Баланс воды по фабрике. Водно-шламовые схемы

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТЕМА: БАЛАНС ВОДЫ ПО ФАБРИКЕ. ВОДНО-ШЛАМОВЫЕ СХЕМЫ

При обогащении полезных ископаемых расходуется около 0.3м3/т свежей технической воды. Общий расход воды - 3-5м3/т минерального сырья. Вода, проходя технологический цикл, насыщается мельчайшими частицами твердого, минеральными солями и различными органическими веществами, применяемыми при обогащении и экстрагируемыми из твердой фазы.

Перед повторным использованием вода очищается путем удаления механических примесей - шлама. Свежая вода из внешних источников при замкнутой системе водоснабжения должна набираться в количестве, необходимом для восполнения ее потерь с продуктами обогащения, испарения при сушке и с поверхности наружных очистных сооружений.

Рассмотрим ОФ, например, обогащающую угли, в виде блоков (рис. 20.1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

На рис. приняты следующие обозначения: Wр/у - количество воды, поступающее с рядовым углем, Wдоп - количество свежей технической воды, подаваемой в процесс дополнительно, Wкп - количество воды, уходящей из процесса с конечными продуктами (потери воды), Wул - количество воды из узла улавливания шлама (сливы или сгущенные продукты сгустительных аппаратов), Wосв - количество осветленной воды из узла переработки шлама (фильтрат, слив после сгущения отходов), Wоб - количество оборотной воды, используемой в процессе многократно.

Количество воды, необходимой для ведения технологических процессов обогащения, составляет:

Wнеобх = Wp/y + Wдоп + Wоб .

Оборотная вода складывается из потоков, возвращающихся из узлов улавливания и переработки шлама:

Woбор = Wocв + Wyл .

Для сохранения природной среды необходимо, чтобы количество добавляемой технической воды восполняло ее потери с конечными продуктами обогащения:

Wдоп = Wкп

Существует два способа реализации оборотного водоснабжения - через наружные хвостохранилища (отстойники) и внутрифабричный водооборот. В проектах наружные хвостохранилища (илонакопители) не принимаются. Но многие действующие предприятия имеют илонакопители и шламовые бассейны. Общая вместимость наружных очистных сооружений в горной перерабатывающей отрасли по Украине составляет порядка 3 млн. м3.

Выпуск необогащенного шлама в отстойники свидетельствует о несовершенстве технологического процесса и в первую очередь - водно-шламовой схемы (ВШС). Но если шлам и обогащается, то большинство предприятий доводят до транспортабельного состояния лишь концентраты.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Шламовый бассейн

1 - ячейки, 2 - мостовой кран, 3 - площадка для естественного обезвоживания, 4 - дамба

Для аварийных сбросов шламовых вод и случайных просыпей и переливов на предприятиях устраивают шламовые бассейны (рис. 20.2).

Шламовый бассейн, например ЦОФ Чумаковская (рис. 20.2) представляет собой железобетонную наземную емкость с размерами: длина 100м, ширина 35м, глубина 3.5м. Бассейн перегорожен дамбой на 2 части, имеется мостовой кран для вычистки шлама и площадки для естественного обезвоживания осадка. Ячейки заполняются поочередно, осветленная вода возвращается в систему фабрики.

Схема впуска и выхода воды из хвостохранилища представлена на рис. 20.3.

Хвостохранилища, так же как и шламовые бассейны, являются источниками загрязнения окружающей среды. Дренирование через их дно и стенки приводит к повышенной минерализации и загрязнению органическими соединениями подпочвенных пресных вод. Бывают случаи разрушения плотин и затопления нижележащих территорий, особенно в период весенних паводков и ливней.

Размещено на http://www.allbest.ru/

обогатительный фабрика вода шлам

Процессы очистки воды от твердых включений - водно-шламовые процессы - занимают все больший удельный вес в технологии переработки угля. Это обусловлено развитием механизации добычных работ и переходом на валовую выемку горной массы. Содержание классов менее 0.5мм достигает в рядовых углях 30%. Засорение угля минеральными примесями (в том числе размокаемой породой) вызывает необходимость одновременно с очисткой воды обогащать шлам. Одним из наиболее эффективных промышленных способов обогащения шламов является флотация. В последнее время для обогащения зернистой части шламов применяется гравитационное обогащение в потоке, текущем по наклонной плоскости - в винтовых сепараторах или шлюзах.

Совокупность машин, аппаратов и устройств, соединенных между собой коммуникациями для шламовых вод и продуктов разделения, представляет собой водно-шламовую систему (схему).

Водно-шламовые системы (ВШС) предназначены для: 1)обработки шламовой воды с целью улавливания из нее и обогащения угольной мелочи, 2) обеспечения водой технологических процессов, 3) сокращения расхода воды из наружных источников, 4) предотвращения сброса промышленных стоков за пределы фабрики.

В рудной практике применяется двухстадиальное осветление воды. Например, для железных руд - хвосты магнитного обогащения на 1 стадии сгущаются в наружных отстойниках. Вода возвращается в оборот, а сгущенный продукт поступает в хвостохранилище. Из него осветленная вода также возвращается в оборот. Так как удельный вес твердой фазы руд значительный, тонкие частицы твердого оседают быстро. Оборотная вода содержит малое количество твердого, поэтому твердая фаза в ней за счет циркуляции практически не накапливается.

