Чистый уголь начинается с хвостов: безотходную установку по переработке отходов запустили в промышленную эксплуатацию

Технология переработки хвостов угольных обогатительных предприятий, созданная в рамках КНТП «Чистый уголь – зеленый Кузбасс», вышла на промышленный уровень. Опытно-промышленная линия, разработанная по заказу научно-производственной компании «Спирит» при научном сопровождении Института земной коры СО РАН, смонтирована на площадке разреза «Черемховуголь» в Иркутской области. Разработка наглядно демонстрирует возможности безотходного подхода к переработке угольных отходов и снижению экологической нагрузки на окружающую среду.


В Кузбассе завершается комплексная научно-техническая программа полного инновационного цикла «Чистый уголь – зеленый Кузбасс», инициаторами которой выступали Минэнерго России, Минобрнауки России, Правительство Кузбасса и НОЦ «Кузбасс – Донбасс».

С 2022 года по заказу промышленных предприятий ученые создали 34 инновационные разработки. В настоящее время программа находится на этапе внедрения этих технологий в реальный сектор экономики, их тиражирования и коммерциализации. Показательным примером того, как научные изыскания помогают создать передовое промышленное производство, является реализация проекта по переработке хвостов угольных обогатительных фабрик.

Раньше эти отходы годами копились в отвалах, считались балластом, занимали большие площади и загрязняли природу. Сейчас ученые и инженеры научились превращать их в товарный угольный концентрат. И эта технология уже работает на практике.

В Иркутской области на площадке производственного участка разреза «Черемховуголь», принадлежащего крупному холдингу ЭН+, была смонтирована опытно-промышленная технологическая линия производительностью 20–100 тонн в час. Заказчиком выступила научно-производственная компания «Спирит», а научное сопровождение обеспечивал Институт земной коры Сибирского отделения РАН, получивший в рамках КНТП 100 миллионов рублей федерального финансирования на проведение этапа научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Площадку выбрали не случайно: предприятие накопило большие объемы старых отходов переработки в специальных хранилищах.

Процесс проходит в несколько этапов: сырье загружают, просеивают, разделяют с помощью винтовых механизмов и очищают магнитами. По сути, это компактная цепочка, которая позволяет из жидкой смеси отходов последовательно выделять угольный концентрат, железосодержащий продукт и обычную породу. Во время испытаний линия работала по 12 часов в сутки на протяжении семи дней. Всего было переработано 8400 тонн исходного сырья. Производительность линии составила 100 тонн сухого сырья в час (без учета веса воды). При этом работа электродвигателей и скорость конвейеров полностью соответствовали заявленным характеристикам заводов-изготовителей.
Несмотря на то, что более половины исходного сырья (53,89 %) ‒ это мельчайшая пыль размером менее 20 мкм, которая делает смесь густой и мешает выделять крупные частицы, линия подтвердила: предложенная учеными схема действительно работает.

В среднем линия показала отличные результаты разделения. Более трети сырья (36,75 %) превратилось в качественный уголь с низкой зольностью (11,5 %) и умеренной влажностью (13,8 %). Также удалось извлечь чистое железо: хотя его доля составила всего 0,69 %, содержание металла в этом концентрате достигло 62,2 %. Оставшиеся 62,56 % ‒ это очищенная порода, которую теперь можно использовать в строительных целях.

Созданная установка демонстрирует полностью безотходный подход. Она позволяет получать вторичное топливо, минуя дорогостоящую шахтную или открытую добычу с буровзрывными работами. А очищенная порода становится сырьем для стройиндустрии: производства кирпича, наполнителей и других строительных материалов. Это не просто технология переработки и обогащения ‒ это реальная возможность ликвидировать отвалы и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.

После успешных испытаний разрез «Черемховуголь» приобрел опытно-промышленную установку и разместил ее на своей площадке. Таким образом, разработка, созданная в рамках программы «Чистый уголь – зеленый Кузбасс», уже перешла в стадию реального промышленного использования на действующем предприятии.

В дальнейшем технологию можно совершенствовать: например, дополнять процесс химической обработкой породы для выделения оксидов, а также концентратов редких и редкоземельных металлов. Перспективно и использование таких установок для обеззараживания техногенных отходов с высокой концентрацией соединений ртути, мышьяка и других опасных элементов.

Экономический эффект от внедрения разработки оценивается как высокий. Первая опытно-промышленная установка уже реализована за 150 млн рублей, что в 1,5 раза превышает объем средств, затраченных из федерального бюджета на ее создание. Прогнозный объем продаж таких производственных линий на ближайшие пять лет составит более 30 млрд рублей. По научно-техническому уровню разработка не уступает лучшим российским и мировым аналогам.

Дирекция научно-технических программ по поручению Минобрнауки России осуществляет информационно-аналитическое и организационно-техническое сопровождение КНТП «Чистый уголь – зеленый Кузбасс».


Источник: пресс-служба НОЦ «Кузбасс – Донбасс»