книги из ГПНТБ / Брагина В.И. Технология угля и неметаллических полезных ископаемых

Гос. К/ научно-т- .

библистй..

ЧИТАЛН.НОГО 8АЛЛ

УДК 622.7 ^ 3 ^)9ЧН>

В книге кратко изложены основы технологии угля и неметаллических полезных ископаемых, требования, предъявляемые к ним промышленностью. Приведен л практика обогащения основных неметаллических полез­ ных ископаемых.

Книга состоит из 11 глав.

В первой главе освещены вопросы технологии угля. Описаны свойства, применение, способы обогащения, пирогенетическая переработка, брикетирование и гид­ рогенизация угля.

Следующие восемь глав посвящены технологии гра­ фита, алмазов, калийных солей, барита, асбеста, таль­ ка, слюды, фосфоритов и апатитов. Описаны их свойст­ ва, месторождения, способы обогащения, производство изделий и материалов из этих полезных ископаемых, технические требования к качеству сырья и готовой продукции.

Вдесятой главе рассмотрена технология силикатных материалов.

Водиннадцатой описана технология производства серной кислоты.

Книга предназначена для инженеров-производствен­ ников, научных работников и в качестве учебного посо­ бия для студентов высших учебных заведений, обучаю­ щихся по специальности «Обогащение полезных иско­ паемых».

Рис. — 70; табл. — 43; библ. — 95 назв. •

Научный редактор к. т. н., доцент Загирова Е. К-

0375—025 Б М147|03)-73 5 < " 7 2

В В Е Д Е Н И Е

XXIV съезд КПСС наметил широкую программу даль­ нейшего развития всего народного хозяйства, в которой не­

685—695 млн. т, поставки сельскому хозяйству минеральных

новная химическая промышленность в значительной мере ба­ зируется на минеральном сырье. Ископаемые угли и продук­ ты их переработки широко используются в качестве метал­ лургического и энергетического топлива. Одновременно они служат основой коксохимической и других отраслей промыш­ ленности, обеспечивающих производство очень широкого круга нужных для народного хозяйства химических продук­

возрастает роль неметаллических полезных ископаемых — наиболее разнообразного по применению и свойствам мине­ рального сырья.

Высокие темпы развития промышленности требуют быст­ рого увеличения добычи металлических и неметаллических полезных ископаемых, внедрения более совершенных мето-

дов и схем обогащения руд, усовершенствования оборудова-

• ния, применения комплексной механизации и автоматизации

рождениями полезных ископаемых — и месторождений бед­ ных, в которых полезные минералы в значительной степени разубожены вмещающей пустой породой. Такое сырье перед его металлургическим или химическим переделом, как пра­

образом, обогащение руд неметаллических полезных ископа­ емых и углей является первой стадией в общем комплексе технологических процессов переработки минерального сырья. Получаемые при обогащении концентраты должны удовлет­ ворять требованиям их дальнейшей переработки, обеспечивая высокие технологические и. технико-экономические показате­ ли последующего металлургического или химического пере-' дела. Знание основ этих технологических процессов необхо­ димо инженеру-обогатителю для сознательной, объективной оценки результатов обогащения, особенно при испытаниях и разработке схем обогащения минерального сырья.

Книга «Технология угля и неметаллических полезных ис­ копаемых» составлена в основном по литературным источни­ кам и данным институтов ГИГХС, Гипронинеметаллоруд. ВНИИГ, Госгорхимироект, ВИЭМС и других и ознакомит чи­ тателя с процессами переработки полезных ископаемых, включая, во-первых, технологию неметаллических ископае­ мых, перерабатываемых предприятиями химической, строи­ тельной и других отраслей промышленности, и, во-вторих, процессы переработки ископаемых углей для получения ме­ таллургического и энергетического топлива и продукции кок­ сохимических и других химических заводов.

Особенности неметаллического сырья

Неметаллические полезные ископаемые отличаются зна­ чительной сложностью. Минеральный состав их многообраз­ нее, чем металлических полезных ископаемых. Во многих ви­

полезных ископаемых тоже очень сложны. Все это затрудняет технологию переработки неметаллического сырья.

Вопрос оценки неметаллического сырья значительно сложнее, чем металлического. При оценке неметаллических полезных ископаемых и выработке технологии переработки недостаточно знания содержания полезного компонента. Так, если известно содержание асбеста или слюды в руде, то нель­ зя определить ценность этого полезного ископаемого, так как она определяется еще рядом физических, химических и технических свойств (для асбеста — длиной волокна, прочностью; для слюды — крупностью пластин, их прозрачно­ стью и другими физическими и химическими свойствами).

Металлическое сырье может служить источником получе­ ния сырья неметаллического и наоборот. Например, карнал­

комплексному использованию сырья.

Вопрос обогащения неметаллических полезных ископае­ мых значительно сложнее, чем металлических. Так, в неме­ таллических ископаемых полезные и неполезные компоненты мало отличаются по удельному весу, что затрудняет приме­ нение гравитационных методов обогащения.

Флотация неметаллических полезных ископаемых много­ образнее, чем металлических, что объясняется близостью флотационных свойств минералов. Если селективная флота­ ция металлических полезных ископаемых — уже установив­ шийся процесс, то селективная флотация неметаллических полезных ископаемых представляет серьезную проблему.

Классификация неметаллического сырья

Если неметаллическое сырье классифицировать по мине­

мембран. Но есть и такие области применения неметалличе­ ского сырья, где два компонента могут выполнять одни и те

же функции (например, слюда и асбест — изоляционные материалы).

В настоящее время нет строгой классификации полезных ископаемых.

2.Сырье для химической промышленности и сельского хозяйства (серный колчедан, сера, апатиты, фосфориты, ка­ лийные соли, барит).

