Увеличивающееся содержание мелких классов и их зольности в добываемых углях, целесообразность совершенствования водно-шламовых схем, привела к вовлечению в переработку мелких классов угольных шламов крупностью – 0,5 мм. Эта крупность обосновывается нижним пределом обогащения углей на отсадочных машинах, а также возможностью используемого на некоторых фабриках для обогащения мелких классов угля процесса флотации [1].
В данном случае шламы, выделяющиеся в процессе обогащения энергетических углей (шламовые при обесшламливании и обезвоживании крупных и средних классов угля, подрешетные воды дуговых сит и грохотов, фугата и др.) проходят первую стадию классификации – сгущения в гидроциклонах, пески – крупнозернистый шлам возвращаются на обогащение, а слив, содержащий сравнительно мелкие частицы направляются на вторую стадию сгущения в радиальные сгустители. Слив сгустителя используется как оборотная вода, а пески поступают на дальнейшее обезвоживание методом фильтрования. В эти процессы добавляются флокулянты [2, 3].
Нами были исследованы флокулянты, с различной молекулярной массой (ММ), зарядом и степенью ионности [4]. Для использования их в промышленных условиях необходимо было изучить их обезвоживающие свойства.
На основании исследования стандартных физико-химических свойств были выбраны следующие флокулянты: Магнафлок 919 (М 919), Магнафлок 345 (М 345), Магнафлок 155 (М155) и Zetag 8180 (Z 8180).
Флокуляция угольной пульпы в процессе сгущения
Угольная пульпа, используемая в эксперименте, была взята непосредственно из технологического процесса обогащения угля с нескольких обогатительных фабрик Кузбасского угольного бассейна. Суспензия содержала 20 г/л твердой фазы. Кинетику седиментации угольной суспензии исследовали аналогично модельному раствору оксида меди (II) по стандартной методике.
Определяли скорость осаждения твердых частиц в присутствии исследуемых флокулянтов. Замеряли высоту слоя уплотненного осадка в цилиндрах с добавкой полиэлектролитов.
Полученные данные представлены в таблице.
Из табличных данных следует, что наибольшую скорость осаждения имеет высокоанионный флокулянт М 919. Этот факт объясняется взаимным влиянием таких параметров как ММ флокулянта, степень его анионности, степенью свернутости макромолекулярной глобулы, адсорбционными взаимодействиями между флокулянтами и частицами пульпы.
Флокулирующие и загущающие свойства исходных флокулянтов на угольной пульпе
|
Флокулянт |
Скорость осаждения, мм/с |
Высота осадка, мм |
|
М 919 |
10 |
35 |
|
М 345 |
9 |
40 |
|
М 155 |
7 |
42 |
|
Z 8180 |
5 |
41 |
Наименьшая скорость осаждения присуща низкокатионному полиэлектролиту Z 8180.
Анализ табличных данных свидетельствует о том, что наибольшая скорость осаждения гидрофобной угольной суспензии наблюдается при использовании низкоанионного флокулянта. Высокая ММ, повышенная адсорбционная активность модифицированных ПЭ приводит к образованию крупных быстро оседающих хлопьев. Наибольшие загущающие свойства осадков, характеризующие их плотность, наблюдаются так же у флокулянта М 155.