Горнодобывающее оборудование
В связи с непрерывным углублением освоения минеральных ресурсов в Китае, объем отходов обогащения угля, образующихся на горнодобывающих предприятиях, увеличивается с каждым годом, что представляет собой серьезную проблему для экологической безопасности. Высоковлажная пульпа, мелкодисперсные частицы и остатки тяжелых металлов, образующиеся в процессе обогащения угля, если их не обрабатывать своевременно и эффективно, могут легко вызвать загрязнение почвы, эвтрофикацию водоемов и повреждение поверхностной растительности. На этом фоне сгущающие и обезвоживающие фильтр-прессы, как высокоэффективное устройство для разделения твердой и жидкой фаз, постепенно становятся ключевым технологическим оборудованием для обработки отходов обогащения угля на горнодобывающих предприятиях.
Фильтр-пресс для концентрированного обезвоживания объединяет трехступенчатый технологический процесс: самотечное обезвоживание, предварительное обезвоживание под давлением и прессование под высоким давлением. Общая конструкция состоит из основной балочной рамы, системы фильтровальной ткани, приводного агрегата, гидравлической системы, автоматического очистного устройства и системы электрического управления. Материал сначала поступает в секцию концентрирования, где проходит предварительное обезвоживание под действием силы тяжести. Затем он поступает в клиновидную зону для предварительного сжатия, образуя стабильную структуру фильтрационного осадка.
В основной зоне прессования давление создается с помощью высокопрочной гидравлической системы, которая непрерывно закрывает фильтрующие пластины и вытесняет воду из фильтрующей ткани, что значительно повышает степень извлечения твердой фазы. Весь процесс в значительной степени автоматизирован и работает стабильно, что делает его особенно подходящим для высоковязких, труднофильтруемых отходов обогащения угля, значительно снижая последующие затраты на транспортировку и захоронение.
По сравнению с традиционными камерными фильтр-прессами, ленточные фильтр-прессы демонстрируют большую адаптивность при обработке больших объемов отходов обогащения угля в непрерывном режиме.
Современные фильтр-прессы для концентрированного обезвоживания полностью интегрируют концепцию Индустрии 4.0, оснащены интеллектуальными системами управления и обладают функциями мониторинга в реальном времени, предупреждения о неисправностях, автоматической регулировки и дистанционного управления. С помощью датчиков давления, уровнемеров и камер, установленных в ключевых узлах, система может динамически собирать данные, такие как толщина фильтрационного осадка, засорение фильтровальной ткани и нагрузка на двигатель, и загружать эти данные в систему управления через платформу IoT. При обнаружении неисправности, такой как смещение фильтровальной ткани, недостаточное давление прессования или перегрузка двигателя, система автоматически подает сигнал тревоги и активирует аварийные процедуры для предотвращения повреждения оборудования. Некоторые модели высокого класса поддерживают удаленный мониторинг через мобильный телефон, позволяя менеджерам отслеживать рабочее состояние оборудования в режиме реального времени независимо от их местоположения, повышая эффективность эксплуатации и технического обслуживания и сокращая время простоя.
Типичные сценарии применения и примеры из практики
В качестве примера рассмотрим крупную угольную горнодобывающую группу в провинции Шаньси. Эта компания ежегодно производит около 150 000 тонн отходов обогащения угля, что ранее приводило к загрязнению окружающей среды из-за накопления отходов. После внедрения в 2021 году двух ленточных фильтр-прессовых систем шириной 12 метров, суточная производительность по переработке отходов шлака достигла 120 тонн, содержание влаги в фильтрационной крошке оставалось стабильным на уровне 26–28%, а годовой объем сброса сточных вод сократился более чем на 200 000 кубических метров. В то же время ежегодно образуется около 8 000 тонн сухого шлака, пригодного для производства строительных материалов, что приносит экономическую выгоду в размере более 3 миллионов юаней.
Этот проект был включен в список демонстрационных проектов ?зеленой? шахты провинциального уровня и получил ключевую поддержку от Министерства экологии и окружающей среды. Другой пример — угольный карьер в Внутренней Монголии, где была внедрена модульная установка сгущения и обезвоживания с фильтр-прессом в сочетании с мобильной ленточной конвейерной системой для достижения интегрированной работы на месте, что значительно снизило транспортные расходы и риск распространения пыли.
При выборе сгущающего и обезвоживающего фильтр-пресса необходимо всесторонне учитывать гранулометрический состав, концентрацию, химические свойства и масштаб обработки шлака от обогащения угля. Для ультрадисперсной суспензии с размером частиц менее 50 мкм рекомендуется выбирать усовершенствованный фильтр-пресс с высокочастотной вибрационной системой обезвоживания; если шлак содержит много масла или органических веществ, следует отдавать приоритет маслостойким фильтрующим материалам. В то же время, крайне важна соответствующая система дозирования флокулянта.
Правильный тип агента (например, ПАМ) и соотношение дозировок могут значительно улучшить прочность фильтрационного осадка и скорость обезвоживания. Кроме того, рекомендуется установить автоматическое устройство обратной промывки и систему распыления для очистки фильтровальной ткани, чтобы предотвратить засорение фильтровальной ткани и обеспечить долговременную стабильную работу. Пользователям следует проводить мелкомасштабные и пилотные испытания совместно с профессиональными производителями в соответствии с реальными условиями эксплуатации, чтобы гарантировать соответствие характеристик оборудования.
С продвижением цели ?двойной карбонизации? фильтр-прессы для сгущения и обезвоживания быстро развиваются в направлении низкого энергопотребления и низких выбросов.