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

зеркала суспензии, значительная их часть выступает над уровнем суспензии примерно на г/3 своей высоты. Для лучшего разделения необходимо, чтобы толщина всплывшего угольного слоя не превы­ шала высоты максимального куска обогащаемого угля. Однако при этом резко падает производительность сепаратора, поэтому реко­ мендуется поддерживать высоту слоя всплывшего угля равной трой­ ному диаметру крупных обогащаемых кусков угля при доста­ точном его разрыхлении.

Производительность сепараторов относят к 1 м ширины ванны. В настоящее время в сепараторах наиболее удачной конструкции достигнута производительность для крупного угля (класс 25— 100 мм) 70—80 т/м ширины зеркала суспензии в ванне по всплыв­ шему продукту. Для угля с размером кусков 6—25 мм производи­ тельность на 1 м ширины ванны не превышает 30—35 т/ч.

Сепараторы для обогащения крупного угля

Глубокие сепараторы

Для обогащения в минеральных суспензиях значительное рас­ пространение получили глубокие сепараторы. К ним относятся сепараторы с пирамидальной ванной и конусные.

для получения двух продуктов обогащения (концентрата и промпродукта, состоящего из смеси породы и сростков или чистой по­ роды и концентрата в смеси со сростками);

для получения трех продуктов в одном аппарате (концентрата, сростков и породы).

При разделении угля на два продукта уголь направляют в верх­ нюю часть ванны, имеющую прямоугольное сечение (рис. 44).

Всплывший продукт удаляется скребковым конвейером, распо­ ложенным почти по всей длине ванны. Конвейер двигается со ско­ ростью от 150 до 200 мм/с и углублен на 150 мм ниже поверхности суспензии. Отходы (смесь промпродукта и породы) погружаются

120

в ванну и извлекаются элеватором. Концентрат перемещается скреб­ ковым конвейером по щелевидному ситу, на котором отделяется суспензия, возвращающаяся обратно в ванну. Затем концентрат сбрасывается на грохот, где прилипшие к поверхности угля частицы утяжелителя отмываются струей воды.

При регулировании и испытании описанного аппарата [123] было установлено, что при стабильном состоянии суспензии в ванне накапливается промежуточный продукт, плотность которого близка к плотности суспензии. Для удаления скопляющегося промежуточ­ ного продукта были применены восходящие и нисходящие потоки. С этой целью суспензию вводили в ванну через трубу на уровне, расположенном ниже верхнего уровня суспензии на 900 мм, причем поток вводимой суспензии направляли против движения угля. При таком вводе суспензии образуются частично восходящие, ча­ стично нисходящие потоки.

С помощью регулирования слива избытка суспензии из ванны через кожух породного элеватора поддерживается скорость восхо­ дящего потока в ванне, равная 0,03 см/сек, и скорость нисходящего' потока 0,1 см/сек. Такая значительная скорость нисходящего по­ тока способствует более точному отделению концентрата от проме­ жуточного продукта.

Восходящий поток повышает плотность разделения на 0,04 г/см* по сравнению с плотностью суспензии.

Для уменьшения вязкости среды циркулирующая суспензия подогревается до 35° С отработанным паром. Опыт показал, что даже незначительное повышение температуры среды, в которой происхо­ дит разделение угля, резко уменьшает ее вязкость и улучшает точ­ ность разделения угля по плотностям. Однако повышение темпера­ туры свыше 35° С заметного эффекта не дает.

Контроль процесса несложен и заключается в определении через каждый час плотности, вязкости и температуры суспензии. Откло­ нения в плотности суспензии достигают примерно ±0,01 г/см3.

При обогащении в аппарате, разделяющем уголь на два про­ дукта, для выделения высокозольной породы из промпродукта по­ следний приходится снова обогащать в последовательно располо­ женном втором аппарате по более высокой плотности, что усложняет схему обогащения.

Для одновременного получения трех продуктов обогащения (концентрата, сростков и породы) конструкция описанного аппарата

ная труба 2, в которой образуется восходящий поток суспензии насосом 3, создающим циркуляцию суспензии между трубой и ко­ жухом элеватора 4 для удаления породы. В результате образования восходящего вертикального потока плотность разделения в трубе 2" значительно повышается, поэтому промежуточный продукт, спу­ скающийся вместе с породой в коническую часть ванны, подхва­ тывается соответственно отрегулированным восходящим потоком

121

и выносится на поверхность суспензии, откуда удаляется скребковым конвейером 5. В ряде случаев восходящий поток в трубе 2 создается импеллером.

