Комплекс для переработки шламовых отходов твердых горючих ископаемых

Авторы патента:

B03B7 - Комбинированные способы (сочетание мокрых и прочих способов) и устройства для разделения материалов, например для обогащения руд или отходов

Полезная модель относится к средствам для переработки и утилизации твердых отходов и может быть использована для обогащения с целью извлечения полезных минералов и утилизации углесодержащих отходов. Комплекс для переработки шламовых отходов твердых горючих ископаемых содержит грохот, сепаратор, а также транспортные системы для перемещения перерабатываемых шламовых отходов. Комплекс снабжен дополнительно двумя сепараторами, флотационным агрегатом, а также агрегатом сушки, измельчителем и теплоэлектроагрегатом, флотационный агрегат имеет емкость для приема перерабатываемых отходов и первым выходом соединен со входом грохота, причем второй выход флотационного агрегата соединен со входом первого сепаратора, а грохота - со входом второго сепаратора, выходы первого и второго сепараторов соединены со входом грохота, выход которого соединен со входом агрегата сушки, выход агрегата сушки соединен со входом измельчителя, а выход последнего - со входом третьего сепаратора, при этом выходы третьего сепаратора имеют возможность соединения с модулем хранения и переработки органического концентрата шламовых отходов, с модулем хранения минерального концентрата и/или с установкой гранулирования или брикетирования минерального концентрата, которая имеет возможность соединения с теплоэлектроагрегатом для получения электрической и тепловой энергии при сжигании гранул или брикетов, полученных из минерального концентрата.

Известен реализуемый комплексом оборудования способ переработки (обогащения) мелкофракционных концентратов содержащий приемный бункер для загрузки перерабатываемого сырья и подачи насосом воды для ее смешивания с сырьем и подачи в многоканальную улитку образованной в результате смешивания пульпы, которая подается транспортными системами на первый высокопроизводительный гидравлический грохот. Откалиброванное на грохоте пульпообразное сырье по пульпопроводу, проходное сечение которого регулируется заслонками, поступает в отстойник, в приемном бункере которого накапливается и постепенно осаждается твердая фаза гидросмеси (твердые частицы концентрата и самородные частицы выделяемого материала). Жидкая фаза тем временем, переливаясь через края приемного бункера, поступает в сгуститель. Осадок твердой фазы гидросмеси, подают в центробежный концентратор, в котором происходит обогащение твердой фазы гидросмеси, которая затем подается на магнитножидкостный сепаратор, где осуществляется разделение смеси на полезные минералы и отходы, которые раздельно подаются на транспортирующие устройства, к модулям складирования или последующей обработки.

(см. патент РФ, №2174448, В 03 В 7/00, 2001 г.) - наиболее близкий аналог. В результате анализа конструкции известного комплекса необходимо отметить, что его выполнение позволяет обеспечить разделение компонентов на полезные минералы и отходы, однако выполнение комплекса не предусматривает

дальнейшего использования полученных продуктов, что снижает ее функциональные возможности, а следовательно, и область ее использования. Необходимо также отметить, что при подаче, например посредством бульдозера сырья в приемный бункер, смешивание его с водой и дальнейшая подача на грохот не позволяют достаточно полно измельчить сырье, особенно, если оно сильно слежалось, что резко сокращает выход целевого продукта и приводит к необходимости повторной подачи сырья на грохот, что снижает производительность обработки.

Задачей настоящей полезной модели является разработка комплекса, обеспечивающего переработку твердых шламовых отходов горючих ископаемых, включающую разделение шламов на горючие (минеральные) и негорючие (органические) компоненты с обеспечением возможности использования полученных в результате переработки компонентов.

Поставленная задача обеспечивается тем, что в комплексе для переработки шламовых отходов твердых горючих ископаемых, содержащем грохот, сепаратор, а также транспортные системы для перемещения перерабатываемых шламовых отходов, новым является то, что комплекс снабжен дополнительно двумя сепараторами, флотационным агрегатом, а также агрегатом сушки, измельчителем и теплоэлектроагрегатом, флотационный агрегат имеет емкость для приема перерабатываемых отходов и первым выходом соединен со входом грохота, причем второй выход флотационного агрегата соединен со входом первого сепаратора, а грохота - со входом второго сепаратора, выходы первого и второго сепараторов соединены со входом грохота, выход которого соединен со входом агрегата сушки, выход агрегата сушки соединен со входом измельчителя, а выход последнего - со входом третьего сепаратора, при этом выходы третьего сепаратора имеют возможность соединения с модулем хранения и переработки органического концентрата шламовых отходов, с модулем хранения минерального концентрата и/или с установкой гранулирования или брикетирования минерального концентрата, которая имеет возможность соединения с теплоэлектроагрегатом для получения электрической и тепловой энергии при сжигании гранул или брикетов, полученных из минерального концентрата.

