Файл: Циперович, М. В. Обогащение углей в тяжелых суспензиях.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 101

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Вязкость суспензии плотностью 1,5—1,8г/сы3 из указанных утяжелителей не превышала 5 спз. При этом эффективность обога­ щения была такой же высокой, как и в магнетитовой суспензии.

Для промышленного обогащения угля шахты «Черкасская-Север­ ная» («Славяносербская») в гидроциклонах используется [71J пири­ то-глинистая суспензия, которая выделяется в гидроциклонах-сгу­ стителях из оборотных шламовых вод фабрики. При плотности утяже­ лителя 2,9 г/см3 и плотности суспензии 1,35—1,7 г/см3 объемное содержание твердого в ней находится в пределах 18—35%, а вязкость составляет 12—25 спз.

Песок, применяемый в качестве утяжелителя для приготовления суспензии в конусах Чанса, значительно крупнее магнетита, барита или любого другого утяжелителя. По этой причине скорость сво­ бодного осаждения его в воде в 8—10 раз выше, чем для других утяже­ лителей, и составляет 4—6 см/сек. Для обогащения угля могут быть ис­ пользованы пески любого происхождения плотностью не ниже 2,6 г/см3.

Ситовый состав песка должен соответствовать крупности обога­ щаемого угля и требуемой плотности разделения.

Ситовый состав песка, применяемого на некоторых фабриках США [164]:

Крупность, мм

Выход, %

+0,5

0,5

0,35-0,5

35,3

0,18—0,35

54,7

0,15-0,18

5,8

—0,15

3,7

В. В. Бриллиантов и Р. И. Гуревич [13] рекомендуют крупность песка в зависимости от характеристики обогащаемого угля, при­ веденную в табл. 20.

 

 

 

Т а б л и ц а 20

 

Рекомендуемая крупность песка

Обогащаемый уголь

 

 

Крупность,

Плотность раз-

Крупность песка, мм

ММ

деления, г/см*

 

 

+13

1,6-1,8

Не менее 80%

класса 0,2—0,5

+13

1,3—1,6

Не менее 85%

класса 0,1—0,5

—13

1,6—1,8

Не менее 70%

класса 0,1—0,35

—13

1,3-1,6

Не менее 70%

класса 0,1—0,25

При обогащении угля крупнее 25 мм рекомендуется применять более крупный песок (до 1,5 мм). Содержание глины в песке должно быть не более 5%, а органических примесей не более 2%. Вязкость песчаной суспензии при любом содержании песка (до прекращения текучести) составляет всего несколько сантипуаз (табл. 21).

61


 

 

Т а б л и ц а 21

Значения вязкости песчаной суспензии

Плотность суспензии,

Объемное содержание

Вязкость, спз

г/см*

песка, %

1,4

25

1,90

1,5

31

2,09

1,6

37

2,70

1,7

43

3,44

1,8

49

4,22

Суспензии из чистого песка не имеют начального сопротивления сдвигу, т. е. относятся к ньютоновским средам.

§ о. ВЛИЯНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СУСПЕНЗИИ НА ПОКАЗАТЕЛИ ОБОГАЩЕНИЯ

В процессе работы вследствие непрерывной циркуляции суспензия засоряется мелкими угольными частицами, глинистыми и другими примесями. В результате этого ухудшаются ее реологические свой­ ства, что приводит к снижению эффективности разделения угля при постоянной производительности обогатительных аппаратов, повышению расхода воды на отмывку утяжелителя от продуктов обогащения, увеличению потерь утяжелителя.

До настоящего времени нет еще определенных данных о пре­ дельно допустимом содержании тех или иных примесей в суспензии и предельных значениях вязкости и статического напряжения сдвига при обогащении углей в аппаратах различного типа. Причина за­ ключается в значительной сложности этого вопроса вследствие многообразия факторов, обусловливающих точность разделения и экономичность процесса.

По данным Варда [165], кажущаяся вязкость рабочих суспензий, применяемых в США, колеблется от 6 до 30 спз. При исследованиях было установлено, что увеличение вязкости в результате переизмельчения угольных шламов относительно мало, а влияние глинистых примесей довольно значительно. В указанных пределах вязкости суспензии, по сведениям горного бюро США, находятся в рабочем состоянии и пригодны для обогащения углей крупных классов. Большое влияние на реологические параметры суспензии оказывает состав глин. Глины, в которых преобладает натриевый монтморилло­ нит (бентонитовые глины), повышают вязкость значительно сильнее,

чем тощие

глины,

где преобладает кальциевый монтмориллонит.

