Переработка отходов углеобогащения

В нашей стране свыше 1 млн т отходов углеобогащения используют в качестве топливной и отощающей добавки (10-15 %) к шихте для производства кирпича из глины. Перспективно их использование и в качестве основного сырья для формирования изделий эффективной пустотелой строительной керамики. При этом за счет экономии технологического топлива (в результате использования горючих, содержащихся в отходах) и исключения затрат на добычу глинистого сырья значительно снижается себестоимость продукции.

Анализ химического состава технологических отходов углеобогатительных фабрик показал достаточно стабильное содержание в них АI₂О₃ и SiО₂, что позволяет использовать их как сырье для производства керамических изделий. В исходном состоянии эти отходы не размокают в воде, но после дробления и помола их глинистая составляющая высвобождается и отходы приобретают способность образовывать с водой пластичную массу, из которой может быть сформован кирпич-сырец, превосходящий по некотоpым свойствам аналогичные изделия из обычной глины. Производство глиняного (красного) кирпича заключается в обжиге формованной глиняной массы, в которую добавляют опилки, некоторые органические отходы, просеянный уголь в качестве топливного (выгорающего) компонента. Для уменьшения усадки при сушке и обжиге, а также для предотвращения деформации и трещин изготовляемых керамических изделий в жирные пластичные глины вводят природные (кварцевые пески) или искусственные (дегидратированная глина, шамот) отощающие материалы. Обжиг изделий из таких отходов обычно проводят в условиях, обеспечивающих завершение процесса выгорания углерода к моменту начала интенсивного спекания черепка.

Производство аглопорита. Уголь, содержащийся в отходах углеобогащения, может быть использован как топливо при их термической переработке (в смеси с глинистыми породами) в кирпич, керамику и в другие строительные материалы. Таким способом получают, например, аглопорит – искусственный легкий пористый заполнитель для бетонов, производство которого налажено в ряде зарубежных стран и развивается в нашей стране.

Технология производства аглопорита может быть различной. На ряде заводов она заключается в термической обработке методом агломерации гранулированной шихты из глинистых пород или отходов добычи, обогащения и сжигания углей с последующим дроблением получающегося в результате спекания «коржа» и выделением при рассеве требуемых фракций заполнителя.

Аналогично можно перерабатывать отходы обогащения горючих сланцев.

Производство диоксида серы. Проводимое с целью уменьшения содержания серы в угле обогащение сопровождается образованием углистого колчедана, содержащего 42-46 % серы и 5-8 % углерода. Его запасы только в Подмосковном угольном бассейне достигают 60 млн т.

Углистый колчедан является потенциальным сырьем для производства серной кислоты, однако непосредственная его переработка в SO₂ путем обжига приводит к получению низкоконцентрированных газов (в результате их разбавления образующимся СО₂) и связана с техническими трудностями ввиду необходимости отвода избыточного тепла экзотермических реакций. Высокотемпературная переработка углистого колчедана совместно с гипсом (40-45 %) в механических печах не обеспечивает разложения последнего больше, чем на 20 %, и приводит к образованию высокосернистого (10-15 % S) огарка.

В промышленной практике нашел использование способ производства SO₂ путем термической переработки флотационного колчедана совместно с сульфатами железа, являющимися отходами процессов травления металлов в черной металлургии и метизной промышленности, при получении пигментного TiO₂. Выход сульфатов железа в этих производствах составляет примерно 500 тыс. т/г. в виде FеSО₄·7Н₂О. Целесообразно в этом процессе флотационный колчедан заменить на углистый.

На практике соотношение S_{сульфатная}:S_{сульфидная} берут исходя из теплового баланса, обеспечивающего автотермичность экзотермической реакции обжига углистого колчедана и процесса эндотермического разложения сульфатов железа. Обжиговые газы, максимальная концентрация SO₂ в которых не превышает 18,3 %, направляют в промывное отделение сернокислотного производства.