Конструкция заявленного комплекса позволяет получить из минеральной составляющей отходов топливо, путем его коагулирования и/или брикетирования, а из органической составляющей - сырье для широкой гаммы материалов, например, строительных. Весьма существенным является также и то, что конструкция комплекса обеспечивает возможность переработки(сжигания) полученного топлива для получения электроэнергии и питания ей потребительских сетей, а полученное при охлаждении турбогенератора тепло (горячая вода) используется для отопления помещений. Все это позволяет обеспечить полную утилизацию шламовых отходов с использованием всех их компонентов, обеспечить теплом и электроэнергией как сам комплекс, так и расположенные вблизи него потребители электроэнергии и тепла.

При проведении патентных исследований в уровне техники не выявлены решения, идентичные заявленному комплексу, а следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности «новизна».

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема комплекса для переработки шламовых отходов твердых горючих ископаемых.

Комплекс для переработки шламовых отходов твердых горючих ископаемых представляет собой соединенные транспортными системами модули и агрегаты, обеспечивающие проведение полного технологического цикла переработки шламовых отходов, в том числе и обеспечение возможности использования полученных в процессе переработки компонентов для получения тепловой и электрической энергии (горючая составляющая отходов) и сырья для изготовления изделий широкого спектра назначения, например, строительных (негорючая составляющая).

В настоящем описании под терминами «связан, соединен» следует понимать транспортные системы, обеспечивающие транспортировку (любые перемещения от модуля к модулю комплекса или от агрегата к агрегату) перерабатываемого сырья

и его компонентов в процессе осуществления технологического цикла переработки отходов.

Использованные в данном комплексе модули и агрегаты, транспортные системы, их монтаж и наладка не вызывает трудностей у специалистов и поэтому в материалах заявки они не раскрыты, тем более, что их выполнение не является предметом патентования.

Заявленный комплекс включает флотационный агрегат 1, связанный первым выходом с грохотом 2, а вторым - с первым сепаратором 3. Грохот связан со входом второго сепаратора 4. Выходы сепараторов 3 и 4 связаны со входом грохота 2, выход которого связан со входом агрегата сушки 5. Выход агрегата сушки 5 связан со входом измельчителя 6, а выход измельчителя 6 - с третьим сепаратором 7.

Сепаратор 7 имеет возможность соединения посредством транспортных систем:

- с модулем 8 хранения и использования органических компонентов;

- с модулем 9 складирования полученного минерального (угольного) концентрата;

- с агрегатом 10 гранулирования или брикетирования полученного угольного концентрата.

Агрегат 10 имеет возможность соединения с модулем 11 хранения сортового топлива и/или с агрегатом 12 для получения электроэнергии и тепла.

Комплекс функционирует следующим образом.

Для осуществления переработки сырье (шлам) подают в приемную емкость (бункер) флотационного агрегата 1. Подача может осуществляться грузовыми транспортными средствами, транспортерами или иным образом. В качестве флотационного агрегата может быть использована флотационная машина с пневмогидравлическим аэратором, позволяющая обогащать углесодержащие шламы с крупностью 0,5 мм и более методом пенной флотации с использованием как обычных флотационных реагентов для вспенивателя и собирателя, так и их комбинированных модификаций. В зависимости от исполнения комплекс может быть оснащен одно- или двухкамерной флотационной машиной. В результате

проведения флотации шлама на выходе получают два продукта: флотационный концентрат и отходы флотации.

С флотационной машины полученный концентрат поступает на грохот 2, где подвергается грохочению по заданному классу крупности и калибруется по размерам, после чего кондиционная часть сырья поступает на агрегат сушки 5.

