Спосіб попередження змерзання вугільних концентратів у зимовий період

Реферат: Спосіб попередження змерзання вугільних концентратів у зимовий період включає використання хімічного профілактичного засобу. Вугільні концентрати обробляють сумішшю ацетату магнію та хлориду магнію. UA 118260 U (12) UA 118260 U UA 118260 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вугільної галузі та коксохімічного виробництва, зокрема до вдосконалення технології підготовки вугільної шихти для коксування за рахунок прискорення процесу вивантаження вугільних концентратів з вагонів, які надходять у вуглепідготовчі цехи коксохімічних заводів у зимовий період. Відомий спосіб попередження змерзання вугільних концентратів у зимовий період, що включає механічне зневоднення і сушіння вугілля як кінцевий етап процесів мокрого збагачення. Для зниження вологості вугілля після його мокрого збагачення застосовують механічне зневоднення за допомогою грохотів, центрифуг, а також вакуум-фільтрів. Механічне зневоднення не забезпечує зниження вологи до безпечної межі, тому концентрати піддають термічному сушінню, доводячи вміст вологи в них до можливо меншого значення. Сушінню піддається дрібне вугілля в суміші з флотоконцентратом або флотоконцентрат, або дрібне вугілля. Початкова вологість вугілля, що надходить на сушіння, коливається від 11 до 25,6 %, а вологість вугільного концентрату, який відвантажується, становить від 4,1 до 12,5 % [Агроскин А.А. Химия и технология угля - М.: Недра, 1972. - 380 с.]. Недоліком способу є те, що сушіння вугілля є одним з найдорожчих процесів в технології його збагачення. Так, у собівартості збагачення 1 т рядового вугілля до 40 % її припадає на сушіння. Відомий спосіб попередження змерзання вугільних концентратів у зимовий період з використанням негашеного вапна. Спосіб оснований на інтенсивному поглинанні води вугілля з одночасним виділенням тепла у кількості 138 кДж/кг негашеного вапна. Поглинання вологи негашеним вапном протікає в два етапи: спочатку в процесі хімічної реакції (0,32 кг/кг води), а потім шляхом адсорбції так званою пушенкою, що утворилася в результаті взаємодії його з водою (0,6 кг/кг води). Загальна кількість вологи, що поглинається негашеним вапном, складає 0,92 кг/кг СаО. Первинна волога, поглинена вапном в другому етапі, замерзає при температурі мінус 20 °C. Оскільки негашене вапно дуже інтенсивно поглинає вологу з повітря, а у ньому зазвичай міститься близько 50 % активного СаО, то необхідну кількість реагенту слід вводити з розрахунку вологи, що поглинається, 0,45-0,46 кг/кг СаО. Практична кількість СаО, що додається для запобігання змерзанню вугілля, складає 3 %, проте ця кількість не завжди забезпечує сипкість вугілля при температурі мінус 20 °C [Хотунцев Л.Л., Казаков Е.И., Иванов В.М. Предотвращения примерзания угля к стенкам полувагонов // Промышленный транспорт. 1972. - №9. - С. 15-19]. Недоліком способу є те, що при використанні негашеного вапна, як профілактичного засобу, необхідно мати склад, що ретельно закривається, механізми для подрібнення, дозування, подання і змішування; окрім цього, негашене вапно є токсичним матеріалом, що вимагає надійної вентиляції в процесі подрібнення, обережного поводження і дотримання правил безпеки при змішуванні його з вугіллям. Відомий спосіб попередження змерзання вугільних концентратів у зимовий період, що включає використання хлоридів натрію, кальцію і магнію (бішофіт), причому хлорид магнію виявився найбільш ефективним засобом проти змерзання. Введення у вугілля 4-5 % бішофіту (MgCl26H2O) знижує температуру замерзання до мінус 14-15 °C. Спосіб запобігання змерзанню при використанні хлоридів металів оснований на тому, що міжкускова волога заміщується розчином з низькою евтектичною точкою замерзання. Лід, що утворився при цьому, характеризується дефектною лускатою структурою і, в результаті цього, невеликою механічною міцністю [Иванов В.М., Радовицкий И.