Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка способа и установки переработки отходов обогащения углей, углистых аргиллитов для получения энергетического угольного топлива и сырья для производства широкого спектра строительных материалов

Номер контракта: 14.607.21.0106

Руководитель: Алексеенко Сергей Владимирович

Должность руководителя: Уполномоченное лицо

Докладчик: Стороженко Геннадий Иванович, ведущий научный сотрудник

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
отходы обогащения угля, углистые аргиллиты, процессы и аппараты для вторичного обогащения, газогенераторная установка, роторно-вихревой аппарат, газодисперсный поток, сушка и селективный помол, газификация, генераторный синтез-газ, керамический кирпич, цементный клинкер

Цель проекта:
1. Задача проекта - эффективное использование промышленных топливосодержащих отходов и снижение экологической нагрузки на окружающую среду на территориях, прилегающих к угольным разрезам. 2. Цель проекта - разработка технологических основ (способ) переработки отходов обогащения углей, углистых аргиллитов с целью получения энергетического угольного топлива и сырья для производства широкого спектра строительных материалов, а также создание аппаратурного обеспечения инновационной технологии (установка).

Основные планируемые результаты проекта:
1. Полученные в результате ПНИЭР научно-технические результаты должны обеспечить создание промышленных установок для переработки отходов обогащения углей, углистых аргиллитов с получением угольного топлива и сырья для производства строительных материалов, а также технологий использования продуктов переработки отходов обогащения. Это достигается за счет фактических результатов работ:
1.1. Изготовление экспериментального образца установки (ЭОУ) для сушки, селективного помола и вторичного обогащения углистых аргиллитов;
1.2. Стендовые испытания ЭОУ на представительных пробах углистых аргиллитов.
1.3. Разработка проекта технологического регламента по получению угольного концентрата и сырья для производства цемента и керамических стеновых материалов.
1.4. Разработка проекта технологического регламента по получению керамического кирпича на основе углистых аргиллитов после их вторичного обогащения с использованием выделенного угля в качестве топлива и проведение опытно-промышленных испытаний на кирпичном заводе.
2. Вторичное обогащение углистых аргиллитов должно обеспечить получение концентрата с выходом до 9% и зольностью 38-40%, что соответствует теплотворной способности около 12540 кДж/кг. А получаемые в процессе переработки "хвосты" - сырье для производства строительных материалов - должно быть стабильного минерального состава с минимальным (3-4%) содержанием углистого остатка. Керамический кирпи

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Конечным продуктом является проект ТЗ на ОКР «Разработка установки для получения энергетического угольного топлива и сырья для производства широкого спектра строительных материалов путем утилизации отходов обогащения углей - углистых аргиллитов», что будет способствовать решению проблемы экологической реабилитация территорий, подверженных негативному воздействию в результате деятельности углеобогатительной промышленности, и получения энергетического угольного топлива и сырья для производства широкого спектра строительных материалов
2. Научная новизна заключается в разработке математических моделей процессов сушки и селективного помола отходов обогащения углей, углистых аргиллитов, на базе которых была создана экспериментальная установка и сформулирована основная технологическая идея переработки отходов. Она заключается в организации глубокой переработки отходов обогащения углей непосредственно на кирпичном или цементном заводах, где необходимо осуществлять их вторичное обогащение с целью получения энергетического угольного топлива для основных производств. Образующиеся в процессе обогащения «хвосты» стабильного состава с минимальным содержанием углерода должны использоваться в качестве основного сырья для производства керамического кирпича и цементного клинкера.
3. По результатам патентных исследований и анализа источников научно-технической информации планируемые результаты проекта соответствуют мировому уровню техники в заданной области.
4. Достижение поставленной цели возможно при выполнении следующих условий:
- в результате вторичного обогащения углистых аргиллитов не должно образовываться отходов (безотходная технология).
- все продукты, полученные в процессе переработки отходов должны стать источником прибыли.
Ограничения и риски при реализации полученных результатов связаны с необходимостью проведения полномасштабных геологических исследований техногенных месторождений и отработки технологии на опытно-промышленной установке по сухому обогащению углистых аргиллитов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Угледобывающая и перерабатывающая отрасли промышленности.
2. Комплексная переработка отходов углеобогащения – углистых аргиллитов – в производстве стеновых керамических материалов позволит не только значительно расширить сырьевую базу отрасли, но и будет способствовать решению проблем охраны окружающей среды и улучшению экологической обстановки. Следует отметить также социальный аспект решения данного вопроса для моногородов (например, г. Коркино), учитывая возможную переориентацию производства, ставшего нерентабельным в условиях кризиса, и создание дополнительных рабочих мест.
3. Достижение поставленной цели открывает перспективы использования сухих способов вторичного обогащения техногенных отходов для других отраслей промышленности. Например, многотоннажные отходы обогащения железных руд в Кузбассе - хвосты Абагурской и Мундыбашской агломерационных фабрик, из которых можно выделить железосодержащий концентрат, мелкий и очень мелкий песок, пригодный для бетонов и растворов. Тонкодисперсная алюмосиликатная часть (фракция менее 140 мкм) хвостов, остающаяся после получения сухого строительного песка, является сырьем для производства керамических материалов.
4. Планируется развивать сотрудничество с университетом Сэджон (Южная Корея), где проводятся аналогичные работы по вторичной переработке отходов металлургических производств.

Текущие результаты проекта:
Выполнен комплекс работ по математическому моделированию процессов сушки, селективного помола углистых аргиллитов и разделения продуктов помола (угля и минеральной части) на классы по плотности. По результатам математического моделирования определен и обоснован состав экспериментальной установки для переработки отходов обогащения углей (ООУ), углистых аргиллитов.
Проведены комплексные исследования представительной технологической пробы углистых аргиллитов Коркинского угольного разреза. Определен вещественный, фракционный состав и пофракционная зольность углистых аргиллитов при их пошаговом дроблении для оценки степени раскрытия минералов, выполнены исследования вещественного состава и свойств углистых аргиллитов после селективного помола и разделения на классы с определением теплотворной способности частных остатков на стандартных ситах.
Разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец установки для переработки ООУ, углистых аргиллитов производительностью 100 - 200 кг/ч .
Изготовлен экспериментальный образец установки переработки и утилизации углистых аргиллитов . Разработана программа и методики испытаний экспериментального образца установки переработки ООУ, углистых аргиллитов.