме дроблення та транспортування шляхом перекачування у вигляді рідкої суміші у відповідну водойму, а також пневматичною системою для зберігання під землею.

Необхідно вибрати місце звалища, яке має мінімальну кількість відкритої поверхні та водночас забезпечує хорошу стабільність. Структура, яка відкрита з усіх боків, забезпечує більший поверхневий дренаж, має велику тенденцію до формування мулу у прилеглих водоймах, а також має більшу ймовірність мимовільного займання. Щоб знизити до мінімуму обидва ці ефекти, потрібні великі кількості покривного матеріалу, а також ущільнення та ізоляція. Ідеальна конструкція звалища – долинний тип заповнення.

Складування відходів заводів з підготовки вугілля по берегах водойм можуть бути небажаними з кількох причин:

слабка основа · надто круті схили і занадто велика висота · недостатній контроль води та витоку дрібнозернистого матеріалу через відвали · неадекватний контроль води під час сильних злив.
дренаж зсередини маси покидьків · відведення поверхневого дренажу · переведення відходів у більш компактну форму, щоб уникнути мимовільного займання · стабільність купи покидьків.

Шлам Шлам (дрібні тверді відходи у воді) зазвичай транспортується трубою до зони затоплення. Однакв деяких випадках накопичення шламів неприйнятне з екологічної точки зору і необхідна альтернативна обробка, а саме зневоднення шламу стрічковим пресом або високошвидкісною центрифугою і потім транспортування осушеного матеріалу стрічкою або вантажівкою в зону звалища грубих відходів. Водойми для шламу (ставка) функціонують за таким принципом, коли шлам відкладається на дні, а освітлена вода, що залишається вище, відкачується назад на завод для повторного використання. Рівень води у водоймі підтримується такий, щоб вода, що надходить від злив, надходила туди і потім забиралася шляхом відкачування або через невеликі фільтруючі системи. Періодично може виникати необхідність видалення осаду з невеликих водойм для продовження тривалості їх існування. Береги водоймища зазвичай обкладаються грубими відходами. Погана якість підпірної стінки та розрідження шламу через поганий дренаж можуть призвести до небезпечних ситуацій. Використовувалися стабілізуючі агенти – зазвичай хімікалії на основі кальцію, – щоб зробити ефект цементації.

Водойми для шламу зазвичай функціонують протягом тривалого існування розробки, з безперервними змінами умов функціонування. Тому стабільність структури водоймища повинна ретельно і безперервно перевірятися.