2011-05-08

НАРИЙН СУХАЙТЫН ОРДЫН НҮҮРСНИЙ БАЯЖИГДАХ ЧАНАРЫН СУДАЛГАА


НАРИЙНСУХАЙТЫН ОРДЫН НҮҮРСНИЙ
 БАЯЖИГДАХ ЧАНАРЫН СУДАЛГАА

Удирдагч: Г.Даваацэрэн
Монголын Алт (МАК) ХХК -ний ТСЭрхэлсэн дэд ерөнхийлөгч
Илтгэгч: М.Базаррагчаа
Монголын Алт (МАК) ХХК -ний ТСГазар баяжуулагч инженер

ХУРААНГУЙ
2010 онд манай улс 25 сая тонн нүүрс олборлосны 18 сая тонн түүхий нүүрсийг Хятад улс руу экспортолжээ. Үүний 5 гаруй сая тонн нүүрсийг Монголын Алт (МАК) компанийн Нарийнсухайтын уурхайгаас олборлосон [1]. Цаашид Монгол орны  нүүрсний үнэт чанарыг гадаад зах зээлд өсгөхөд анхан шатны боловсруулалт, баяжуулах нь эдийн засгийн ач холбогдолтой. Иймд  нүүрсийг баяжуулах боломжийн талаар туршилт, судалгааны ажлыг гүйцэтгэх шаардлага гарч байна.

ОРШИЛ
Нүүрсийг баяжуулахын гол зорилго нь нүүрсэн дэх органик бус механик хольцыг ялган, таваарын нүүрсний чанарыг дээшлүүлэхэд оршдог. Нүүрсийг баяжуулснаар нүүрсний тээвэр, цахилгаан станцын нүүрс ангилах, үнс зайлуулах шатанд зардлыг ихээхэн бууруулахаас гадна цаашид нүүрсийг коксжуулах, хийжүүлэх зэрэг боловсруулах үйлдвэрүүдийн зайлшгүй урьдчилсан нөхцөл болдог [2].
Олон улсын зах зээл дээр гол төлөв баяжуулсан нүүрсний үнслэгийн агуулга                 6-8(10)%, хүхэр <1% байдаг. Иймээс анхдагч нүүрсний үнслэгээс хамааран олборлолт, баяжуулалтыг дараах байдлаар хийдэг [3].
Ø  Үнслэг 7-10 баяжуулахгүй (no washing);
Ø  Үнслэг 10-12% хэсэгчлэн баяжуулна (partial washing);
Ø  Үнслэг 12-16% дээш бол бүхэлд нь баяжуулна.

Иймд Нарийнсухайтын ордын нүүрсний баяжигдах чанарыг судлах зорилгоор лабораторийн туршилтыг Монголын Алт (МАК) ХХК -ийн нүүрс-химийн лабораторид ISO, ГОСТ стандартын дагуу хийж гүйцэтгэлээ. Ордын нүүрсний чанарыг бүрэн төлөөлөх дээжинд ширхэглэлийн болон фракцын шинжилгээг гүйцэтгэж М-муруйг байгуулах замаар баяжицын зэргийг тодорхойлсон болно [6]. Туршилтын үр дүнгээр баяжуулалтын технологийн схемийг METSIM программаар загварчилж, баяжуулах үйлдвэрийн үндсэн үзүүлэлтүүдийг тогтоосон.
НҮҮРСНИЙ ЧАНАР
Нарийнсухайтын 2009-2010 оны хайгуулын 45 цооногийн 1913 ширхэг дээжинд хийсэн математик-статистикийн шинжилгээг EXCEL программ ашиглан дундаж утга, хамгийн их, хамгийн бага, квадрат дундаж үзүүлэлтүүдийг тодорхойлов (хүснэгт №1).
Хүснэгт №1
Нийт дээжний статистик үзүүлэлт