3.Изоляционные материалы (слюда, асбест, мрамор, таль­ ковый камень).

4. Наполнители и краски (барит, тальк, каолин, графит

идр.).

5.Сырье для керамических, огнеупорных, абразивных и кислотоупорных изделий (доломит, магнезит, глины, корунд, графит, тальк, кварциты).

6.Сырье для вяжущих строительных материалов (мер-

Г л а в а Г

ТЕХНОЛОГИЯ УГЛЯ

1,

И С П О Л Ь З О В А Н И Е У Г Л Я

Царская Россия имела слабую, технически отсталую угольную промышленность. Несмотря на огромные запасы угля, его добывалось в 17 раз меньше, чем в США, что со­ ставляло лишь 2,5% мировой добычи. Основной угольной ба­ зой являлся Донецкий бассейн, на долю которого приходи­

ров угольная промышленность страны начала возрождаться. Наряду с расширением добычи угля в Донецком и Подмо­

базы на основе богатейших угольных и рудных месторожде­ ний Урала и Сибири. Эта задача была успешно разрешена.

Вероломное нападение фашистских захватчиков на нашу Родину в 1941 г. поставило угольную промышленность в тя­ желые условия. Однако Советское государство сумело пре­ одолеть трудности, перестроить народное хозяйство на воен­ ный лад и обеспечитьнужды фронта, опираясь на индустрию восточных районов, в том числе на созданные новые уголь­ ные базы в Кузбассе и Караганде.

В период Великой Отечественной войны было положено начало развитию обогащения углей на востоке страны. В Кузбассе в 1945 г. на десяти фабриках было переработано- 4,7 млн. т угля. Интенсивное наращивание мощностей в уг­ леобогащении произошло за последние 20 лет. Резко расши-

рилась география размещения углеобогатительны-х предпри­ ятий. В настоящее время обогатительные фабрики работают г-е только в Донбассе, но и в Кузбассе, Печорском бассейне, на Дальнем Востоке и Сахалине. В эксплуатации находится 170 углеобогатительных фабрик, 8 брикетных фабрик и 235 сортировок. В 1969 г. на них было переработано 270 млн. т угля и выпущено 83 млн. т сортового топлива [40].

Темпы развития обогащения углей за последние 10 лет в 4—5 раз опередили темпы роста угледобычи. Неузнаваемо изменилась в наши дни география угольных месторождений страны. Уголь добывается сейчас практически во всех круп­ ных экономических районах Советского Союза: в Донецком, Днепропетровском, Львовско-Волынском, Подмосковном, Печорском, Кизеловском, Челябинском, Южно-Якутском, Якутском, Зыряновском и многих других бассейнах и место­ рождениях (Кавказа, Средней Азии, Дальнего Востока, При­ балтики,, Камчатки, Магаданской области и т. д.).

Ископаемый уголь является главным источником энергии для промышленного транспорта и бытовых целей. Каменный уголь служит сырьем для многих отраслей промышленности. Кокс, получаемый при переработке угля, является основой металлургической промышленности, а полноценного замени­ теля кокса мы пока не имеем. Уголь — важнейший вид сы­ рья для химической промышленности. Наконец, большое значение имеет использование угля в качестве сырья для получения жидкого и газообразного топлива.

Несмотря на успешное и все возрастающее использование гидроресурсов и атомной энергии, ископаемый уголь все же остается крупнейшим источником получения энергии. Сейчас

ческих параметров пара, усовершенствования агрегатов, те­ пловых схем расходы условного топлива сократятся на 11%.

Ввиду преобладающего значения в современном мировом энергетическом балансе твердого топлива и неравноценно­ сти его с жидким возникла проблема перевода твердого то-

плива в такие формы, которые приблизили бы эффект err) использования к результатам сжигания жидкого топлива> Вначале были разработаны способы использования угля в легкоподвижной форме — в виде топлива пылевидного, кол­ лоидного и т. п. Однако это недостаточно повышало эффект использования угля.

За последние 15—20 лет проведены большие работы в об­ ласти получения жидкого топлива из каменного угля и раз­ работан ряд процессов. Наиболее ценным из них является гидрогенизация угля. Процесс гидрогенизации (деструктив­ ная гидрогенизация) состоит в расщеплении высокомолеку­ лярных соединений с образованием в присутствии водорода углеводородов с меньшим молекулярным весом,. Кроме не­ посредственного гидрирования угля, можно гидрировать и смолу, которая получается при полукоксовании угля и дру­ гих видов твердого топлива.

В последние годы стали получать бензин из газа, полу­ ченного при сухой переработке каменного угля. Отсюда воз­ никает новое направление переработки каменного угля, как сырья для получения жидкого топлива. Уголь является не толь­ ко источником тепловой энергии, но и ценным.сырьем для ряда

извлечь возможно больше органических соединений, так как они дают технике ряд важнейших, нередко незаменимых исходных материалов для некоторых органических произ­ водств.

При выработке топлива для непосредственного сжигания стремятся более ценные виды его предварительно перераба­ тывать, чтобы не сжигать продукты термического разложе­ ния топлива, которые могут быть использованы как химиче­ ское сырье. Каждый вид топлива должен быть использован комплексно. Все реже встречаются случаи сжигания сырой

и бурых углей. Особенно значительны потери при непосред­ ственном сжигании бурых углей и торфов, так как из-за от­ сутствия их предварительной химической переработки, теря­ ются такие ценные продукты," как горный воск, пара*фин и др.

Благодаря успешному развитию отдельных направлений химии твердого топлива разработаны и находятся на раз* личной стадии опытно-промышленной проверки и внедрения новые процессы переработки и использования твердого топ-