Виявлення і вивчення особливостей бурого вугілля та шламу брикетних фабрик. Розробка безвідходної технології переробки буровугільних шламів з метою їх утилізації на основі обґрунтування раціональних технологічних параметрів і відповідного обладнання.
Аннотация к работе
Перспективним напрямом удосконалення процесу виробництва буровугільних брикетів є розробка і впровадження безвідходної технології роздільної переробки шламу та крихти, а також замкненого циклу оборотного водопостачання брикетних фабрик, що виключить скидання за їх межі шламів і відповідно забруднення навколишнього середовища. Виходячи з вищевикладеного, в дисертаційній роботі запропоноване рішення актуальної наукової задачі, яка полягає у визначенні закономірностей процесу безреагентної флотосепарації буровугільного шламу, кінетики процесу осадження, що являється основою технологічних рішень щодо роздільної переробки відходів виробництва брикетів. Мета роботи - розробка безвідходної технології переробки буровугільних шламів брикетних фабрик, яка забезпечує отримання просвітленої води для замкненого водопостачання та транспортабельного продукту для спалювання або брикетування із застосуванням раціонального обладнання. Ідея роботи полягає в роздільній переробці буровугільного шламу, на фракції що спливла та потонула, на основі властивостей гідрофобної поверхні частинок першої та згущення другої, з подальшим їх перемішуванням із подрібненими крихтою та битими брикетами, що дозволяє отримати транспортабельний готовий продукт. При виконанні дисертаційної роботи використовували фізико-хімічні, спектральний, аналітичний і експериментальний методи для виявлення і обгрунтування технологічних властивостей буровугільного шламу; регресійний аналіз - для розрахунку параметрів процесу осадження буровугільного шламу і розробки його технологічних режимів; метод відновлених емпіричних функцій і сплайн-регресію - для визначення коефіцієнтів кінетики осадження; дослідно-промислову апробацію - для перевірки розроблених технологічних рішень.Дисертантом встановлено, що фракції буровугільного шламу, що спливла та потонула, відрізняються кількісним вмістом в них летких речовин, первинної смоли напівкоксування, бітумів та гумінових кислот. Шламова вода брикетної фабрики (після змивання промплощадок і системи мокрого знепилювання) містить фракції, що спливла (46,96 %) та потонула (53,04 %). Для фракції буровугільного шламу, що спливла, величина крайового кута змочування склала 122о...136о, а для фракції, що потонула, 85о...90о, що свідчить про високу гідрофобність поверхні частинок шламу та, особливо, фракції, що спливла. Для визначення залежності крайового кута змочування ? від температури нагрівання відбиралась проба рядового бурого вугілля, висушувалась, охолоджувалась, розділялась у воді на фракції, що спливла та потонула, знову висушувалась і потім окремо брикетувалась ручним пресом при постійному тиску (Р = 120 МПА) і різній температурі нагрівання в муфельній печі з подальшим охолоджуванням. Хімічний аналіз компонентів, що утворюють золу, і виконаний розрахунок свідчать про переважний вміст SIO2, Al2O3, Fe2O3, CAO, SO3 і MGO у фракціях, що спливла та потонула, у порівнянні з іншими оксидами, а спектральний - що обидві фракції відрізняються одна від одної кількісним вмістом таких елементів як Ba, Ti, Sr, Mn, Zn і Pb.У дисертації, що є завершеною науково-дослідною роботою, поставлена і вирішена актуальна наукова задача, яка полягає у визначенні закономірностей процесу безреагентної флотосепарації буровугільного шламу, кінетики процесу осадження, що являється основою технологічних рішень щодо роздільної переробки відходів виробництва брикетів. Шламова вода брикетних фабрик (з промплощадок та системи мокрого знепилювання) містить фракції, що спливла та потонула (відповідно 46,96 % і 53,04 %). Осадження найбільш крупних частинок буровугільного шламу супроводжується витісненням рідкої та тонкодисперсної фаз у верхні шари пульпи, внаслідок чого зростає сила опору падінню тонких частинок (менше 0,05 мм), а швидкість осадження знижується на 50-65 %. Для фракції буровугільного шламу, що спливла, величина крайового кута змочування склала 122о...136о, а що потонула 85о...90о, що свідчить про високу гідрофобність поверхні фракції, що спливла, і дозволяє прийняти крайовий кут змочування за розділову ознаку, а також здійснити безреагентну флотосепарацію цих фракцій з ефективністю до 65 % і максимальною крупністю (2,25 мм) фракції, що спливла. Експериментально встановлено, що для осадження і згущення фракції, що потонула і отримання просвітленої води оборотного водопостачання брикетних фабрик найефективнішим з флокулянтів є ПАА або KAT-FLOC 3840.