War, %
Аar, %
Vdaf, %
St, %
Qar, ккал/кг
FSI
Түүврийн тоо
1913
1913
1913
1817
1913
1912
Дундаж
утга
8.67
18.17
42.72
1.18
5409.68
3.81
Хамгийн
их утга
25.15
72.58
61.46
4.76
7442.09
9
Хамгийн бага утга
0.42
3.51
22.33
0.03
744.76
0
Квадрат дундаж хазайлт
4.57
11.73
5.72
0.54
1124.18
2.03

Мөн 2009-2010 оны нүүрсний чанарын үзүүлэлтүүдийн хоорондох корреляцын (хамаарлын коэффициент) матрицыг үзүүлэв (хүснэгт №2).

Үүнд:    Wa r   - нийт чийг, %                                                               
                       Аdry  - хуурай түлшний үнслэг, %
           Vda f  - нүүрсний шатах хэсгийн дэгдэмхий бодисын гарц, %
           St      - нийт хүхэр, %
           Qar   - ажлын түлшний илчлэг, ккал/кг
                                                                                                                     Хүснэгт №2
Чанарын үзүүлэлтүүдийн корреляцын матриц

War
Aar
St
Vdaf
Qar
FSI
War
1





Aar
-0.10047
1




St
-0.00275
0.022303
1



Vdaf
0.078928
0.186111
0.051975
1


Qar
-0.19564
-0.93219
-0.03891
-0.20663
1

FSI
-0.00902
-0.12601
0.030952
-0.00615
0.129798
1

Хүснэгт №2 -оос харахад чанарын үзүүлэлтүүд дотроос хамгийн их (урвуу) хамааралтай нь илчлэг - үнслэг (r = -0.93219) байна. Нүүрсийг баяжуулснаар гол нь үнслэг, хүхрийг бууруулах боломжтой.

ДЭЭЖ АВАЛТ
Дээж авалт нь судалгааны ажлын хамгийн чухал хэсэг бөгөөд дээжийг хэрхэн авч бэлдсэнээс шинжилгээний үр дүн нь шууд хамаарна. Баяжицын судалгаанд шаардлагатай дээжийг сонгохдоо ордын нүүрсийг төлөөлөх чадвартай чулуулгийн жижиг үе давхаргатай 55-р цооног, нэг цул давхаргатай 73-р цооногийн нийт 500 кг дээжийг бүрдүүлэн, дубликат авч хадгалсан. Төлөөлүүлэн дундаж үзүүлэлттэй 55-1a анхдагч дээжний чанарын үзүүлэлтүүдийг үзүүлэв (хүснэгт №3).
                                                                                                                     Хүснэгт №3
Анхдагч дээжний чанарын үзүүлэлтүүд
Ажлын чийглэг,
War, %
Үнслэг,
Аdry, %
Дэгдэмхий,
Vdaf, %
Нийт хүхэр, St, %
Илчлэг,
Qar, ккал/кг
11.12
21.44
37.99
1.41
5237.85


НУНТАГРАЦЫН ЗЭРЭГ
Хардгровын индексийг 30-40 маш хатуу, 40-60 хатуу, 60-80 дунд, 80-100 зөөлөн,             100-120 маш зөөлөн гэж ангилдаг [4]. Нүүрсний нунтаграц, шлам үүсэх чанарыг тодорхойлох зорилгоор Хардгровын индексийг (HGI) тодорхойлж үр дүнг үзүүлэв (хүснэгт №4). Дашрамд дурдахад Элдэвийн уурхайн нүүрс HGI=46 байдаг.
         Хүснэгт №4
Нунтаграцын зэргийн үр дүн
Сорьцын жин, гр
+0.071мм бүхэллэгийн ангийн жин, гр
-0.071мм бүхэллэгийн ангийн жин, гр
Хардгровын индекс, HGI
50.32
39.93
10.15
95.5





