Разработка высокоэффективного технологического процесса комплексной переработки низкосортных углей и отходов углеобогащения с получением низкозольного углемасляного концентрата, композитных видов топлива, редкоземельных и рассеянных элементов

Объект исследования - технологии переработки низкосортных углей и отходов углеобогащения, получения композитных видов топлива, получения редкоземельных и рассеянных элементов. Цель исследования - разработка высокоэффективного технологического процесса комплексной переработки низкосортных углей и отходов углеобогащения с получением низкозольного углемасляного концентрата, композитных видов топлива, редкоземельных и рассеянных элементов. На первом этапе НИР выполнен анализ научных литературных источников и проработан патентный поиск по теме исследования. Изучены физико-химические свойства исходных низкосортных углей и отходов обогащения, разработана методика обогащения твердых углеродсодержащих отходов методом масляной агломерации. Получены опытные образцы концентратов обогащения, и исследованы их физико-химические свойства.На втором этапе НИР проводились исследования процессов получения композиционных видов топлива из концентратов обогащения и извлечения редких и рассеянных элементов из хвостов обогащения твердых углеродсодержащих отходов.Разработаны методики получения композиционных видов топлива из концентратов обогащения и извлечения редких и рассеянных элементов из хвостов обогащения. Наработаны опытные образцы композиционных видов топлива и концентратов редких и рассеянных элементов. Исследованы физико-химические свойства композиционных видов топлива и концентратов редких и рассеянных элементов. Разработана методика безреагентной антинакипной обработки шламовых вод. На третьем этапе выполнения НИР наработаны опытные партии экспериментальных образцов (углемасляного концентрата, топливных брикетов, высококонцентрированных водоугольных суспензий) по 15 кг. Проведены исследовательские испытания по сжиганию композиционных видов топлива. Разработаны: математическая модель процесса обогащения твердых углеродсодержащих отходов; принципиальная технологическая схема комплексной переработки твердых углеродсодержащих отходов; проект ТЗ на прикладную НИР.Научная новизна проекта заключается в разработке высокоэффективных процессов обогащения твердых углеродсодержащих отходов методом масляной агломерации с использованием в качестве связующего различных реагентов, получения композиционных видов топлива из концентратов обогащения и извлечения редких и рассеянных элементов из хвостов обогащения. Основные технико-эксплуатационные характеристики полученных композиционных видов топлива соответствуют нормам технологических регламентов, предъявляемым к топливу для котлоагрегатов. Содержание редких и рассеянных элементов в полученных концентратах соответствует промышленным кондициям для их извлечения. Наработаны опытные партии экспериментальных образцов композиционных видов топлива (углемасляного концентрата, топливных брикетов, высококонцентрированных водоугольных суспензий) по 15 кг, и проведены исследовательские испытания по их сжиганию. Разработана принципиальная технологическая схема комплексной переработки твердых углеродсодержащих отходов. Результаты НИР будут внедрены в образовательный процесс подготовки бакалавров и магистров по направлению «Химическая технология». Разработка и внедрение высокоэффективного технологического процесса комплексной переработки низкосортных углей и отходов углеобогащения позволят сократить количество шламонакопителей и гидроотвалов, расширить сырьевую базу для коксохимических производств и энергетики, значительно сократить потери топлива при его обогащении, получать ценные и редкоземельные элементы, повысить экономическую эффективность угледобывающих предприятий, улучшить экологическую ситуацию в угледобывающих регионах.