Е. О. Лилжем и

др. [127] при исследовании вязкости десяти проб

суспензий,

взятых

с промышленных установок, было установлено,

что прямой зависимости между вязкостью и содержанием немагнит­ ного материала в суспензии нет. В отдельных случаях суспензия


с большей вязкостью содержала примесей значительно меньше, чем суспензия с меньшей вязкостью. Было также выяснено, что для суспензий плотностью до 1,6 г/см3 даже присутствие 25% угля раз­ мером мельче 0,074 мм мало влияло на вязкость. Для суспензий большей плотности это влияние больше. Так, присутствие 25% угля размером мельче 0,074 мм при плотности суспензии 1,8 г/см3 повышает вязкость с 7 до 15 спз.

По данным Р. Л. Уитмора [164], который исследовал свойства рабочих суспензий нескольких обогатительных фабрик Англии, видно (табл. 22), что имеется вполне выраженная тенденция сни­ жения эффективности разделения (вероятное отклонение Ер) при повышении вязкости и предельного напряжения сдвига. Особенно это заметно на зернах пониженной крупности (13—25 мм). Однако сделать определенный вывод, что влияет в большей степени на эффективность обогащения — вязкость или напряжение сдвига, по этим данным нельзя.

Т а б л и ц а 22

Эффективность обогащения угля в суспензиях различного типа [164]

 

 

 

 

 

 

 

 

Реологиче­

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ские

парамет­

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

ры

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

ft

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

1=

 

 

 

Я

 

 

я

 

«

 

 

 

 

 

 

V

Й

 

 

СОS

 

 

 

Oi

 

 

 

 

 

 

?**

e t

 

со

 

 

о

 

Я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СО

 

 

Утяжелитель

 

 

 

 

а

и

н

 

 

°

s

а

 

 

 

 

 

 

А

 

 

о

о

О

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

<а>

<

 

2

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

а и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

н

£

В

Я

 

О

К

о

 

 

 

 

 

 

 

а

о

о

 

 

 

 

а ч

 

 

 

 

 

 

 

о 2

%

а

о

сд

ГС

 

 

в t

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

а

 

 

а

 

 

 

 

 

ч «

О ®

К

&

а

|

 

 

 

 

 

 

 

 

К Сч

СО

“ е й

 

й 2

Й и

Ы

Барит 77%

< 1 0 0 мк

1,45

39

26

19

 

/25,4—51,0

1,460

0,034

 

[13,0—25,4

1,470

0,050

 

 

 

 

 

1,48

39

35

18

 

 

(25,4-51,0

1.505

0,037

 

 

 

 

 

 

 

113,0—25,4

1.505

0,056

Хвосты

флотации

51%

1,41

33

15

13

 

 

Г 76—152

1,415

0,015

 

 

[25,4 -76

1,405

0,026

<

100 мк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дробленая

порода

59%

1,47

34

40

92

 

 

25,4-76

1,470

0,042

<

100 мк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнетит:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76-152

1,580

0,010

 

87%

 

100 мк

 

1,60

22

5

14

 

 

 

<

 

 

(

51—76

1,575

0,013

 

69%

 

100 мк

 

1,60

37

22

26

 

|

76-127

1,620

0,023

 

<

 

 

/

51—76

1,610

0,033

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Г. ф. Янси, М. Р. Гир, М. В. Сокаски [125] изучили влияние реологических параметров магнетитовой суспензии на эффективность обогащения углей различного типа и крупности в условиях опытной установки производительностью 5 т/ч. При снижении эффектив­ ности обогащения угля при ухудшении реологической характери­ стики суспензии преобладающее влияние оказывает предельное

63


напряжение сдвига, так как вязкость изменяется в меньших пре­ делах (табл. 23).

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 23

 

Эффективность обогащения угля в магнетитовой суспензии [125]

 

 

 

 

Ленсфордский уголь (штат Пенсиль­

Глэпсерский уголь

 

 

 

 

 

вания)

 

 

(штат Вашингтон)

 

Параметры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 5 - 1 мм

 

6 -1 3 мм

 

 

3 —6 мм

 

Вязкость, спз

 

2,4

4,4

2,8

4,4

5,6

1,8

2,8

3,4

Предельвое напряжение

16

161

223

3

207

269

сдвига, днн/см2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зольность, %:

 

 

9,2

9,1

 

15,3

5,4

9,9

 

концентрат

 

9,1

14,0

17,2

порода

%

79,2

72,1

80,0

69,7

48,7

78,8

71,3

40,3

Выход концентрата,

80,9

84,4

93,0

77,1

80,1

70,7

Эффективность обогаще-

100

94,9

99,6

90,9

84,5

99,4

92,5

76,4

ния, %

 

 

1,97

2,38

2,41

1,72

1,93

1,96

Плотность разделения,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г/см3

 

0,018

0,070

0,042

0,179

 

0,051

0,124

Е Р

 

 

Большее влияние предельного напряжения сдвига, чем вязкости,

при

обогащении

угля

и

руд отмечают 10.