ШИРХЭГЛЭЛИЙН ШИНЖИЛГЭЭ
Ширхэглэлийн шинжилгээний явцад анхдагч нүүрсэн дэх шламын хэмжээг тодорхойлон үр дүнг үзүүлэв (хүснэгт №5). Хүснэгтээс харахад анхдагч шламын                   (-0.5мм) хэмжээ 32% хүрч байгаа нь Нарийнсухайтын ордын нүүрс нилээд бутрамтгай, зөөлөн гэдгийг дахин батлаж байна. Ийм учраас баяжуулах технологийг сонгохдоо аль болох шинээр бага шлам үүсэх нөхцлийг бодолцох шаардлагатай. Жишээлбэл: Гравитацын баяжуулалтын технологиудаас тунаах машин, мушгиа сепаратор хамгийн бага шлам үүсгэдэг.
         Хүснэгт №5
       Шигшүүрийн шинжилгээний үр дүн
Бүхэллэгийн хэмжээ, мм
Гарц
Үнслэг,
Adry, %
Грамм
%
+0.5-50
2480.69
68.31
23.09
-0.5
1150.65
31.69
17.88
Дүн
3631.34
100
21.44

Зураг №1 Ширхэглэлийн шинжилгээний дараа, 55-1а, +0.5-50мм, -0.5мм

Зураг №2 Фракцын шинжилгээгээр ялгаж авсан баяжмал, <1300 кг/м3 шинжилгээний дараах 55-1а, +0.5-50мм, -0.5мм

 



ФРАКЦЫН ШИНЖИЛГЭЭ
Баяжицын зэргийг тогтоох, баяжуулалтын технологийн схемыг боловсруулах зорилгоор 55-1а дээжний -0.5 мм, +0.5-50 мм бүхэллэгийн анги тус бүрт фракцын шинжилгээг стандартын дагуу (ISO 7936-92) гүйцэтгэсэн (хүснэгт №5). Фракцын шинжилгээний үр дүнгээр баяжицын М-муруйг байгуулан онолын балансыг тогтоов (хүснэгт №6, зураг №3).
Хүснэгт №5
Фракцын шинжилгээний үр дүн (55-1а, +0.5-50мм)
Нягт
 кг/см3
Хөвсөн фракцын
гарц, %
Үнслэг
%
Кумулятив хөвсөн
фракцын гарц, %
Кумулятив үнслэг
%
Нийлбэр кумулятив
үнслэг, %
Дундаж
үнслэ
г, %

1
2
3
4
5
6
7

<1300
46.96
5.43
46.96
254.99
254.99
5.43
A
1300-1400
18.27
10.92
65.23
199.51
454.50
6.97
B
1400-1500
6.30
18.02
71.53
113.53
568.03
7.94
C
1500-1600
3.99
28.11
75.52
112.16
680.19
9.01
D
1600-1800
5.44
41.65
80.96
226.58
906.76
11.20
E
>1800
19.04
75.08
100
1429.52
2336.29
23.36
F

100
23.36





Зураг №3 Баяжицын М-муруй (55-1а, +0.5-50мм)
   Хүснэгт №6
 Баяжицын онолын баланс (55-1a, +0.5-50мм)
                  Бүтээгдэхүүн
   γ, %
Adry, %
St, %
Qar, ккал/кг
Баяжмал
75.52
11.92
0.93
6606.08
Завсрын бүтээгдэхүүн
5.44
40.42
2.79
2155.54
Хаягдал
19.04
80.00
3.42
514.84
Дүн
100.00
23.36
1.49
5247.34

