что такое промпродукт в обогащении
Обогащение угля: этапы и способы
Не секрет, что горняки добывают в шахтах и на разрезах далеко не чистый уголь. Извлекаемая порода содержит в себе множество примесей, которые снижают качественные характеристики полезного ископаемого.
Уголь в первозданном виде непригоден для дальнейшего использования, поэтому его надо отделять от ненужных минеральных компонентов в горной массе
Процесс разделения давно называется обогащением — проходит оно в несколько этапов и самыми разнообразными способами.
Подготовка угля
Добытую на разрезе или в шахте породу горняки отгружают в спецтехнику, которая доставляет её на горно-обогатительную фабрику. Там горная масса проходит начальный этап обогащения – подготовку.
Первичную породу сортируют на классы по размеру кусков и наличию минеральных включений. Главная задача – выявить углесодержащие компоненты.
Для отделения фракций угля ГОФы на специальном оборудовании проводят процедуры грохочения и дробления.
Сначала порода загружается в грохоты – аппараты в виде одного или нескольких коробов с ситами или решетами с калиброванными отверстиями. Куски породы просеивают, после чего сортируют по фракциям в классификаторах.
Все классификаторы работают примерно по одной схеме: пульпа (смесь угля и жидкости) непрерывно поступает в заполненный водой сосуд. Крупные частицы угля быстро оседают на дно сосуда, а мелкие «уходят» вместе с пульпой через сливной порог.
Затем отсортированную породу измельчают до необходимых размеров при помощи дробильных установок.
Стандартная классификация крупности угля включает в себя следующие виды: плитный (более 100 мм), крупный (50-100 мм), орех (26-50 мм), мелкий (13-25 мм), семечко (6-13 мм), штыб (менее 6 мм). Также есть так называемый рядовой уголь, который имеет неограниченные размеры.
«Простое» обогащение
Непосредственно для обогащения угольщики прибегают к массе методов. Среди них есть довольно простые: например, ручная сортировка, когда уголь отделяют от горной массы вручную, ориентируясь только по его внешним отличительным признакам.
Ещё один метод — обогащение по трению – основан на форме частиц угля и разной величине их коэффициентов трения. Его суть такова: куски угля обогащают на наклонной поверхности. Имея разный коэффициент трения, они движутся с разной скоростью и траекторией движения, что позволяет им самостоятельно отделяться друг от друга.
Флотация
Флотационный способ основан на свойстве минеральных частиц: находясь в воде, они прилипают к поверхности воздушных пузырьков. Для обогащения угля данным методом используются специальные машины (пневматические, механические или механопневматические).
В устройство загружается пульпа, через которую оно пропускает пузырьки воздуха – к ним прилипают только угольные зёрна. Полученный пенный продукт устремляется на поверхность смеси и образует на ней слой минеральной пены, который отправляют в концентрат.
Эффективность флотационного метода увеличивают реагенты. Это могут быть продукты нефтепереработки (керосин, соляровое масло, нефть) или продукты переработки самого угля (фенолы, антраценовое масло, сырой бензол).
Гравитационное обогащение
В основе гравитационного метода обогащения угля лежит его разная плотность и скорость движения в воздушной или водной среде.
Так называемый мокрый процесс обогащения может проводиться на концентрационных столах, в тяжёлых средах, моечных желобах, гидроциклонах или же при помощи отсадки на специальных машинах.
Моечный желоб — плоское корыто с невысокими бортами, которое ставится под небольшим уклоном. Пульпа проходит через аппарат, осевшие частицы угля выделяются через разгрузочную камеру желоба. Сейчас такие аппараты используются очень редко из-за невысокой производительности.
Концентрационные столы больше подходят для обогащения высокосернистых коксовых углей и пирита – не характерных для России видов угля, поэтому в нашей стране практически не применяются.
