Обґрунтування параметрів процесів зневоднення кеку тонких вугільних шламів - Автореферат

Погіршення гірничо-геологічних умов видобутку вугілля, повязане з переходом на розробку більш тонких глибоко залягаючих пластів, використання виїмочних машин призводить до зниження якісних показників видобутого вугілля, різкому збільшенню вмісту в них тонких та глинистих фракцій. Удосконалення технології зневоднення, яка знижує вологість кеків на вакуум-фільтрах, дозволить задовольнити вимоги до вологості кінцевого продукту та знизити енерговитрати при сушінні. Швидкість виведення вологи залежить від прикладеного перепаду тиску, опору осаду та визначається як капілярними явищами, так і мікроструктурою порового простору, а проникність осаду залежить від гранулометричного складу твердої фази. Аналіз стану проблеми зневоднення тонких класів вугілля показав, що у вітчизняній практиці процес вакуумного фільтрування досліджувався в ряді інститутів: УКРНДІВУГЛЕЗБАГАЧЕННЯ, Інститут геотехнічної механіки НАН України, Національна гірнича академія України, Донецький державний технічний університет, Комплексний науково-дослідний і технологічно-конструкторський інститут проблем Центрального району Донбасу, Криворізький технічний університет, ДОНВУГИ та інші. Установлення нових закономірностей на основі моделювання та дослідження мікроструктури порового середовища кеку тонких шламів дозволить знайти шляхи удосконалення процесу зневоднення та розязати проблему зниження вологості кеку при вакуумному фільтруванні.При вивченні мікроструктури кеку флотоконцентрату та оцінці її ролі в процесі вакуумного зневоднення: набору і просушуванні осаду встановлено, що пори мають вигляд многогранників. В залежності від значень ймовірностей були одержані різні графічні зображення пористого середовища, на яких виконувався підрахунок площі пор в пікселях шляхом накладання палетки. На лабораторних установках виконано дослідження фільтруємості кеку флотоконцентратів, відібраних на різних фабриках в різних точках ванни фільтрів, визначено коефіцієнт фільтрації та проникність. Седиментаційний аналіз твердої фази в фільтраті показав, що середній діаметр зерна в фільтраті із зони набору осаду становить 0,030 мм, а із зони просушування - 0,026 мм. Виконаний статистичний аналіз розподілу пор по площі для шліфу із зернистою присадкою показав, що за статистичною оцінкою і властивостями цей шліф близький до шліфу з високою проникністю (C = 65,99Ч 10-14м 2), який одержано з проби, відібраної біля дна ванни фільтра.Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій дано рішення актуальної науково-практичної задачі, яка полягає в обґрунтуванні параметрів процесів зневоднення тонких вугільних шламів при переробці вугілля, що має важливе народногосподарське значення. За допомогою підбору типу генератора і ймовірнісних параметрів його розвитку проведено моделювання структури порового простору кеку флотоконцентрату та виконано дослідження розподілу пор по їх розмірах і витягнутості. В першій фазі переважають пори, близькі за формою до округлої, у другій - спочатку пори за формою змінюються мало, але на стінках пор зявляється все більше число мікровпадин і мікротріщин. Установлено, що винос твердих частинок в фільтрат помітно знижується, якщо поверхня порових стінок шорстка, а самі пори злегка витягнуті. Присадка крупнозернистого матеріалу (клас крупності 0,2-1мм) в кількості до 5 % від початкового живлення створює екрануючий розклинюючий ефект, затримуючи процес збільшення витягнутості пор і схлопування в період просушування осаду, тобто, охороняючи внутрішню структуру пор від деградації і зморщування, що, зрештою, сприяє збільшенню проникності осаду.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