Иначе происходит на углеобогатительных фабриках. Здесь ВШС различаются по количеству потоков, направляемых на регенерацию воды, и по количеству стадий обработки каждого потока. В однопоточных схемах все подрешетные воды гравитационного отделения направляются на регенерацию оборотной воды. Однопоточные схемы делятся на одностадиальные, двухстадиальные (рис. 21.1) и комбинированные (рис. 21.2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

В одностадиальной схеме весь поток обрабатывается в одну стадию (см. рис. 21.1, а), которая предполагает только сгущение потока или только обогащение твердой фазы, например флотацией. Такие схемы используются на предприятиях небольшой производительности, на обогатительных установках при шахтах.

В двухстадиальной схеме (см. рис. 21.1, б) поток подвергается сгущению или классификации (I стадия) и дальнейшему раздельному обогащению (II стадия) продуктов первой стадии обработки (улавливания) шлама с последующим их обезвоживанием и осветлением оборотной воды.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В комбинированной схеме часть потока подрешетных вод гравитационного отделения обрабатывается в одну стадию, а часть - в две (рис. 21.2).

Двухпоточные ВШС предполагают раздельную обработку первичного (шламы рядового угля) и вторичного шлама (частично обогащенного), который имеет более низкую зольность по сравнению с первичным. Эти схемы по построению более сложные, чем однопоточные и требуют большего количества оборудования.

Факторы, влияющие на степень сложности построения ВШС:

1. Эффективность извлечения шлама в надрешетные продукты (осадок) в операциях, после которых шламовая вода поступает в ВШС.

2. Назначение товарной продукции ЦОФ, минеральный и гранулометрический состав шлама.

3. Эффективность извлечения шлама и продуктов его разделения в обезвоженные продукты ВШС (или в конечные продукты).

4. Расход воды для технологических процессов.

5. Если на фабрике есть флотация - содержание зерен более 0.5мм в шламовой воде.

Вода поступает в ВШС из операций обесшламливания рядового угля, обезвоживания продуктов гравитационного обогащения, регенерации магнетитовой суспензии. При различной глубине обогащения углей коксующихся и энергетических применяют различные ВШС. Один из вариантов построения водно-шламовой схемы для обогащения коксующихся углей представлен на рис. 21.3.

Коксующиеся угли обогащаются обычно до 0 мм без выделения отсевов. Зернистый шлам (0,5-3 мм), получаемый в операции контроля крупности подрешетных вод гравитации, может присаживаться к концентрату после обезвоживания на грохотах при условии выполнения требований к зольности товарного концентрата. Если зольность этого класса высокая, то применяют его обогащение в винтовых сепараторах с последующим обезвоживанием продуктов.

В последнее время часто до 0 мм обогащаются и энергетические угли. При обогащении малоценных углей для энергетических целей с золой концентрата 16-22% выпускаются отсевы, ОФ работают без флотации.

В результате многократного использования больших количеств воды в технологических процессах и неполного вывода тонкодисперсных частиц из замкнутых циклов происходит накопление шламов в системе.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Шлам углеобогатительных фабрик делится на зернистый (более 45 мкм) и тонкий (менее 45 мкм). Зернистый шлам относительно легко обогащается, осаждается и обезвоживается. Тонкий шлам труден для обработки, повышает вязкость оборотной воды, затрудняет гравитационное обогащение, обезвоживание.

Источником образования шламов является дробление, измельчение и истирание угля в процессе добычи, транспортирования, обогащения и размокания в воде глинистых компонентов. Шламообразование зависит от твердости угля и размокаемости пород, от применяемых схем обогащения и обработки шлама.

Оборотная вода, содержащая шлам, приобретает новые свойства по сравнению с чистой технической водой - из-за насыщения тонкими глинистыми частицами ее вязкость повышается. Это приводит к резкому снижению скорости осаждения частиц в воде.

С увеличением вязкости и плотности оборотной воды снижается эффективность разделения мелких частиц и повышается нижний предел эффективно обогащаемых зерен. При значительном содержании твердого в воде в классифицирующих устройствах не осаждаются частицы угля крупностью 0.5 и даже 1 мм. Поступая на флотацию, эти зерна теряются в отходах.

Возрастание вязкости оборотной воды начинается с содержания твердого в ней 50 кг/м3 для глинистых шламов и 80 кг/м3 для менее глинистых. Именно эти значения приняты в качестве нормативных для оборотной воды. Задачу улавливания твердой фазы и поддержания необходимого содержания твердого в оборотной воде и решают системы осветления или регенерации воды - водно-шламовые системы.

Установлено, что дополнительное шламообразование зависит от циркуляции продуктов и количества зернистого шлама, поступающего в систему, от физических свойств углей и сопутствующих пород. Управляемым фактором является циркуляция потоков, которая зависит от построения замкнутой ВШС. Чем меньше циркуляция потоков в системе, тем меньше накопление шлама в оборотной воде.

Размещено на Allbest.ru