Зато большое распространение получили отсадочные машины. Они разделяют угольную смесь на частицы с разной плотностью при помощи движущихся в них восходящих и нисходящих потоках воды с разной скоростью. Отсадку используют и для мелких углей (12-0,5 мм), и для крупных (10-12 мм).
Данный метод обогащения более эффективен, чем другие мокрые способы, но за исключением обогащения в тяжёлых жидкостях.
Тяжёлые жидкости – это водные растворы неорганических солей и минеральные суспензии. Их плотность выше, чем плотность угля, но в то же время меньше, чем плотность первичной породы. Поэтому уголь, оказавшись в растворе или суспензии, всплывает на поверхность, а лишние материалы тонут.
Концентраты, полученные в результате мокрого обогащения, содержат в себе много воды, поэтому обязательно подвергаются обезвоживанию.
Сухой метод обогащения разделяет уголь в воздушной среде с помощью другого оборудования – сухих лотков, пневматических сепараторов или машин.
Материал подаётся на рабочую поверхность оборудования и сортируется под действием восходящего или пульсирующего воздушного потока с параллельным встряхиванием. Зёрна угля в зависимости от плотности и крупности разделяются за счёт перемещения в разных направлениях.
Благодаря обогащению уголь из первичной горной массы превращается в первичный концентрат, оставшиеся породы отходами.
Конечный продукт
Полученный первичный концентрат подвергается доводке – чтобы получить материал, который будет полностью соответствовать принятым стандартам. Конечный продукт с ГОФ отправляется потребителям.
На выходе обогатительные фабрики получают концентрат, который содержит наибольшее количество горючей массы с минимальным числом лишних примесей. За счёт этого повышается самое главное качество концентрата – теплота сгорания.
Ещё в процессе обогащения образуется так называемый промпродукт – смесь сростков угольных и породных компонентов. В большинстве случаев его отправляют на повторное обогащение, но иногда реализуют в качестве котельного топлива.
И третий продукт углеобогащения, который содержит в себе в основном породные минералы, — это отходы обогащения (по-другому из называют микстами). В составе некоторых отходов есть достаточное для переработки количество угля, поэтому их тоже иногда отправляют на повторное обогащение.
Остальные миксты угольные предприятия, как правило, складируют в хвостохранилищах. Но постепенно в угольной отрасли получает распространение переработка углесодержащих отходов (например, получение брикетов).
Что такое промпродукт в обогащении
Термины и определения
Coal. Preparation. Terms and difinitions
Дата введения 2017-04-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 179 «Твердое минеральное топливо»
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 10 декабря 2015 г. N 48)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Беларусь
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 февраля 2016 г. N 88-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 17321-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2017 г.
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 3, 2020 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
Введение
Установленные в стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий данной области знания.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Не допустимые к применению термины-синонимы приведены в круглых скобках после стандартизованного термина и обозначены пометой «Ндп».
Приведенные определения можно при необходимости изменить, вводя в них произвольные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, относящиеся к определенному понятию. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте.
В тех случаях, когда в термине содержатся все необходимые и достаточные признаки понятия, определение не приводится, и вместо него ставится прочерк.
В стандарте приведены иноязычные эквиваленты стандартизованных терминов на английском (en) языке.
В стандарте приведен алфавитный указатель терминов на русском языке, а также алфавитный указатель иноязычных эквивалентов на английском языке.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области обогащения угля.
Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы, входящих в сферу действия стандартизации или использующих результаты этой деятельности. Для правильного ограничения области применения терминов и определений в случае их цитирования или публикации в отрыве от контекста, необходимо вставлять сразу за термином после тире ограничительное слово «угля».
Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы, входящих в сферу действия стандартизации или использующих результаты этой деятельности.
2 Общие понятия
2.1 обогащение угля (Ндп сепарация угля, промывка угля, сортировка угля): Обработка угля для повышения содержания в нем горючей массы удалением негорючих компонентов.
en coal preparation
2.2 сухое обогащение: Отделение примесей от угля вручную или механическими методами, что позволяет избежать использования жидкости.
