Збагачення твердих горючих копалин
Безперервне зростання механізованого видобутку вугілля, залучення дп нього тонких пластів і пластів з порушеннями веде до підвищення вмісту в гірничій масі мінеральних домішок і дрібних фракцій. Підвищена зольність енергетичного вугілля знижує ККД парововикористоуючих агрегатів, викликає передчасний знос деяких вузлів обладнання, сприяє забрудненню золою навколишнього середовища. Збільшення зольності коксівного вугілля приводить до підвищення витрат при їх підготовці до коксування, витрат коксу і флюсів при виробництві чавуну і зниження продуктивності доменних печей.
Для видалення з ТГК мінеральних компонентів широко використовуються різні способи збагачення, основані на використанні різниці фізичних, фізико-хімічних, а іноді і хімічних властивостей горючої маси і мінеральних включень.
Мінеральні речовини, що містяться в видобутому вугіллі, поділяються на дві основні групи. До першої групи відносять мінерали, привнесені в торф'яник на ранніх стадіях вуглеутворення, а також що виділилися в сформовані вугільні пласти з розчинів. Трудність збагачення такого вугілля залежить від складу, частоти і потужностей порідних прошарків та дисперсності мінеральних включень.
До другої групи відносять мінеральні включення у вигляді уламків вміщаючи порід, що попали у вугілля з ґрунту і покрівлі при видобутку. Збагачення ТГК, засмічених мінеральними домішками, що попали під час видобутку, здійснюється порівняно легко.
Відомі наступні основні методи мокрого і сухого збагачення твердих горючих копалин: гравітаційний, флотаційним, магнітний, електричний і спеціальні. Кожний з цих методів включає ряд процесів, основаних на загальних фізичних або фізико-хімічних властивостях, за якими проводиться розділення матеріалу, і відмінних один від одного використанням додаткових розділяючих сил і відповідними конструкціями машин і апаратів.
Гравітаційний метод збагачення заснований на використанні відмінностей в густини гірських порід. До цього методу відносять процеси збагачення у важких середовищах (рідинах і суспензіях), відсадку, збагачення в струмені води, яка тече по похилій площині (концентраційні столи і ін.), збагачення у відцентровому полі, протитечійну сепарацію і ін.
У флотаційному методі збагачення використовується відмінність в природній та додатково підсиленій реагентами змочуваності гірських порід. Флотація поділяється на пінну флотацію, пінну сепарацію, масляну флотацію (агломерацію), каскадно-адгезійне збагачення.
У основу магнітного методу збагачення покладена відмінність в магнітній сприйнятливості гірських порід. Він включає процеси магнітної сепарації і магнітну флокуляцію.
Електричний метод збагачення оснований на використанні електричних властивостей гірських порід. До нього відносять процеси розділення компонентів суміші за електропровідністю і процес електричної сепарації на основі відмінностей в електризації речовини вугілля і мінеральних домішок.
До спеціальних методів збагачення, що рідко застосовуються для вугілля, відносять рентгенометричну сепарацію, збагачення за формою і тертям, магнітогідродинамічне збагачення, хімічне збагачення, селективну коагуляцію, бактерійне збагачення і ін.
Застосування тих або інших процесів обумовлюється якісною характеристикою початкової сировини і техніко-економічними міркуваннями. Сукупність процесів, що застосовуються і операцій обробки вугілля компонуєтся в схему збагачення.
Основними процесами збагачення вугілля в Україні, як і у всьому світі, є збагачення у важких середовищах, у відсадочних і флотаційних машинах. У 1992 р. в Україні збагачено 112,2 млн. т вугілля, в тому числі 23,6 % у важких середовищах, 63,1 % у відсадочних машинах і 13,3 % у флотаційних машинах. У 1993 р. ці цифри відповідно становили 93,1 млн. т, 23,4 %, 64,4 % і 12,2 %.
На збагачувальних фабриках ХМО "Укркокс" збагачено в 1992 р. 11,5 млн. т вугілля, з них 73,7 % у відсадочних машинах і 26,3 % у флотаційних машинах. У 1993 році ці показники були рівні відповідно 9,0 млн. т, і 75,7 % і 24,3 %.
Збагачення вугілля у важких середовищах застосовували в основному для вугілля крупних класів, однак, зараз цей процес знаходить все більше застосування для збагачення у важкосередовищних гідроциклонах вугілля дрібних класів і дробленого промпродукту відсадки. Збагачення у важких середовищах здійснюється в рідкому (водно-обваженому) середовищі або в повітряних зависах (аеросуспензіях).