книги из ГПНТБ / Бурштейн, Г. Я. Экономика обогащения углей

Т а б лица 1

Динамика роста количества обогащаемых углей,

Поскольку охват обогащением углей для коксования практи­ чески почти завершен, в ближайшее время следует ожидать дальней­ ших сдвигов в обогащении энергетических углей.

Рост объемов обогащения углей для коксования в дальнейшем будет, очевидно, происходить главным образом синхронно с ростом их добычи.

Возможные же масштабы обогащения энергетических углей, как это будет подробно рассмотрено ниже в связи с вопросами их экономической эффективности, в перспективе можно оценить при­ мерно в 50—60% их добычи, так как значительную их часть эконо­ мически эффективнее сжигать в рядовом виде, например на электро­ станциях, в пылеугольных топках и т. д.

Этими основными соображениями определяются перспективы развития углеобогащения в СССР, открывающие перед ним огромные возможности превращения его в современную технически хорошо оснащенную и экономически эффективную отрасль производства.

Для сравнения развития углеобогащения в СССР и за рубежом в табл. 3 приведены основные данные, характеризующие охват обогащением добываемых углей (Для сравнения с показателями по зарубежным странам уровень механического обогащения по СССР

10

Таблица 3

П р и м е ч а н и я : 1. В числителе приведен весь объем добычи, в знаменателе —с учетом только каменных углей.

2. По Великобритании с 1967 г. данные по охвату обогащением не публикуются.

При оценке этих данных, не вполне сравнимых между собой из-за разной методики расчета, но приведенных в возможно сравнимое состояние, следует учитывать, что в отличие от СССР в основных капиталистических угледобывающих странах рост охвата добываемых углей обогащением происходил в условиях стабильности, медленного роста или даже уменьшения размеров добычи угля (в различных странах по-разному), в то время как рост охвата углеобогащением в СССР происходил одновременно с бурным ростом добычи угля и значительно опережал ее. Совершенно очевидно, что процессы эти разного типа, и осуществление их по-разному определяют условия в различных странах.

Следует также иметь в виду, что наиболее быстро рос охват обогащением углей, идущих на коксование, и несколько медленнее развивалось обогащение энергетических углей. Это явление в неко­ торой степени было общим для большинства угледобывающих стран, что связано с более высокой эффективностью (выгодностью) обогаще­ ния углей для коксования, ставших, естественно, первоочередным объектом обогащения. К тому же более полный охват обогащением углей для коксования (практически почти полный в настоящее время) вызывался повышением чисто технологических требований черной металлургии к качеству кокса, а стало быть, и углей.

Весьма существенное значение для характеристики развития углеобогащения имеет выбор метода обогащения. Данные, характе­ ризующие развитие методов обогащения углей в СССР и за рубежом (в % ко всему объему обогащения), приведены в табл. 4. Эти данные позволяют сделать следующие выводы.

Основным методом обогащения за рубежом являются различные виды мокрого обогащения. Среди них главная роль пока принадлежит

11

Таблица 4

отсадочным машинам, на смену которым приходит обогащение в тя­ желых средах.

.В СССР структура методов обогащения количественно несколько иная, хотя в целом и здесь основная роль принадлежит методам мокрого обогащения, среди которых получает развитие обогащение в тяжелых средах и флотация. В ближайшей перспективе общий удельный вес их будет доведен примерно до 1/3.

Пневматическое обогащение не получило за рубежом скольконибудь значительного развития, а в последние годы роль его еще больше снизилась.

Значительное место среди методов обогащения в СССР пока еще занимает пневматическое обогащение, удельный вес которого, однако, снижается в динамике из-за более быстрого развития других методов обогащения.

Во всех странах в последнее время все большее развитие получает флотация шлама и мелкого угля.

12

Значительно увеличился объем флотации шламов и мелочи и в СССР. Хотя стоимость процесса флотации выше, чем стоимость других методов, но технически она является наиболее эффективным методом обогащения шламов и мелочи, что имеет важное значение для углей, используемых в коксовом производстве, так как улучшает их напряженный баланс, возвращая в него высокозольные мелкие классы, в противном случае (без обогащения) пригодные лишь для энергетического использования.

В связи с техническим прогрессом в области обогащения углей возникла необходимость экономической оценки существующих и вновь разрабатываемых методов обогащения на основе единой методики.

Однако вышеприведенные количественные (статистические) изме­ нения в применении различных методов в первую очередь опреде­ ляются именно экономическими причинами.

Мокрые методы обогащения, хотя и несколько повышают соб­ ственные издержки обогащения (особенно за счет сушки продуктов обогащения, что, однако, неизбежно там, где влага является техни­ чески нежелательным балластом, а экономически — фактором, погло­ щающим транспортную экономию обогащения), но обеспечивают лучшее качество и выход продуктов обогащения, что, как правило, перекрывает относительный рост издержек обогащения.