2.3 мокрое обогащение: Механическое отделение примесей от угля методами, использующими жидкость.
2.4 двухпродуктовое обогащение угля: Обогащение угля, в результате которого получается два продукта.
en two-product coal preparation
2.5 трехпродуктовое обогащение угля: Обогащение угля, в результате которого получается три продукта.
en three-product coal preparation
2.6 углеобогатительная фабрика, обогатительная фабрика (Ндп мойка, реомойка): Промышленное предприятие, предназначенное для обогащения углей.
en coal preparation plant
2.7 углесортировка: Промышленное предприятие для рассортировки угля на классы.
en classification of coal
2.8 водно-шламовое хозяйство углеобогатительной фабрики (Ндп шламо-водное хозяйство): Совокупность машин, аппаратов и сооружений для обогащения, улавливания, сгущения и обезвоживания шламов и осветления оборотной воды.
en water slurry circuit
2.9 качественно-количественная схема обогащения угля, качественно-количественная схема: Схема технологического процесса обогащения угля, отображающая количество и качество продуктов, полученных в процессе обогащения.
en qualitative and quantitative flowsheet of coal preparation
2.10 схема соединения оборудования углеобогатительной фабрики: Схема технологической последовательности оборудования, установленного на обогатительной фабрике.
en equipment flowsheet of coal preparation plant
2.11 технологическая схема обогащения: Совокупность всех последовательных технологических операций обработки минерального сырья на обогатительных фабриках.
en process flowsheet of coal preparation
2.12 рядовой уголь (Ндп необогащенный уголь): Добытый уголь, не подвергшийся обработке.
2.13 обогащенный уголь; товарный уголь: Уголь, получаемый в процессе обогащения (сухого или мокрого).
en cleaned coal; clean coal
2.14 исходное питание: Уголь, подаваемый на машины и в аппараты углеобогатительной фабрики.
2.15 оборотная вода (Ндп циркулирующая вода, циркуляционная вода, моечная вода): Вода, многократно используемая в технологическом процессе обогащения угля.
en circulating water
2.16 добавочная вода: Вода для возмещения потерь оборотной воды с продуктами обогащения угля.
2.17 транспортная вода: Вода, используемая в технологическом процессе обогащения для транспортирования обрабатываемого угля.
en transport water
2.18 пульпа: Жидкая неоднородная система, содержащая взвешенные частицы угля.
3 Основные процессы обогащения угля
3.1 гравитационное обогащение (Ндп гравитация): Обогащение угля, основанное на различии плотностей разделяемых компонентов.
en gravity concentration
3.2 отсадка угля (Ндп мойка, сепарация угля): Гравитационное обогащение угля в вертикальном пульсирующем потоке жидкости.
3.3 цикл пульсации отсадки: Время между началом и концом периодически повторяющегося движения отсадочной постели и воды в процессе отсадки.
en cycle pulsation of jigging
3.4 отсадочная постель: Масса материала на решете в отсадочном отделении, находящаяся под воздействием пульсирующего потока.
3.5 разрыхленность отсадочной постели: Степень удаления отдельных частиц отсадочной постели друг от друга.
en looseness of jig bed
3.6 подрешетная вода (Ндп подпоршневая вода, подпорная вода, нижняя вода): Вода, подаваемая под решето отсадочной машины.
en uderscreen water
en dense medium cleaning
3.8 утяжелитель (Ндп суспензоид): Компонент тяжелой среды, обеспечивающий ее заданную плотность.
3.9 регенерация тяжелой среды: Восстановление технологических свойств тяжелой среды.
en dense medium regeneration
3.10 пневматическое обогащение угля (Ндп пневматическая сепарация): Гравитационное обогащение угля в вертикальном пульсирующем потоке воздуха.
en pneumatic cleaning
3.11 флотация угля: Обогащение мелкого угля в водной среде, основанное на различии смачиваемости частиц, обработанных флотационными реагентами, всплывании и накоплении их на поверхности пульпы.