С. Бадеев,

3. П. Бе­

лых

[16, 17].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При обогащении угля в сепараторе «Дрюбой» с магнетитовой сус­

пензией плотностью 1,52 г/см3 в

полупромышленных

условиях

Г. А. Ван-Доорнум и А. Т. Петрик

[160] установили, что для угля

крупностью более 38 мм возрастание вязкости суспензии

до 20 спз

не влияет на эффективность обогащения угля. Для угля крупностью 19—38 и 6—19 мм таким пределом является соответственно 10 и 9 спз. При изменении вязкости от 2 до 32 спз Е р повышается для указанных классов угля соответственно с 0,01 до 0,015 и с 0,04

до 0,08.

Зависимость показателя вероятного отклонения Ер от зашламленности суспензии углем, полученная в промышленных условиях при обогащении угля крупностью 40—160 и 10—40 мм на некоторых предприятиях фирмы АГ Саарбергверке [77] (ФРГ), приведена на рис. 27.

По этим данным видно, что допустимое значение зашламленности должно быть меньше для более плотной суспензии и более мелкого угля. При обогащении угля крупностью 10—40 мм авторы считают, что для первого сепаратора, установленного для разделения угля на концентрат и промпродукт, допустимая зашламленность должна составлять не более 35—40%, для второго сепаратора, на котором выделяются промпродукт и порода, граничное значение зашламлен­ ности равно 15%. В первом случае Ер находится на уровне 0,02— 0,03, а во втором — 0,055.

64


При повышении зашламленности снижается также извлечение

магнетита

на магнитном

сепараторе и увеличиваются

его потери

а

 

 

 

 

 

 

 

 

с

продуктами

обогащения

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис. 28).

 

 

 

 

0,07

 

 

 

/ ~ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

результате анализа про­

 

 

 

 

/ /

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

цесса

обогащения

энергетиче­

. °/06

 

 

/

 

 

 

 

 

 

A

i

 

 

 

 

ских

углей

крупностью более

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25 мм в сепараторах СКВ32 по

0,05

 

____ А

 

 

 

 

 

плотности 1,8 г/см3

на

обогати­

 

 

 

 

 

 

 

 

тельных установках Караганды

 

 

 

^ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(при

шахтах

№ 33/34,

35-бис,

О,Oh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

ЦОФ «Сабурханская») И. X. Не­

с»

 

 

 

 

3

 

 

 

хороший и др. [70] установили,

 

 

 

 

 

 

 

что для достижения Ер в пре­

I 0,03

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

делах 0,035—0,05 оптимальная

ъ

 

 

 

 

 

4

 

 

вязкость суспензии

должна на­

5~

 

 

 

 

 

 

 

“30JJ2

 

 

 

 

 

 

 

 

ходиться в пределах 5—7 спз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При проведении

исследова­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ний

на обогатительной фабрике

0/71

10

20

30

4-0

50

6 0

70

Западно-Сибирского

металлур­

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гического завода было установ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лено

[49], что при содержании

0,08

 

 

 

 

 

 

 

 

немагнитной

фракции

крупно­

 

 

 

 

 

 

 

 

стью 0,5—0 мм в количестве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,07

 

 

 

 

 

 

 

 

40—50%

вязкость

суспензии

 

 

1~1'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о?"0,06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* 0,05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$

 

 

 

 

г \

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'0,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

яОс*0,03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,01 О

10

20

30

40

50

ВО

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зшиламленность, %

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 27.

Зависимость

показателя

вероятного

Рис.128. Зависимость потерь магнетита о

продуктами

обогащения

от

зашламлен­

отклонения

от

зашламленности

суспензии

ности суспензии для угля различной круп­

 

 

 

углем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ности

 

 

а — крупностью 40—160 мм; б — крупностью

 

 

 

 

 

 

1 — <40

мм; 2 — > 40 мм

10—40 мм при различной плотности суспензии;

 

1 — 2,0

г/см3;

2 — 1,8 г/см ; 3 — 1,47 г/см3;

 

 

 

 

 

 

4 — 1,37 г/см 3;

7' — 2;

2 ' — 1,47;

3’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,37

г/см*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Заказ

518

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65