Среди мокрых методов обогащения прогрессивное развитие получает обогащение в тяжелых средах, экономические преиму­ щества которого однозначны с вышеизложенными для мокрого обо­ гащения вообще: лучшее качество продуктов обогащения и больший их выход при некотором повышении затрат на процесс, которые легко окупаются.

Экономическая роль флотации мелких классов, обеспечивающая ее прогрессивное развитие, уже была оценена выше. Достаточно сказать, что в силу этих причин на фабриках УССР в 1972 г. было обогащено флотацией 29,9% всех переработанных для коксования углей. В качестве примера эффективности флотации угольной мелочи (по натуральным показателям) можно привести следующие данные: на основных фабриках в Донбассе, где она применяется, зольность флотационного концентрата не превышает 8—8,5% при зольности питания 16—20% и при выходе хвостов с зольностью, превышающей, как правило, 70% х.

Помимо ценностных показателей, которые будут подробно рас­ смотрены ниже, экономика углеобогащения характеризуется каче­ ственными результатами, выражающимися натуральными показа­ телями, важнейшими из которых являются выход продуктов обога­ щения и их зольность (табл. 5).

Для полной характеристики качественных результатов обогаще­ ния в табл. 6 приведены данные по полному балансу продуктов1

1 Технический прогресс в угольной промышленности за 50 лет. М.; «Недра», 1967,

13

обогащения. Из этих данных видно, что для коксуемых углей золь­ ность концентрата отвечает требованиям потребителей, снижаясь от половины до одной трети зольности рядовых углей.

Обогатительные фабрики Минуглепрома СССР, особенно Донбасса в границах УССР, явно отдают предпочтение низкой зольности кон­ центрата за счет несколько более низкого его выхода, в то время как фабрики коксохимических заводов предпочитают обратное, хотя им как непосредственным потребителям концентрата следовало бы, казалось, добиваться более чистого продукта, чем тот, который поставляется им фабриками. Эти выводы тем более основательны, что зольность исходного угля на фабриках коксохимических заводов в общем ниже, что отражает общую тенденцию угольной промышлен­ ности снабжать эти фабрики высококачественными углями.

Известную роль в этих сравнительных итогах играет, конечно, и разная обогатимость углей, но это обстоятельство проведенными исследованиями не было установлено. Вероятно, свое влияние ока­ зали и стандарты качества, которые для поставщика (как рядовых углей, направляемых на фабрики коксохимических заводов, так и продуктов обогащения фабрик угольной промышленности) более жесткие, а для фабрик коксохимических заводов являются только внутренними, практически зависящими от самих этих фабрик.

Отсевы и шлам большой роли в балансе продуктов обогащения (кроме фабрик Донбасса в границах УССР) не играют.

Показатели выхода и особенно зольности породы подтверждают ранее сделанный вывод о том, что более высоких результатов по качеству концентрата обогатительные фабрики угольной промышлен-

14

ности достигают в том числе и за счет этого источника, идя на из­ вестные излишние потери горючего в отходах обогащения.

В целом по углям для коксования следует подчеркнуть экономи­ ческую необходимость оптимизировать и обосновывать выход и зольность концентрата. В этом скрыты серьезные резервы повышения качественной стороны баланса коксуемых углей. Правильно было бы ввести требование оптимизации и в действующие стандарты, сделав их гибкими (подвижными) и подчинив оптимизации.

Данные по энергетическим углям (см. табл. 6) показывают, что

восновном продукты обогащения распределяются на концентраты

иотсевы. При этом и те и другие при обогащении снижают свою зольность по сравнению с рядовыми углями в разной степени: отсевы незначительно, а сортовые угли — концентраты, являющиеся целью обогащения, весьма значительно. Эти результаты подтверждают рекомендуемую ниже генеральную схему обогащения энергетических углей, при которой обогащенные сортовые угли предназначаются для сжигания в слоевых топках, а отсевы — в пылевидных топочных устройствах.

От выделения промежуточного продукта (промпродукта) явно следует отказаться, так как выход его, по данным практики, невелик,

промпродукта в общем случае экономически неоправдано и может допускаться только, если его экономичность подтверждается для конкретных случаев (тех или иных фабрик и тех или иных углей) соответствующими технико-экономическими расчетами.

Невысокая зольность породы, особенно в Карагандинском и Кузнецком бассейнах, указывает на то, что в этом содержится резерв улучшения экономической эффективности обогащения энергетиче­ ских углей.

