линия для переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций

Формула изобретения

Линия для переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций, содержащая последовательно соединенные устройство приема золошлаковых отходов, устройства для магнитной сепарации и фильтрации, отличающаяся тем, что устройство приема золошлаковых отходов выполнено в виде промывочного агрегата, состоящего из емкости с механической мешалкой или соплами для подвода воды под напором и трубопроводом для подачи воды, в качестве устройств для магнитной сепарации используют барабанные высокоградиентные магнитные сепараторы как минимум первой и второй ступеней, при этом линия дополнительно снабжена устройством для измельчения магнитной фракции, размещенным между магнитными сепараторами первой и второй ступени, а в качестве устройств для фильтрации магнитной и немагнитной фракций используют дисковые вакуумные фильтры.

Описание изобретения к патенту

Техническое решение относится к энергетике, а именно к утилизации золы энергетических станций от сжигания бурых и каменных углей, и может быть использовано для разделения золошлаковых отходов ТЭС на магнитную и немагнитную фракции без применения химических реагентов.

Известна поточная линия для выделения редких и редкоземельных элементов из золошлаков тепловых электростанций, включающая последовательно соединенные аппарат приемки, аппараты магнитной сепарации, аппарат электроплавки, аппарат дробления, аппараты экстракции и реэкстракции металла (см. Охотин В.Н., Медведев В.И. и др. Комплексная переработка зол от сжигания подмосковных углей с выделением ценных компонентов. - Энергетическое строительство. - 1994, № 7, с.67-69).

Недостатком известной линии является ее высокая стоимость, обусловленная включением большого количества разного технологического оборудования.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является поточная линия для выделения ценных компонентов из золошлаковых отходов, включающая бункер, последовательно установленными после бункера флотационными машинами для выделения ксеносфер и классификаторами для разделения материала по классам крупности. Линия также содержит устройства для магнитной сепарации в сильном и слабом полях, электростатические сепараторы, аппараты для выщелачивания, фильтрами и сушилками, установленными последовательно после классификатора (см. патент RU № 2393020, МПК⁸ В03В 9/06).

Недостатками известной линии являются содержание в ней большого количества разного технологического оборудования, использование химических реагентов, что ведет к удорожанию получаемой на нем продукции при низкой эффективности и длительности периода переработки золоотвалов до полного их уничтожения с целью освобождения от них земель.

Задачей технического решения является ускоренная переработка золошлаковых отходов ТЭС с целью разделения их при минимальных затратах на магнитную фракцию в виде железосодержащего концентрата с высоким содержанием железа - до 65% и немагнитную фракцию, используемую в качестве сырья в производстве огнеупоров, высококачественных цементов и других строительных материалов.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение экономичности линии, за счет ускоренной и эффективной переработки золошлаковых отходов и снижения количества оборудования разного функционального назначения.

Технический результат достигается тем, что в линии для переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций, содержащей последовательно соединенные устройство приема золошлаковых отходов, устройства для магнитной сепарации и фильтрации, устройство приема золошлаковых отходов выполнено в виде промывочного агрегата, состоящего из емкости с механической мешалкой или соплами для подвода воды под напором и трубопроводом для подачи воды, в качестве устройств для магнитной сепарации используют барабанные высокоградиентные магнитные сепараторы как минимум первой и второй ступени, при этом линия дополнительно снабжена устройством для измельчения магнитной фракции, размещенным между магнитными сепараторами первой и второй ступени, а в качестве устройств для фильтрации магнитной и немагнитной фракций используют дисковые вакуумные фильтры.

Снабжение поточной линии промывочным агрегатом, снабженным трубопроводом для подачи воды, соединенным с барабанным высокоградиентным магнитным сепаратором первой ступени, позволяет подготовить золошлаковые отходы, первоначально разделив их с помощью подачи большого объема воды и механического воздействия, и наиболее полно отделить магнитную фракцию, подав пульпу на высокоэффективный магнитный сепаратор первой ступени с отводом немагнитной фракции, обеспечивая ускоренную и эффективную переработку золошлаковых отходов, повышая экономичность линии.

Именно снабжение линии барабанными высокоградиентными магнитными сепараторами как минимум двух ступеней для выделения из разжиженной пульпы магнитной фракции с размещением между ними устройства для измельчения магнитной фракции, поступающей после магнитного сепаратора первой ступени и дисковыми вакуумными фильтрами, позволяет ускорить процесс отделения при наиболее полном количественном отделении магнитной фракции с содержанием железа до 65% в извлекаемом железосодержащем концентрате с выделением немагнитной составляющей, максимально обезвожить каждую фракцию до влажности 6-10% и отправить на склады хранения, повышая эффективность работы линии.

На фигуре изображена схема линии переработки золошлаковых отходов ТЭС.

