Отходы угледобычи

Использование в цементном производстве отходов и побочных продуктов других отраслей промышленности способствует не только экономии топлива, электроэнергии и сырья, но и увеличивает объем выпуска продукции, сокращает площади хозяйственно пригодных земель, отводимых под карьеры и отвалы, улучшает экологические условия.

Использование углеотходов:

· в производстве кирпича позволяет получить кирпич с высокими строительно-техническими характеристиками и сэкономить топливно-энергетические ресурсы за счет горения имеющегося угля в составе углеотходов;

· в производстве портландцементного клинкера углеотходы полностью или частично заменяют глинистый компонент сырьевой шихты, при этом приводят к уменьшению расхода газа для обжига клинкера, улучшают работу печного агрегата.

Полученный клинкер обладает высокой активностью, производимый при этом цемент обладает высокими строительно-техническими свойствами.

Товарный же уголь используется в теплоэнергетике. После теплоэнергетического использования образуется зола, которая используется в качестве стройматериалов, в производстве удобрений. Зольные отходы используются как вяжущие материалы (золодобавки к цементу, известковозольные, известкошлаковые), инертные наполнители (из них в результате переработки производится аглопорит, обжиговый и безобжиговый гравий; без переработки используются в строительстве (кирпич, легие бетоны и асфальт)). Из зольных расплавов получают каменное литье, шлакопемзу, шлаковату [1, 2].

Уголь содержит большое количество химических элементов в виде различных солей, входящих в его минеральную и органическую части. Наибольшая концентрация редких элементов имеет место в малозольных углях, в которых они тесно связаны с органическим веществом угля.

Некоторые угли содержат в заметных количествах F, Co, Br, Sr, Ce, Eu, Tb, Yb, Lu, W, Pt, Pd. В последние годы большое промышленное значение приобретают рассеянные и редкие элементы – Ge, Ga, Sc, Mo.

Даже при содержании сотых и даже тысячных долей процента редких и рассеянных элементов от массы угля извлечение их может быть выгодно.

Анализируя таблицу 2 среднего содержания элементов в угольном пласте Великан - II, сравнивая значения с минимальными промышленно-значимыми содержаниями, целесообразно извлекать следующие элементы: F, Ba, Hf, Re. В золах углей пласта Великан - II значения таких элементов как F, P, Co, Sr, Ba, Ce, Sm, Eu, Tb, Lu, W, Re, Bi превышают минимальные промышленные содержания, и их извлечение имеет смысл.

Для пласта Великан - II вскрышными породами будут являться следующие породы: аргиллиты, алевролиты, песчаники, алевро-песчаники, конгломераты, кальцитовый цемент, алевролиты. Все эти породы могут использоваться в строительной индустрии. В некоторых породах значение химических элементов превышает их кларковое содержание, а некоторые элементы даже выгодно извлекать.

В породах, слагающих слои:

- в аргиллитах кларковое содержание превышают следующие элементы: литий, бериллий, скандий, титан, железо, медь, цинк, рубидий, иттрий, циркон, ниобий, молибден, олово, церий, европий, иттербий, лютеций, гафний, тантал, свинец, торий;

- в алевролитах кларковое содержание превышают скандий, хром, железо, кобальт, цинк, ниобий, молибден, барий, церий, европий, тербий, иттербий, свинец и уран;

- в алевро-песчаниках кларковое содержание превышают следующие элементы: литий, бериллий, скандий, титан, хром, никель, медь, цинк, сурьма, молибден, барий, церий, европий, гафний, свинец, уран;

- в песчаниках кларковое содержание превышают: литий, скандий, марганец, железо, кобальт, мышьяк, иттрий, молибден, европий.

