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

Мелкие сепараторы

В последнее время широко применяют сепараторы с неглубокой ванной (мелкие сепараторы), которые постепенно вытесняют глу­ бокие сепараторы. К сепараторам с неглубокой ванной относятся сепараторы корытного типа с самыми разнообразными приспособле­ ниями для удаления продуктов обогащения, барабанные сепараторы с подвижным и неподвижным внешним кожухом и сепараторы с эле­ ваторным колесом.

Корытные сепараторы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами сепараторов:

их можно устанавливать на место, ранее занимаемое породо­ отборной лентой, заменив тем самым трудоемкую ручную породовыборку механическим обогащением крупного угля;

Рис. 49. Схема сепаратора Е. А. Слепцова

объем рабочей суспензии, циркулирующей через сепаратор, не­ большой, поэтому изменение плотности суспензии можно произво­ дить достаточно легко и просто;

получают только два продукта обогащения, поэтому регулирова­ ние процесса несложное, причем увеличение содержания промежуточ­ ного продукта в угле не снижает производительности сепаратора.

Все конструкции корытных сепараторов отличаются друг от друга главным образом формой ванны и приспособлениями для уда­ ления продуктов обогащения.

Как правило, рабочая суспензия циркулирует через ванну сепа­ ратора в горизонтальном направлении и этим самым обеспечивается ее стабильность.

Наилучшие результаты обогащения в корытных сепараторах получают в ваннах, устройство которых, как и устройство приспо­ соблений для удаления продуктов обогащения, исключает образо­ вание турбулентного движения суспензии.

Кроме того, весьма важным конструктивным узлом является устройство для ввода угля в сепаратор.

Сепаратор Е. А. Слепцова (рис. 49) был предложен для обога­ щения углей в суспензии [84].

Ванна сепаратора представляет собой деревянный ящик прямо­ угольного сечения, дно которого с обеих сторон имеет наклон под

127

углом около 30°. Внутри ванны 1 установлен скребковый конвейер 2. Под верхней ветвью наклонной части конвейера, выдающей кон­ центрат, располагается направляющая плоскость 3, по которой перемещается концентрат, выдаваемый из ванны, в желоб 4.

Суспензия заливается в ванну так, чтобы она перекрывала верх­ ний край скребков верхней части конвейера. Уголь загружается в начале горизонтального участка конвейера. Материал большей плотности, чем плотность суспензии, погружается и выносится из ванны нижней ветвью конвейера в желоб 5, а всплывший продукт выносится верхней ветвью.

Сепаратор обладает следующими преимуществами по сравнению с другими типами сепараторов:

дно и боковые продолжения дна ванны непрерывно очищаются скребками конвейера, поэтому выпадающий в небольшом количе­ стве утяжелитель непрерывно удаляется;

удаление всплывшего и утонувшего продуктов производится одним конвейером;

отсутствует различие между плотностью суспензии в выше- и нижележащих зонах.

Для обеспечения такого постоянства плотности суспензии до­ статочно небольшое движение жидкости, создаваемое скребковым конвейером;

малая глубина ванны предопределяет небольшой объем залива­ емой суспензии, что позволяет очень быстро изменять ее плотность; в связи с незначительными габаритами ванны ее можно легко установить для обогащения крупного угля вместо породоотборных

лент или столов.

Сепаратор (рис. 50) голландских государственных рудников («DSM»), изготовляемый в ФРГ фирмой «Греппель» [68], мало от­ личается по своей конструкции от сепаратора Е. А. Слепцова.

128

Ванна этого сепаратора также снабжена бесконечной скребковой

и синхронно связаны между собой. Для обогащения в сепараторе DSM, как и в сепараторе Е. А. Слепцова, применяется устойчивая суспензия, приготовленная из глины или лёсса с водой. Сепараторы DSM устанавливают в значительном количестве в последние годы на обогатительных фабриках в Бельгии и ЧССР.

Сепараторы DSM, изготовленные в ЧССР по лицензии, устано­ влены на многих обогатительных фабриках (ОФ при шахтах им.