Эффективность обогащения (в части чисто натуральных измерите­ лей, характеризующих обогащение с точки зрения изменения золь­ ности) может быть в известной мере (по средним итоговым показате­ лям) отражена также сравнением средних показателей зольности добываемых и отгруженных потребителям углей.

Статистические данные, характеризующие зольность добываемых и отгруженных потребителям углей, приведены в табл. 7.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что средняя зольность добываемых и отгруженных углей непрерывно возрастает как за счет повышения в общей добыче доли углей, добываемых в бассейнах и районах с большей зольностью, так и за счет повышения зольности углей в каждом бассейне.

К сожалению, нет прямых данных о засорении углей породой при их добыче и тем более данных, характеризующих зависимость величины засорения от методов добычи. Тем не менее выборочным путем можно установить, что интенсификация добычных работ наряду с весьма значительными экономическими результатами, особенно

16

Таблица 7

в части производительности труда при добыче, влечет аа собой неко­ торое увеличение засорения (конечно, не при всех методах добычи: например, добыча при помощи комплексов с ограждающими меха­ низированными крепями несколько предохраняет уголь от засорения обрушающимися породами кровли). Последнее обстоятельство не может, разумеется, служить основанием для ограничения роста механизации добычи угля. Следовательно, можно сделать вывод, что в интересах улучшения общей экономики добычи угля (с учетом экономических интересов потребителей) следует признать необхо­ димым и экономически неизбежным сочетание механизации добычи (при так называемой валовой выемке) со всеми ее экономическими преимуществами с последующим обогащением углей для общего экономически оправданного снижения зольности товарного угля.

и обработки: в пласте, при выдаче на поверхность (отправка на обогатительные устройства) и, наконец, при отгрузке потребителям с целью выявления меры и величины ответственности каждого звена за изменение качества в ту или иную сторону. Но учет и контроль не следует рассматривать как самоцель, наоборот, они должны быть использованы как экономический рычаг для улучшения качества путем поощрения лучших и наказания пренебрегающих качеством производителей через расчетные цены на уголь.

Некоторое увеличение в динамике зольности добываемых и отгру­ жаемых углей тем не менее показывает, что сама по себе тенденция роста зольности пока еще не перекрывается параллельно растущим обогащением углей, которое требует опережающих, более высоких темпов развития как с точки зрения роста охвата углей обогащением, так и с точки зрения требований к повышению эффективности самого процесса обогащения.

Разность показателей зольности добываемых и отгружаемых углей в среднем позволяет судить о влиянии обогащения на,качество2

углей, а динамика этой разности во времени в какой-то мере может характеризовать конечный результат влияния на зольность углей роста механизации и одновременного развития углеобогащения.

Что касается различий в зольности отгружаемых углей в зави­ симости от их назначения, то в более непосредственном виде об этом можно судить, сравнивая зольности углей, направляемых на обога­ щение, с зольностью продуктов обогащения, в первую очередь с зольностью концентрата, ради которого и организуется процесс обогащения. Соответствующие данные приведены в табл. 8.

Т а б л и ц а 8

Эти данные показывают, что по углям для коксования, несмотря на рост зольности рядовых углей, за последние 30 лет, в течение которых объем обогащения вырос более чем в 11 раз, зольность концентрата почти удалось сохранить стабильной на довольно низ­ ком уровне и даже незначительно ее снизить. По важнейшим бас­ сейнам: Донецкому и Кузнецкому — положение наиболее благо­ приятное.

Помимо механического обогащения серьезную роль в улучшении качества углей как товарного продукта играет их сортировка. Это в первую очередь относится к энергетическим углям, для которых

18

однородность (по размеру куска) играет не меньшую, если не боль­ шую, роль, чем зольность, особенно при сжигании в слоевых топках.

Данные, характеризующие охват рассортировкой энергетических углей (на шахтных сортировках) в динамике, приведены в табл. 9.

Т а б л и ц а 9.

При оценке этих данных можно сделать следующие выводы. Если охват рассортировкой энергетических углей в динамике растет, это означает, что объем рассортировки увеличивается быстрее, чем объем добычи, и наоборот. Поэтому некоторое снижение процента рассортированных углей в разные годы не означает уменьшения объема рассортировки в абсолютном выражении. Оно показывает, что рост добычи опережал рост рассортировки.

За минувшую пятилетку резко увеличился охват рассортировкой энергетических углей во всех угольных бассейнах и особенно в Дон­ бассе.

Помимо сортировки углей на шахтах, после которой они пред­ ставляют собой товарный продукт, производится еще рассортировка углей на обогатительных фабриках, как начальный процесс обогаще­ ния. Она здесь не учитывается, так как является промежуточным процессом. На сортировках производится и очень незначительное обогащение некоторого количества углей; в основном это ручная породовыборка.