Линия включает промывочный агрегат 1, выполненный в виде емкости с механической мешалкой или соплами для подвода воды под напором, снабженной трубопроводом 2 для подачи золошлаковых отходов и трубопроводом 3 для подачи воды. Промывочный агрегат 1 соединен трубопроводом с барабанным высокоградиентным магнитным сепаратором 4 первой ступени, снабженным трубопроводом 5 для подачи воды, трубопроводом 6 для отвода магнитной фракции и трубопроводом 7 для отвода немагнитной фракции. Линия дополнительно содержит устройство для измельчения 8, выполненное, например, в виде шаровой мельницы. Кроме того, линия содержит барабанный высокоградиентный магнитный сепаратор 9 второй ступени, при этом устройство для измельчения 8 установлено между магнитными сепараторами первой и второй ступеней. Барабанный высокоградиентный магнитный сепаратор 9 второй ступени снабжен входными трубопроводами 10 и 11 подачи соответственно магнитной фракции из устройства для измельчения 8 и подачи воды и выходными трубопроводами 12 и 13 для отвода соответственно магнитной и немагнитной фракций. Линия содержит устройства фильтрации в виде дисковых вакуумных фильтров 14 и 15 для обезвоживания соответственно магнитной и немагнитной фракций, соединенные с транспортерами для подачи фракций на склад хранения.

Линия работает следующим образом.

Золошлаковые отходы из хранилища (полигона) или непосредственно из трубы ТЭС по трубопроводу 2 подают в емкость промывочного агрегата 1. Одновременно в емкость промывочного агрегата 1 по трубопроводу 3 подают воду. Пои помощи механической мешалки или при подаче воды под напором происходит разделение отходов на фракции, а именно: песок, железосодержащий концентрат (ЖСК), алюмосиликатная масса и прочее. Из промывочного агрегата 1 пульпу при соотношении 1:20-1:15 твердого вещества и воды подают в барабанный высокоградиентный магнитный сепаратор 4 первой ступени для отделения магнитной фракции от немагнитной фракции (хвостов). Барабанный высокоградиентный магнитный сепаратор подбирается в зависимости от размера извлекаемых железосодержащих частиц, чем меньше частицы, тем сильнее магнитное поле. Из барабанного магнитного сепаратора первой ступени магнитную фракцию по трубопроводу 6 подают в устройство для измельчения 8, например в шаровую мельницу тонкого помола, а из нее по трубопроводу 10 - на высокоградиентный магнитный сепаратор барабанного типа 9 второй ступени, одновременно в магнитный сепаратор второй ступени по трубопроводу 11 подается вода. Немагнитную фракцию с магнитных сепараторов первой и второй ступеней подают на фильтрацию на дисковый вакуумный фильтр 15. Магнитную фракцию пульпы также подают на фильтрацию на дисковый вакуумный фильтр 14 для отделения воды. При фильтрации доводят влажность продуктов переработки до 6-10% и отправляют их на склад. Выделенная магнитная фракция - железосодержащий концентрат, содержащий до 65% железа, используется в металлургической промышленности, а немагнитная часть золошлаковых отходов с высоким содержанием алюминия пригодна для производства высококачественного цемента и других строительных материалов, для производства огнеупорных и керамических материалов.

На собранном действующем макете поточной линии весной 2009 года на одном из полигонов золошлаковых отходов Дальневосточного региона были проведены опытно-промышленные испытания предлагаемого оборудования по переработке золошлаковых отходов. Для извлечения магнитной фракции - железосодержащего концентрата из золошлаковых отходов ТЭС с содержанием железа (Fe) 7%, был применен высокоградиентный барабанный магнитный сепаратор марки СТН-612 с постоянным магнитом с силой магнитной индукции на поверхности барабана, равной 600 мТ. Использовался магнитный барабан диаметром 600 мм, длиной 1200 мм. Скорость вращения барабана - 24 оборота в минуту. Размер извлекаемых магнитных частиц от 2 до 0,01 мм. В качестве промывочного агрегата была применена металлическая емкость объемом 3 м ³. Перемешивание пульпы производилось с помощью направленного водяного потока. Обезвоживание полученных продуктов переработки не производилось. Действующий макет поточной линии работал 1 час 20 минут. Было переработано около 24 м³ золошлаковых отходов. Было получено около 1,6 м³ магнитной фракции - железосодержащего концентрата. Результаты испытаний были положительными, даже при применении только одной ступени барабанного магнитного сепаратора на действующем макете (из-за дефицита денежных средств). При содержании в золошлаковых отходах железа (Fe) в количестве 7%, в извлеченной магнитной фракции, после магнитного сепаратора, содержание железа (Fe) составило 45,6%. Содержание железа в немагнитной фракции (хвостах) составило около 1,5%.

Поточная линия, обеспечивающая экономичную, ускоренную переработку золошлаковых отходов и освобождение от них занимаемых земель с получением двух полезных для дальнейшей переработки фракций - железосодержащего концентрата и сырья для производства цемента и других строительных и огнеупорных материалов, найдет применение в области утилизации золошлаковых отходов ТЭС.