3.12 пенная флотация: Флотация угля, характеризующаяся накоплением флотируемых частиц на поверхности пульпы в виде трехфазной пены, образуемой при введении в пульпу воздуха.
en froth flotation
3.13 реагент-собиратель, коллектор: Реагент, добавляемый в пульпу для содействия адгезии между частицами угля и пузырьками воздуха.
en collecting agent; collector
3.14 пеногаситель: Устройство, для уменьшения объема пенных флотационных концентратов путем деаэрации.
3.15 вакуумная флотация угля: Пенная флотация, в которой воздух, необходимый для осуществления процесса, выделяется из пульпы в результате перепада давлений.
en vacuum flotation
3.16 масляная флотация: Флотация угля, характеризующаяся накоплением флотируемых частиц на поверхности пульпы в виде крупных агрегатов, образуемых при введении в пульпу масла.
3.17 флотационные реагенты: Вещества, применяемые для осуществления процесса флотации.
en flotation agents
3.18 вспениватели (Ндп пенообразователи): Реагенты, способствующие образованию пены.
en frothing agents
3.19 собиратели (Ндп коллекторы): Реагенты, понижающие смачиваемость частиц флотируемой пульпы, переводимых в пену.
en collecting agents
3.20 активаторы: Реагенты, усиливающие действие собирателей.
en activating agents
3.21 подавители (Ндп депрессоры): Реагенты, повышающие смачиваемость частиц флотируемой пульпы, переводимых в отходы.
3.22 скорость флотации угля (Ндп группа фюзинита): Количество частиц, флотируемых в единицу времени.
3.23 кинетика флотации угля: Характер изменения скорости флотации угля во времени.
en flotation kinetics
3.24 элементарный акт флотации: Прикрепление минеральной частицы, находящейся в водной среде, к пузырьку воздуха.
en elementary act of flotation
3.25 аэрация пульпы: Введение в пульпу воздуха.
3.26 электрическое обогащение угля: Обогащение угля в электрическом поле, основанное на различии электрических свойств разделяемых компонентов.
en electric separation
3.27 магнитное обогащение угля (Ндп магнитная сепарация): Обогащение угля в магнитном поле, основанное на различии магнитных свойств разделяемых компонентов.
en magnetic separation
3.28 центробежное обогащение угля: Обогащение угля в центробежном поле, основанное на различии плотностей разделяемых компонентов.
en centrifugal preparation of coal
3.29 химическое обогащение угля: Обогащение угля, основанное на удалении из него негорючих компонентов химическим способом.
Промежуточные продукты переработки полезных ископаемых и правовое регулирование обращения с ними
Мария Михайловна Туманова, независимый эксперт при Минюсте России;
Владимир Викторович Козырев, зам. генерального директора по строительству ООО «Озерновский ГМК»
В процессе переработки золотосодержащих руд с целью извлечения полезного ископаемого образуются отходы производства, однако также может образовываться дополнительное минеральное сырье в виде промежуточного продукта.
Полученное при переработке вторичное минеральное сырье, или промежуточный продукт, может иметь ценность для предприятия. В связи с этим, а также в связи с рациональным и комплексным использованием полезных ископаемых многие предприятия перерабатывают промежуточный продукт повторно с целью доизвлечения полезного ископаемого.
В действующем российском законодательстве данный вопрос не урегулирован в полной мере. Правовое регулирование смежных вопросов осуществляется законодательством о недрах, об отходах производства, а также законодательством о драгоценных металлах.