Нэгтгэсэн 0-50 мм бүхэллэгтэй баяжмалын онолын балансыг үнслэгээс хамааруулан гарц, үнслэг, хүхрийн хамаарлыг (хүснэгт №7) үзүүсэн ба боломжит баяжмалын гарц, үнслэгийг үзүүлэв (зураг №5). Хүснэгтээс харахад Нарийнсухайтын нүүрсийг баяжуулснаар 75-76% гарцтай, 6-7% үнслэгтэй баяжмал гаргах боломжтойгоос гадна баяжмал дахь хүхрийн хэмжээ анхдагч нүүрстэй харьцуулахад нилээд хэмжээгээр буурах нь харагдаж байна.
                                                                                                                                 Хүснэгт №7
Нэгтгэсэн 0-50 мм бүхэллэгтэй нүүрсний онолын баланс

Хаягдал
Баяжмал
Adry, %
γ, %
Adry, %
St, %
γ, %
Adry, %
St, %
5.50
36.28
46.53
1.09
63.72
5.50
0.55
5.93
25.71
62.18
1.31
74.29
5.93
0.61
6.54
22.98
66.78
1.33
77.02
6.54
0.65
7.19
21.79
67.75
1.34
78.21
7.19
0.67
7.85
20.89
67.88
1.35
79.21
7.85
0.68
8.51
20.15
67.47
1.36
79.85
8.51
0.69
9.18
19.40
66.94
1.38
80.60
9.18
0.70

Зураг №4 Нэгтгэсэн баяжмалын гарц, үнслэгийн хамаарал

METSIM ЗАГВАРЧИЛАЛ
Лабораторийн туршилтын үр дүнг ашиглан жилд 7 сая тонн нүүрс баяжуулах үйлдвэрийн технологийн схемийг METSIM программыг ашиглан загварчилж, урьдчилсан технологийн үндсэн үзүүлэлтүүдийг тооцож технологийн схемийг үзүүлэв (зураг №5).
Технологийн схемийг боловсруулахдаа -1 мм -ийг нуман шигшүүрээр ангилж, гидроциклоноор оруулан +0.125-1 мм бүхэллэгтэй материал нь мушига сепараторын тэжээл болно. Харин +1-50 мм -ийн бүхэллэгийн ангийг тунаах машинаар оруулах ба баяжуулах үйлдвэрийн хүчин чадлыг 1000 тонн/цаг байхаар тооцов (хүснэгт №8). Загварчлалаар харьцангуй өндөр үнслэг (21.4%), хүхэртэй (1.4%) дээжийг баяжуулснаар 74% -ийн гарцтай, 8.9% үнслэгтэй баяжмал авах боломжтой. Мөн баяжмал дахь хүхрийн агуулга анхдагч нүүрстэй харьцуулахад тодорхой хэмжээгээр буурч байгаа нь нүүрсэн дэхь пиритын хүхэр баяжуулалтын хаягдалд шилжиж байгааг загварчлалын үр дүнгээс харагдаж байна. Тооцоогоор баяжуулалтын бүтээгдэхүүний чийгийг баланслах зорилгоор өгч буй цэвэр усны хэмжээ 69.61 м3/цаг буюу энэ нь      19.34 л/с цэвэр технологийн ус шаардлагатай гэсэн үг. Дээрх тооцооноос эргэлтийн усны хэмжээ 956.9 м3/цаг ба 1 тонн нүүрс баяжуулахад ойролцоогоор 70 л цэвэр ус шаардлагатай байгааг тооцож болно.
Баяжуулалтын технологийн схемийн загварчлалын үр дүн
Бүтээгдэхүүн
Хүчин чадал
Adry, %
St, %
Qar, ккал/кг
тонн/цаг
тонн/жил
Баяжмал
715.8
5,016,326
6.16
0.78
7646
Завсрын бүтээгдэхүүн
149.4
1,046,995
24.82
0.76
5773
Хаягдал
134.7
936,679
82.25
1.02
730.4
Анхдагч нүүрс
1000.0
7,000,000
19.20
0.81
6402