Еременко, им. 9 Мая и др.). Они имеют следующую техническую характеристику:

Сепаратор, разработанный и испытанный ВУХИНом [102], принципиально не отличается от сепараторов Е. А. Слепцова и DSM, но в нем применяют суспензию, перемещаемую в горизон­ тальном направлении с равноускоренным движением. Сепаратор ВУХИНа (рис. 51) представляет собой ванну с днищем, имеющим наклон в обе стороны. В ванне перемещается скребковый конвейер 4 для ввода угля и удаления продуктов обогащения. Уголь загру­ жается на верхнюю ветвь скребкового конвейера и вводится в сус­ пензию. В месте поступления угля на скребки под ними уложено короткое днище 2.

Тяжелые продукты обогащения выпадают на нижнюю ветвь конвейера и удаляются из ванны через порог 1, расположенный на 200 мм выше уровня суспензии. Легкие продукты обогащения, плотность которых меньше плотности суспензии, остаются между скребками конвейера и перемещаются по щелевидному ситу 3, отделяющему суспензию, а затем сбрасываются в желоб 6, куда попадает и слив суспензии через порог 5, расположенный на 50 мм ниже уровня суспензии. Скорость потока суспензии 10—30 см/сек.

Сепаратор испытывался при обогащении угля крупностью кусков от 6 до 100 мм. По данным полупромышленных испытаний, произ­ водительность сепаратора при ширине его 1500 мм составляет для класса 6—100 мм 35—40 т/ч. При увеличении нижнего предела крупности до 10 мм производительность достигает 70 т/ч.

Сепаратор Тромпа для разделения угля на два продукта (рис. 52) представляет собой ванну, состоящую из двух частей: для суспен­

и уменьшает износ цепей конвейеров, так как цепь в большей своей части перемещается вне суспензии.

Сепаратор «Ридли-Сколс» [143] имеет вид трехгранной прямо­ угольной призмы, установленной так, что ее наклонная грань об­ разует дно аппарата (рис. 53). Ширина сепаратора примерно 2 м, максимальная высота 1,3 м.

Рядовой уголь и суспензия загружаются в сепаратор с глубокой стороны и движутся со скоростью 2—3 м/мин к противоположной,

130

мелкой стороне. Суспензия подается насосом через расположенный у вертикальной стороны аппарата распределительный карман, от­ деленный от ванны листом с отверстиями. Всплывший продукт движется вместе с потоком и подается лопатой специальной кон­ струкции в желоб, расположенный по всей ширине аппарата под поверхностью суспензии. Механическая лопата подвешена на валу, который вращается в подшипниках, расположенных над ванной. Из желоба продукт выдается на дренажный грохот.

Для устранения завихрений стенкам желоба придана обтекаемая форма.

Утонувший продукт выносится из сепаратора на прорезиненном конвейере, передвигающемся внутри сепаратора вдоль его дна. Обратная ветвь ленты расположена вне ванны аппарата. Лепта вводится в торцовую стенку ванны через эластичные водонепрони­ цаемые пазы.

Механические лопаты для продвижения всплывшего продукта к выпускному желобу показаны на рис. 54. Лопаты 1 ж2 продви­ гают всплывший продукт к выпускному желобу 3, а лопата 4 воз­ вращает всплывшие зерна, случайно попавшие в желоб.

К преимуществам сепаратора «Ридли-Сколс» следует отнести наличие прорезиненной ленты для удаления тяжелых продуктов обогащения, что значительно уменьшает эксплуатационные расходы и имеет определенное технологическое значение. Так как транспор­ тирование материала лентой целиком зависит от сил трения, то материал, более легкий, чем разделяющая жидкость, не пристает к ленте, следовательно, не выносится из ванны, что уменьшает потери угля с отходами. Кроме того, легкие частицы, захва­ ченные более тяжелыми частицами материала, снова всплывают. Утонувший продукт удаляется в спокойной среде без толчков,

в противоположность удалению материала при транспортировании скребковым конвейером.

Скорость движения ленты регулируют в пределах 3—8 м/мин в соответствии с характеристикой угля.

Производительность сепаратора зависит от ширины ванны и размера частиц обогащаемого угля. Так, при ширине ванны 2 м и обогащении угля размером частиц 10—100 мм производительность сепаратора достигает 100 т/ч.