В статье будут рассмотрены вопросы определения понятия промежуточного продукта, получаемого в процессе переработки на ЗИФ, отнесения промежуточного продукта к отходам добычи, а также схемы легализации переработки промежуточного продукта
В соответствии со ст. 22 Закона РФ от 21 февраля 1992 г. № 2395-I «О недрах» пользователь недр имеет право использовать отходы добычи полезных ископаемых, образовавшиеся в результате деятельности данного пользователя недр, и связанных с ней перерабатывающих производств, если иное не оговорено в лицензии или в соглашении о разделе продукции.
Таким образом, законодательство о недрах относит отходы, образовавшиеся в результате деятельности пользователя недр и связанных с ней перерабатывающих производств, к отходам добычи полезных ископаемых и разрешает пользователям недр использовать данные отходы в дальнейшем.
В свою очередь законодательство об отходах производства устанавливает, что отходы производства — это вещества или предметы, которые образованы в процессе производства, выполнения работ, оказания услуг или в процессе потребления, которые удаляются, предназначены для удаления или подлежат удалению в соответствии с федеральным законом.
В соответствии с п. 12 ГОСТ Р 52793-2007 «Металлы драгоценные. Термины и определения», утвержденным приказом Ростехрегулирования от 24.12.2007 № 388-ст, содержащие драгоценный металл (отвальные) хвосты (в обогащении) являются отвальными отходами обогащения содержащего драгоценный металл минерального сырья, в котором содержание драгоценного металла ниже, чем в исходном сырье.
Пунктом 41 данного приказа установлено, что отвальный отход драгоценного металла — это продукт, образующийся при производстве драгоценного металла, содержащий такое количество драгоценного металла, извлечение которого при современном уровне технологии нерентабельно, и отправляемый в отвал.
При этом «Правилами безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых», утвержденными приказом Ростехнадзора № 599 от 11.12.2013, установлено, что хвосты — продукт переработки с содержанием ценного компонента ниже, чем в исходном материале.
Таким образом, исходя из содержания вышеуказанных норм, действующее законодательство относит (отвальные) хвосты (в обогащении) к отходам производства и потребления.
Ошибочно считается, что переработка образованного отхода является утилизацией отхода и только в таком случае соответствует положениям действующего законодательства.
В свою очередь, утилизацией является использование отходов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг, включая
повторное применение отходов, в том числе повторное применение отходов по прямому назначению (рециклинг), их возврат в производственный цикл после соответствующей подготовки (регенерация), а также извлечение полезных компонентов для их повторного применения (рекуперация).
В связи с тем что промпродукт имеет ценность и не подлежит удалению, он не является отходом, следовательно, и не планируется его утилизация.
При этом законодательством о драгоценных металлах подобные отходы относятся к отходам драгоценного металла. Отход драгоценного металла является частным случаем отхода цветных металлов.
Отход драгоценного металла, образующийся в процессе его производства, является минеральным сырьем данного металла. Отход драгоценного металла, образующийся в процессе его использования в производстве продукции технического и бытового назначения, является вторичным сырьем данного металла.
Существует возвратный отход драгоценного металла, обратимый отход и отвальный отход драгоценного металла.
Возвратный отход — это отход, который в процессе производства претерпел физико-химические изменения и не может быть повторно использован в технологических процессах производства продукции в одной организации без проведения необходимой переработки.
Обратимый отход — образующийся при производстве материалов и изделий, содержащий драгоценный металл и соответствующий нормативным документам, который может быть повторно использован организацией в технологических процессах для производства продукции без изменения его физико-химических свойств.
И отвальный отход драгоценного металла (безвозвратный отход драгоценного металла) — продукт, образующийся при производстве драгоценного металла, содержащий такое количество драгоценного металла, извлечение которого при современном уровне технологии нерентабельно, и отправляемый в отвал.
Таким образом, если в процессе переработки руд образуется минеральное сырье в виде промежуточного продукта, для понимания выбора дальнейшей концепции обращения с промпродуктом необходимо определить, к какому отходу драгоценного металла относится образующееся минеральное сырье.