Зураг №5 METSIM программын загварчлалын үр дүн

ЭДИЙН ЗАСАГ
Нүүрсний үнслэгийг 1% багасгахад 1 кВт/цаг цахилгааны өөрийн өртөг 1.1% -иар хямдрах, дутуу шаталт 1.5-2.0% -иар мөн багасдаг байна. Гэхдээ цахилгаан станцын зориулалттай нүүрсний баяжуулалтын түвшин 10-20% -иас хэтэрвэл эдийн засгийн хувьд ашиггүй [5]. Нүүрсийг баяжуулж үнслэгийг багасгахад шаардагдах хөрөнгө оруулалт ба ашиглалтын зардал нь 1 тонн -д 1.5-3 ам $ байгааг судалгаагаар тогтоосон [7]. Экспортын одоогийн түүхий нүүрс чанараасаа хамааран (уурхайн ам нөхцөлөөр)               1 тонн тутмын үнэ 50-70 ам $ байхад баяжуулсан нүүрсний 1 тонн тутмын үнэ нь             90-110 ам $ болж өсөх бүрэн боломжтой.
ДҮГНЭЛТ
1.    Лабораторийн анхан шатны туршилтаар Нарийнсухайтын ордын нүүрсний баяжицын зэрэг нь амархан, дунд зэрэгтэйг тогтоосон.
2.    Хардгровын индекс HGI=95.5 байгаа нь тус ордын нүүрс зөөлөн, бутрамтгай шинж чанартай байна.
3.    -0.5 мм -ийн ангилал дэх шламын хэмжээ 32% хүрч байгаа нь баяжуулалтын явцад шламгүйжүүлэх, шламыг баяжуулах технологи (Жемсоны хорго, Pneuplot) сонгох нь илүү тохиромжтой.
4.    Фракцын шинжилгээний үр дүнгээс харахад Нарийнсухайтын нүүрсийг баяжуулсанаар 6-7% үнслэгтэй, 0.78-0.93% хүхэртэй, 75-76% гарцтай өндөр чанарын баяжмал гарган авах боломжтойг онолын хувьд тогтоолоо.
5.    Загварчлалын үр дүнд харьцангуй өндөр үнслэг, хүхэртэй нүүрсийг баяжуулан 8.9% -ийн үнслэгтэй, 72% -ийн гарцтай баяжмал гарган авах боломжтой нь практикийн хувьд тогтоосон.
6.    Баяжуулалтын явцад баяжмал дахь хүхрийн агуулга анхдагч нүүрстэй харьцуулахад бараг 40% -иар буурч (S=0.78%) байгаа ба энэ нь нүүрсэнд агуулагдаж буй пиритын хүхэр хаягдалд шилжиж байгааг тогтоосон.

ТАЛАРХАЛ
Юуны өмнө туршилт хийхэд бүрэн дэмжлэг үзүүлсэн Монголын Алт (МАК) ХХК -ний удирдлага, Нарийнсухайтын уурхайн дарга, ерөнхий инженер, геологич нарт талархал илэрхийлээд, түүний дундаас хамтран шинжилгээ гүйцэтгэсэн лабораторийн эрхлэгч Ц.Цэгмид, химич С.Хоролмаа, лаборант А.Ууган нарт гүн талархаснаа илэрхийлье!

АШИГЛАСАН МАТЕРИАЛ
[3] Rick Q.Honaker, INTERNATIONAL COAL PREPARATION CONGRESS 2010 conference proceedings С, 2010
[5]  П.Очирбат, Нүүрсний аж үйлдвэрийн хөгжлийн стратеги ба экологи, УБ, 2002
[6]  Joseph W.Leonard, III. COAL PREPARATION Littleton, C, 1991
[7]  Barbara J.Arnold, Mark S.Klima, Peter J.Bethell, Design the Coal Preparation Plant of the future С, 2007
[8] С.Цэдэндорж ба бусад, Инженерийн лавлах VII боть, Ашигт малтмалын баяжуулалтын технологи УБ, 2010

0 comments:

Post a Comment

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More