Процессы углеобогащения, конечные продукты и отходы
Угольная промышленность представляет собой одну из важнейших отраслей энергетики и промышленного производства. Уголь применяется для производства электроэнергии, изготовления металлургического кокса, непосредственного сжигания в топливных целях, химической переработки, в результате которой получают более 300 видов продукции.
При комплексном использовании из него извлекают в промышленных масштабах множество ценных металлов и других химических элементов. Для оптимального использования угля осуществляется его обогащение (удаление из него минеральных примесей).
Различные виды углей нуждаются в обогащении в неодинаковой степени, вследствие разного содержания углерода и количества примесей, а также их химического состава. Наиболее качественным считается антрацит, а наименее – бурый уголь, находящийся на начальной стадии углефикации.
Повышение качества бурого угля, исходно имеющего низкую теплотворную способность, производится его пиролизом или обработкой перегретым паром. Это способствует повышению его теплотворной способности, уменьшению выбросов SО2 и NOX, а также твердых частиц.
При производстве кокса образуется как сам кокс, так и каменноугольная смола, аммиачная вода и некоторые газообразные продукты. В выбросах коксохимического производства содержатся разнообразные отходы, в их числе пыль, сернистый ангидрид, угарный газ, сероводород, аммиак, фенолы, полициклические углеводороды и т.д.
Переработка основных отходов углеобогащения
Одним из направлений переработки углеобогатительных предприятий основных угольных бассейнов является использование их как сырья для производства керамических изделий. Основным компонентом в этом случае являются оксиды кремния и алюминия, которые в результате специального дробления и помола отходов придают им глинистую консистенцию. Кирпич-сырец, образованный из таких отходов, превосходит по некоторым свойствам аналогичный кирпич из обычной глины. При производстве глиняного (красного) кирпича в подлежащую обжигу массу в качестве топливного (выгорающего) компонента добавляют и просеянный уголь.
Остаточный уголь из отходов углеобогащения пригоден для использования в качестве топлива при их термической переработке для изготовления кирпича, керамики и других строительных материалов.
Из отходов углеобогащения производят аглопорит – это искусственный легкий и пористый наполнитель для бетонов. Его можно производить и из отходов обогащения горючих сланцев, которые отличаются от углей меньшим содержанием углерода и большим – минерального компонента.
Одним из наиболее вредных видов примесей в углях является сера. Для уменьшения содержания ее в угле производят специальный процесс обогащения с образованием углистого колчедана, который содержит 42-46 % серы и всего 5-8 % углерода. Из него можно далее изготавливать серную кислоту, получать сернистый газ и некоторые другие компоненты.
Непосредственная переработка углистого колчедана в SO2 при обжиге дает низкоконцентрированный газ и технически затруднена необходимостью отвода избыточного тепла, образующегося при экзотермической реакции (однако это тепло может быть использовано как источник энергии, например, для нагревания воды).
Возможна также высокотемпературная переработка углистого колчедана при добавлении почти равного количества гипса (40-45 %). Она способствует образованию высокосернистого (10-15 %) огарка.
Чаще используют метод производства SO2, при термической переработке углистого колчедана вместе с сульфатами железа (отходы процессов травления металлов). Образующиеся при этом обжиговые газы затем используют для сернокислотного производства.
