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
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 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|