Сепаратор «Дрюбой» [167] имеет оригинальную конструкцию, позво­ ляющую производить обогащение угля крупностью кусков до 0,6 м.

Рис. 54. Механические лопаты в сепараторе «Ридли-Сколс»

Сепаратор «Дрюбой» отличается от других сепараторов корытного типа особым устройством механических приспособлений для удаления продуктов обогащения, особенно отходов.

Сепаратор (рис. 55) состоит из ванны 1, образуемой двумя на­ клонными под углом 45° взаимно перпендикулярными стенками 2 и 3. Стенка 3 представляет собой обечайку, в которой на оси 4 вра­ щается лопастное колесо 5. Лопастное колесо не тащит утонувший продукт по днищу, а выносит его лопастями 6, так что колесо ра­ ботает без большого трения. Подшипники 7 и 8, в которых поме­ щена ось лопастного колеса, защищены от суспензии.

Удаление всплывшего продукта производится потоком горизон­ тально движущейся суспензии, чему способствует поступательное перемещение цепей или шарнирно укрепленных пластин 9 при вра­ щении шестигранного колеса 10.

Тяжелый продукт опускается, попадает в лопастное колесо и перемещается в верхнее положение, по достижении которого он выпадает через выпускное отверстие.

132

Все перечисленное послужило причиной значительного распро­ странения сепараторов «Дрюбой». Наибольшее распространение они получили во Франции. Даже в последние годы при наличии большого количества самых различных аппаратов для обогащения в суспен­ зии, на больших современных обогатительных фабриках Франции для обогащения в суспензии применяют только сепараторы «Дрю­ бой». В последнее время такие сепараторы установлены на новой обогатительной фабрике «Фрейминг» производительностью 1400 т/ч угля, расположенной в угольном бассейне Лотарингии.

На этой фабрике, как и на большинстве новых и реконструиро­ ванных обогатительных фабрик Франции, уголь крупностью + 6 мм обогащается в магнетитовой суспензии. Перед обогащением произ­ водится тщательная подготовка угля — классификация на машин­ ные классы и промывка до полного удаления угольного и глинистого шлама. Уголь крупностью 6—150 мм разделяется на три машинных класса: 50—150, 18—50 и 6—18 мм. Каждый из них обогащается отдельно в суспензии соответствующей плотности, причем классы крупностью 50—150 и 18—50 мм обогащаются в сдвоенном сепара­ торе «Дрюбой», конструктивно отличающемся от ранее описанного

[58].

Сдвоенный сепаратор отличается тем, что корпус-ванна разде лена промежуточной перегородкой на две неравные секции по всей длине и глубине. Ширина более мелкой ванны первой секции 2000 мм,

второй — 1400 мм.

Со стороны загрузки ванна имеет три подвода суспензии для создания транспортного потока. Элеваторное колесо выполнено двухсекционным и установлено под углом 50°. Диаметр внутренней секции элеваторного колеса, предназначенной для выгрузки пото­ нувшей фракции из первой, более мелкой ванны сепаратора, 4200 мм, диаметр же внешней секции, предназначенной для вы­ грузки потонувшей фракции из второй секции ванны, — 5350 мм.

Элеваторные колеса состоят из отдельных разборных секторов. Рама колеса связывает обе секции в одну жесткую конструкцию и имеет съемную ступицу, на которой закреплен привод. Привод

расположен над элеваторным колесом.

Техническая характеристика некоторых типов сепараторов «Дрю­

бой» приведена в табл. 46.

В СССР на ряде углеобогатительных фабрик в Донбассе уста­ новлены сепараторы «Дрюбой» с соответствующим вспомогательным оборудованием, поставленные французской фирмой «ПИК». Эти се­ параторы установлены на ЦОФ «Калининская», ЦОФ «Кадиевская», ЦОФ «Кураховская». На последней установлен сдвоенный сепара­

тор «Дрюбой».

В Кузбассе на обогатительной фабрике при шахте «Шушталеп- ская-I», построенной по проекту фирмы «ПИК», установлен сепара­ тор «Дрюбой» для обогащения угля +13 мм в суспензии.

Институтом Гипромашуглеобогащение совместно с заводом угольного машиностроения им. Пархоменко (г. Ворошиловград)

J3о