Сепараторы Де-Войса, выпускаемые фирмой «Barvois», широко применяют в настоящее время в США, однако вместо баритовой суспензии используют магнетитовую.

Сепаратор Тромпа предназначен для обогащения углей в не­ устойчивой суспензии с одновременным получением трех продуктов [146]. Схема сепаратора Тромпа приведена на рис. 46.

Ркс. 45. Схема сепаратора для разделения углей

вглинисто-баритовой суспензии на три продукта

Внапорных бачках 1а, Па, Ш а содержится суспензия возра­ стающей плотности. Напорные бачки расположены над сепарато­ ром таким образом, чтобы создалось горизонтальное движение сус­ пензии. Подача суспензии из ванны в бачки производится воздуш­ ными подъемниками (аэролифтами) или насосами.

Применяемая в таком процессе неустойчивая суспензия, состоя­ щая из воды и крупноизмельченного утяжелителя высокой плот­ ности, имеет следующие преимущества:

сравнительно небольшую вязкость, что позволяет снизить ниж­

ний предел крупности обогащаемого материала; утяжелитель легко извлекается из промывных вод;

позволяет одновременно получать в одном аппарате три про­ дукта обогащения (концентрат, промежуточный продукт и породу).

Однако осуществление разделения угля на три продукта еще не решает задачу обогащения угля в одном аппарате. Необходимо, кроме того, разработать способ для удаления продуктов обогащения из ванны.

Удаление всплывшего концентрата и породы не представляет затруднений и может быть осуществлено обычным путем с помощью скребкового конвейера, а породы — элеватором.

Удаление же промежуточного продукта, находящегося во взве­ шенном состоянии, весьма трудно. При описании сепаратора Де-

122

12а

по всей длине. При вращении лопастного колеса уголь погружается в суспензию (первая зона разделения угля в сепараторе).

Всплывшие частицы горизонтальным потоком суспензии выно­ сятся в пирамидальную часть сепаратора, где в результате снижения

скорости и изменения направления потока дообогащаются по плот­ ности суспензии и разгружаются гребковым колесом 10 в желоб для концентрата.

Потонувшие частицы в первой зоне сепаратора перемещаются лопастями колеса 4 по дну ванны в зону действия восходящего потока (вторая зона разделения), где частицы промежуточной плот­ ности поднимаются над лопастями колеса и потоком суспензии пере­ мещаются в отделение с нисходящим потоком. В этом отделении ма­ териал под действием собственного веса и нисходящего потока (третья зона разделения) оседает между лопастями второй ступени

124

части конуса, а всплывший концентрат сносится потоком сли­ вающейся суспензии в периферический желоб. Отходы выпадают в коническую часть и автоматически удаляются через ловушку, ограниченную двумя задвижками, при этом вместе с отходами уда­ ляется и небольшое количество песка.

Для предотвращения выпадения частиц песка в конусе Чанса применяют медленно вращающуюся мешалку и восходящие потоки воды. Вода подается в конус по трубам, расположенным на разных уровнях. Для конуса диаметром 3 м при обогащении по плотности 1,45 г/см3 применяют три серии подводящих труб для создания восходящих потоков. Вода вводится через тангенциально распо­ ложенные форсунки по направлению вращения мешалки. При боль­ ших размерах конуса применяют шесть концентрически располо­ женных труб. Для уменьшения износа задвижек для выпуска по­ роды к ним подводится вода.

Количество вводимой в конус воды должно быть достаточным для разгрузки через периферический желоб всплывшего угля. Обычно количество удаляющегося из конуса слива, снова возвра­ щаемого в сепаратор, составляет около 4,5 м3/мин для конуса диа­ метром 3 м, что составляет примерно 2,7 м3/т обогащаемого угля. Скорость удаления слива равна 1 см/сек. Следует отметить, что количество оборотной воды на 1 т обогащаемого угля при обога­ щении в отсадочных машинах составляет 5 м3/т, а при обогащении в промывочных желобах — 4 м3/т.

Процесс обогащения угля в водно-песчаной суспензии получил широкое распространение во многих странах. В США работает 165 таких установок, в Англии — 29, в Австралии — 3, в Индии — 2.

ВСССР в 1961 г. была пущена первая промышленная установка на шахте № 1 им. Артема в Донбассе. Исследование ее работы позволило спроектировать и построить ряд таких установок (напри­ мер, ЦОФ «Несветай» и др.).

ВСССР разработан ряд конструкций конусных сепараторов.

126