Тема 7. Определение извлекаемой ценности углей
Основными показателями качества добываемых углей принято считать следующие: зольность, теплота сгорания, крупность фракций, спекаемость, влажность, содержание серы и фосфора, наличие других полезных или вредных компонентов в угле и разубоживающих породах.
В зависимости от того какие добываются угли – энергетические, коксовые, антрациты, каменные или бурые эти показатели оказывают разное экономическое влияние на последующие процессы и стадии их переработки и использования.
Определение извлекаемой ценности энергетических углей
Для того, чтобы правильно определить извлекаемую ценность добытого угля, используемого в качестве топлива для производства тепловой и электрической энергии необходимо рассмотреть во взаимосвязи все стадии его добычи и переработки. На основе системного рассмотрения технологической цепочки вплоть до реализации произведенной энергии должны быть установлены зависимости изменения ценности производимой на той или иной стадии продукции и затрат на добычу угля до этой стадии включительно. Соизмерив ценность получаемой из 1 т энергетического угля продукции с затратами на ее производство, можно установить для каждой стадии истинную извлекаемую ценность угля и эффективность его добычи и переработки.
Ценность добытого угля (горной массы), обычно определяется с учетом таких показателей, как зольность, крупность фракций, влажность, сернистость и др. по формуле (руб/т)
,
где цбу – цена угля базового качества, руб/т; Δi – доплата за отклонение i-го качества угля от кондиций, руб/%; αбi – базовый показатель i-го качества угля, %; αфi – фактическое i-е качество угля, %.
Ценность обогащенного угля можно определить по формуле (руб/т)
где γо – выход товарного угля после обогащения, доли ед.; цо – отпускная цена обогащенного угля, руб/т; m – число фракций обогащенного угля; γj – выход j-й фракции обогащенного угля, доли ед.; Δij – доплаты или штрафы за отклонение i-го качества угля от нормы в j-й фракции, руб/%; цобj – цена угля базового качества j-й фракции, руб/т; αбij и αфij – показатель i-го качества в j-й фракции базовый и фактический, % и т.п.
Извлекаемая ценность угля с учетом стадии производства на ТЭС электроэнергии определяется по формулам (руб/т)
а) при сжигании добытого угля (горной массы)
б) при сжигании обогащенного угля
где Т и Тo – теплотворная способность добываемой горной массы и обогащенного угля, ккал/кг; Тут – теплотворная способность 1 т условного топлива (Тут=7000 ккал/кг); δут – удельный расход условного топлива на производство 1 квт-ч электроэнергии (δут=0,32 кг/квт-ч); цэ – цена электроэнергии, продаваемой электростанцией, руб/квт-ч; 1000 – коэффициент пересчета с килограммов на тонны, кг/т.
Извлекаемая ценность добываемого угля с учетом стадии передачи электроэнергии через электросети и распределения ее потребителям определится по формулам (руб/т):
а) без стадии обогащения добытой горной массы
б) при сжигании обогащенного угля
где цэс – отпускная цена электроэнергии электросетями потребителям, руб/квт-ч; Пэ – потери электроэнергии при передаче ее по электросетям, доли ед.
После сжигания угля на электростанции остается до 30 % золы, которая содержит множество полезных компонентов, таких как уран, золото, медь, германий и др. Обычно зола считалась отходами производства и практически не применялась для извлечения из нее полезных компонентов. Однако в мировой практике известны случаи использования энергетических углей для извлечения из них урана, германия, других редких и редкоземельных элементов, а также цемента, других строительных материалов и т.п. Рассмотрим, какова будет ценность угольной золы при извлечении из нее, например, германия (руб/т)
где аг – содержание германия в угольной золе, г/т; γ3 – выход золы от сжигания угля, доли ед.; εо – извлечение металла при обогащении золы , доли ед.; εм – извлечение металла при металлургическом переделе, доли ед.; цг – цена германия, руб/г.
Если из угольной золы извлекается не только германий, но и другие металлы, а отходы после извлечения этих металлов используются для производства связующих (цементов), то можно применить для определения извлекаемой ценности угля более общую формулу (руб/т)
где цдмi – ценность металлов извлекаемых из угольной золы, руб/т; n- количество извлекаемых компонентов; амi – cодержание i-го металла в золе, г/т; εoi - извлечение i-го металла при обогащении золы, доли ед.; εмi – извлечение i-го металла при металлургическом переделе, доли ед.; цмi – цена i-го металла, руб/г; γсц – выход цемента из золы, доли ед.; цсц – цена цемента, руб/т; цц – извлекаемая из отходов ценность цемента, руб/т.
После обогащения угля остается шлам, который можно использовать для производства керамзита или перлита. Следовательно шлам имеет ценность, которую можно определить по формуле (руб/т)
где γкер – выход керамзита из угольного шлама; цкер – цена керамзита, руб/т.
Известно, что на-гора выдается большое количество породы, которая складируется в отвалах. Если ее разделить на фракции, то возможно дальнейшее применение этой породы в различных целях. Некоторые фракции пригодны для производства стройматериалов, некоторые – могут служить заменителем щебня, некоторые для других целей. Определим ценность породы по формуле (руб/т)
где γп – выход породы из горной массы; γi – выход i- той фракции из породы; цni – цена i-той фракции, руб.
Рациональное и комплексное использование добываемого энергетического угля на основе его оценки с учетом стадий переработки – перспективное направление в угледобывающей и углеперерабатывающих отраслях промышленности. При этом чем больше стадий переработки, тем больше будет цена конечного продукта, получаемого в результате переработки угля.