В. Предотвращение потерь и смерзаемости углей при их транспортировке. - М.: Недра, 1979. - 149 с]. Недоліком способу є те, що обробляти водним розчином бішофіту доцільно тільки вугілля з невеликою вологістю, тому що при обробці вугілля водним розчином бішофіту підвищується його вологість. Межа підвищення вологості вугілля 10-12 %. У цих межах при зниженні температури більше мінус 15 °C вугілля буде змерзатися. В умовах більш низьких температур повітря слід очікувати глибоке промерзання вугілля. В основу корисної моделі ставиться задача пошуку найбільш ефективного хімічного профілактичного засобу, що попереджає процес змерзання вугільних концентратів у зимовий період при дуже низьких температурах під час їх транспортування від виробника до коксохімічних підприємств, а також є безпечним для навколишнього середовища та обслуговуючого персоналу вуглепідготовчого та коксового цехів. Поставлена задача вирішується в способі попередження змерзання вугільних концентратів у зимовий період, який включає використання хімічного профілактичного засобу, згідно з корисною моделлю, вугільні концентрати обробляють сумішшю ацетату магнію та хлориду магнію. Спосіб здійснюється наступним чином. 1 UA 118260 U 5 10 15 Вугільні концентрати перед завантаженням у вагони обробляють сумішшю ацетату магнію та хлориду магнію різних концентрацій враховуючи температуру навколишнього середовища звідки транспортують вугілля на коксохімічні підприємства. Солі магнію, що містяться у вугіллі, сприятливо впливають і на подальшу доменну плавку. Витрата даної суміші солей практично однакова незалежно від їх співвідношення. Крім цього, через те, що ці солі мають більш високі точки евтектики їх витрата дещо збільшується. Однак, все ж вона менша, ніж при використанні розчинів індивідуальних солей. Приклад реалізації способу. Для експерименту була взята наважка вугілля масою 500 г, вологість вугілля -12 %, клас крупності 0-3 мм. Вугілля ретельно обробляли сумішшю солей органічного та неорганічного походження - ацетату магнію і хлориду магнію. Далі оброблене вугілля завантажували в металеву ємність діаметром 50 мм і висотою 50 мм. Цю металеву ємність розташовували в морозильній камері промислового холодильника і витримували при заданій температурі протягом 24 годин. Потім ємність перевертали та зважували вугілля, яке висипалося. Таким чином визначали ступінь змерзання. Дослідження впливу суміші двох солей на процес змерзання вугілля наведені в таблиці. Таблиця Вплив суміші двох солей на процес змерзання вугілля Співвідношення солей ацетату магнію та хлориду магнію 1:4 1:2 1:1 20 25 30 Витрата суміші, г/кг вугілля Масова частка, % Температура змерзання вугілля обробленого сумішшю 18 22 27 22 27 34 25 28 1,8 2,2 2,7 2,2 2,7 3,4 2,5 2,8 -10 -20 -30 -10 -20 -25 -10 -20 Суміш ацетату магнію та хлориду магнію при співвідношенні 1:1 запобігає змерзанню вугілля при температурі мінус 20 °C, а композиція з тих же солей складу 1:2 - до температури мінус 25 °C. Однак, максимальною здатністю запобігати змерзанню вугілля має композиція складу: ацетату магнію та хлориду магнію у співвідношенні 1:4, яка ефективна до температури навколишнього середовища до мінус 30 °C. Так як в умовах України температура рідко буває нижче мінус 20 °C, ці суміші доцільно використовувати при співвідношенні 1:1, а наприклад коли коксохімічне виробництво ПАТ "АрселорМіттал Кривий Ріг" отримує вугілля з Казахстану то в залежності від температури навколишнього середовища та пори року треба використовувати композиції складу: ацетату магнію та хлориду магнію у співвідношенні 1:2 або 1:4. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє не лише при більш низьких температурах попереджувати змерзання вугільних концентратів у зимовий період при їх транспортуванні від виробника до коксохімічного заводу, а також зменшити собівартість коксу за рахунок зниження витрат на розморожування (в тепляках) та розвантаження вугілля. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Спосіб попередження змерзання вугільних концентратів у зимовий період, що включає використання хімічного профілактичного засобу, який відрізняється тим, що вугільні концентрати обробляють сумішшю ацетату магнію та хлориду магнію. 40 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2