В углевмещающих породах:

- в аргиллитах кларковое содержание превышают следующие элементы: бериллий, фосфор, скандий, хром, железо, кобальт, медь, цинк, ниобий, молибден, олово, церий, европий, лютеций, гафний, свинец,;

- алевролитах кларковое содержание превышают литий, бериллий, фосфор, скандий, титан, хром, железо, кобальт, никель, медь, цинк, мышьяк, сурьма, ниобий, молибден, церий, европий, тербий, лютеций, гафний и свинец;

- в алевро-песчаниках кларковое содержание превышают следующие элементы: литий, скандий, титан, кобальт, никель, медь, цинк, мышьяк, сурьма, иттрий, ниобий, европий и лютеций, гафний;

- в песчаниках кларковое содержание превышают: литий, фосфор, скандий, титан, ванадий, хром, железо, никель, медь, цинк, иттрий, ниобий, молибден, циркон, церий, европий, тербий, иттербий, лютенций, гафний, свинец.

Анализируя таблицу среднего содержания элементов в угольных пластах Черногорского месторождения можно сделать вывод, что целесообразно извлекать такие элементы как F, P, Co, Sr, Ba, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu, W, Re, Bi, Th.

Извлечение: Li, Sc, Cr, Fe, Zn, Pb  

Извлечение Li, Sc, Fe,Nb, Pb, P, Cr, Co, Eu  

3 Технологическая схема переработки углей и отходов

Каменный уголь

Добыча

Обогащение

Отходы

Доизвлечение угля

Хим.-технол. пр-во

Дорожное стр-во

Стройматериалы

Кирпич

Аглопорит

Вяжущие мат-лы

Цемент

Комб. вяжущие мат-лы

Дорожные основания Строит. щебень Подстил. слои дорожных одежд Балансировка ж/д путей  

С/х

Микроэл-ты

Удобрения

Уголь

Теплоэнергетика

ЗШО

Производство удобрений

Отходы

Стройматериалы

Расплав

Каменное литье

Шлакопемза

Шлаковата

Инертные наполнители

Без переработки

Переработанные

Кирпич Легкие бетоны и асфальт Золобетон Мелкие блоки из золобетона  

Аглопорит

Обжиговый гравий

Безобжиговый гравий

Вяжущий материал

Золо-добавки к цементу

Известковозольные

Известкошлаковые

Отходы

Вскрышные породы

Глинистые

Песчано-гравийные

Дорож. ст-во

Стекло

Производство бетона и асфальта

стройматериалы

Соединения Al

Кирпич

Гидрогенизация

Синтетическое топливо

Химические продукты

Полукоксование

Полукокс

Подсмольная вода

Газ

Полукоксовая смола

Остаток

Активированный уголь

Битумы

Сырые фенолы

Шпалопропиточное масло

Парафиновое масло

Восковая смола

Клей

Металлургия

Тепло, электроэнергия

Коксование с исп. жирных углей

Газ

Аммиак

Смола

Хим. продукты

Нафталин Масла Фенолы Пек Сульфат аммония Серная кислота Лак

Кокс

Сорбент

СО+О₂

Каменноугольный кокс

Произв-во чугуна

Газификация

Газ восстановитель

Металлургия

Синтез. газ

Твердые отходы

Стройматериалы

Извлеч. F, Sc, Co, Br, Sr, Zr, Nd, Ba, Ce, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu, Hf

Извлечение: F, Sc, Rb, Y, Eu, Th, Ce  

Рис. 3 Технологическая схема переработки углей и отходов

Кровля Пластмасса Дорожный деготь  

СН₄ Н₂ Хим. продукты Синтетическое топливо

Заключение

В результате лабораторной работы было изучено геологическое строение минерального и химического состава углей и вмещающих пород Черногорского месторождения, изучены возможности комплексного освоения месторождения, а также отходов добычи и переработки, описаны возможности извлечения попутных компонентов с их перечислением, составлена технологическая схема переработки углей и отходов Черногорского месторождения.

Также была составлена принципиальная схема переработки углей месторождений полезных ископаемых, исходя из экологических, экономических требований.

Список литературы

1. http://www.wasterecycling.ru/archive_journal/dekabr_2006_6/promothodi/othodiugledobichi.jdx

2. http://www.uzsm.uz/ru/section.scm?sectionId=3136&contentId=3165

Дата добавления: 2015-08-09