Необходимо отметить, и это весьма важно, что в процессе флотации и грохочения сырья соответственно отходы флотации и грохочения поступают соответственно в первый 3 и второй 4 сепараторы. В качестве сепараторов в данном комплексе наиболее целесообразно использовать гидросепараторы. В гидросепараторах осуществляется разделение воды и отходов флотации и грохочения. Очищенная в гидросепараторах вода сливается в гидросистему или направляется в магистрали комплекса для осуществления его функционирования. Отходы флотации и грохочения подаются на вход грохота 2 для дальнейшей их переработки. Конструкции гидросепараторов которые могут быть использованы в данном комплексе известны и нет необходимости в их подробном описании.

С выхода грохота сырье, как уже отмечалось выше, подается на агрегат сушки 5. В качестве агрегата сушки может быть использована вихревая сушилка, содержащая вихревую камеру со шнековым питателем на входе, подающим сырье на сушку в полость камеры. Сушка осуществляется газом - теплоносителем, подаваемым в полость камеры тангенциально и рассредоточенно по ее длине, в результате чего в полости камеры образуются газоугольные закрученные вихревые потоки, причем основная часть угольной взвеси концентрируется в периферийном потоке, который выводится из полости камеры и обезвоженный шлам подается в измельчитель 6. В качества измельчителя в данном комплексе может быть использована мельница - дробилка, конструкция которой хорошо известна и не требует дополнительных пояснений.

Процесс дробления обезвоженного углешлама сопровождается его охлаждением (остыванием) до 120 градусов С. В дробилке осуществляется доизмельчение шлама с ликвидацией имеющихся сростов.

Охлажденный измельченный углешлам подхватывается потоком дымовых газов и подается на третий сепаратор 7, в качестве которого наиболее

целесообразно использовать пневмогравитационный электростатический сепаратор, где осуществляется разделение высушенного и измельченного шлама на органическую и минеральную составляющие.

Сепаратор содержит бункер для загрузки сепарируемого материала, откуда материал подают в технологическую камеру, в которой размещены высоковольтные электроды. В процессе трения друг о друга частиц углешлама в технологической камере, они получают электрический заряд, причем минеральная составляющая шлама заряжается отрицательно, а органическая - положительно, в результате чего частицы угля отклоняются к одному электроду, а минеральные частицы - к другому, то есть осуществляется разделение минеральной и органической частей шлама. Разделенные компоненты через выходные патрубки выводятся из технологической камеры. В зависимости от заданной схемы управления комплексом минеральный компонент может быть подан на модуль 9, и/или на агрегат 10. Органический компонент шлама подается на модуль 8.

При поступлении на агрегат 10 осуществляется его гранулирование и/или брикетирование минерального компонента. Такие агрегаты известны и нет необходимости в их подробном описании. С агрегата 10 готовый продукт поступает в зависимости от заданного цикла работы комплекса на модуль 11 хранения сортового топлива или в агрегат 12 (теплоэлектрогенератор) для получения электрической и тепловой энергии при его сжигании. В теплоэлектрогенераторе в процессе сгорания топлива оно превращается в генераторный газ и подается на двигатель внутреннего сгорания, который является приводом электрогенератора. Охлаждающая двигатель внутреннего сгорания вода используется как теплоноситель в системах обогрева помещений. Конструкция используемого в комплексе теплоэлектрогенератора известна.

Комплекс для переработки шламовых отходов твердых горючих ископаемых, содержащий грохот, сепаратор, а также транспортные системы для перемещения перерабатываемых шламовых отходов, отличающийся тем, что комплекс снабжен дополнительно двумя сепараторами, флотационным агрегатом, а также агрегатом сушки, измельчителем и теплоэлектроагрегатом, флотационный агрегат имеет емкость для приема перерабатываемых отходов и первым выходом соединен с входом грохота, причем второй выход флотационного агрегата соединен со входом первого сепаратора, а грохот - с входом второго сепаратора, выходы первого и второго сепараторов соединены с входом грохота, выход которого соединен с входом агрегата сушки, выход агрегата сушки соединен с входом измельчителя, а выход последнего - с входом третьего сепаратора, при этом выходы третьего сепаратора имеют возможность соединения с модулем хранения и переработки органического концентрата шламовых отходов, с модулем хранения минерального концентрата и/или с установкой гранулирования или брикетирования минерального концентрата, которая имеет возможность соединения с теплоэлектроагрегатом для получения электрической и тепловой энергии при сжигании гранул или брикетов, полученных из минерального концентрата.