Следует иметь в виду, что согласно ст. 23.3 Закона РФ о недрах пользователи недр, осуществляющие первичную переработку получаемого ими из недр минерального сырья, обязаны обеспечить в том числе строгое соблюдение технологических схем переработки минерального сырья.
Работа любой ЗИФ осуществляется на основании проектной документации (технологическая схема первичной переработки минерального сырья месторождения), которая согласовывается в уполномоченном органе.
Определенным разделом технологического регламента должно быть предусмотрено, что является конечными продуктами переработки, а что является промежуточным продуктом, если таковой имеется.
Также в проектной документации по освоению месторождения должно быть указано, что промежуточный продукт перерабатывается или отдельно складируется на период отработки технологической схемы по переработке руд и позже будет подвергнут дальнейшей переработке.
В отсутствие таких сведений переработка промежуточного продукта, включая опытную переработку, может рассматриваться как нарушение условий лицензии. Указанное нарушение может повлечь досрочное прекращение лицензии на недра.
Согласно пунктам 1, 2, 3 ч. 2 ст. 22 Закона о недрах пользователь недр обязан обеспечить соблюдение требований технических проектов, планов и иной документации в процессе всех видов пользования недрами.
Кроме того, пользование недрами с нарушением требований утвержденного в установленном порядке технического проекта влечет за собой привлечение к административной ответственности.
В случае указания минеральное сырье будет считаться промпродуктом для дальнейшей переработки на ЗИФ и не будет относиться к отходам производства, что прямо будет предусмотрено техническим проектом и регламентом.
Многие предприятия складируют промежуточный продукт на некоторое время, в связи с тем что действующая технология и схема переработки не позволяют дальнейшую переработку, однако после проведения дополнительных исследований и доработки технологии переработки предприятия готовы доизвлекать оставшееся полезное ископаемое из промежуточного продукта.
При этом, как правило, содержание полезных компонентов в хвостовых продуктах обогащения утверждается комиссией по запасам при согласовании ТЭО кондиций и постановки запасов на государственный баланс. Эти параметры (в частности, % извлечения) используются для дальнейшей разработки технологических схем переработки сырья и всей необходимой проектной документации для строительства и эксплуатации предприятия.
Однако при работе предприятия длительное время может складываться ситуация, когда обогащение ранее уже складированных хвостов обогащения имеет экономический эффект вследствие изменения рыночной конъюнктуры либо появления новых технологий, позволяющих доизвлечь металл из них с приемлемым экономическим результатом.
Также для возможности вовлечения ранее складированных хвостов в больших объемах, например в виде хвостохранилищ, недропользователь может провести процедуру постановки на баланс техногенного месторождения с дальнейшей разработкой и согласованием необходимой проектной документации:
Для исключения спорных ситуаций с обращением минерального сырья, исключения рисков предъявления госорганами предписаний об устранении нарушений, претензий по возмещению платы за негативное воздействие на окружающую среду рекомендуется заблаговременно определиться с дальнейшей концепцией обращения с минеральным сырьем.
Также возможно рассматривать несколько вариантов легализации схемы переработки промежуточного продукта:
1) вариант с переработкой — необходимо внести соответствующие изменения/дополнение в проектную документацию, согласовать изменения в уполномоченном органе. Далее можно заключать договор на переработку с аффинажным заводом или осуществлять самостоятельную переработку, если позволяет производство;
2) вариант с признанием отходом — внести промпродукт в классификатор отходов, внести соответствующие изменения в проектную документацию, согласовать изменения/дополнения в уполномоченном органе (п. 9 и п. 25 ПП № 118 «О согласовании и утверждении проектной документации на разработку месторождений».) Далее списать промпродукт (с низким содержанием) как отходы или реализовать как отходы заинтересованным лицам.
В статье рассмотрены вопросы определения понятия промежуточного продукта, получаемого в процессе переработки на ЗИФ, отнесения промежуточного продукта к отходам добычи, а также схемы легализации переработки промежуточного продукта