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

ковшами. Всплывший концентрат захватывается потоком суспензии и движется вместе с ней до конца барабана, а затем сливается через

разгрузочный порог.

Продольными листами 11 ширина ванны ограничивается до 1800 мм. Эти продольные листы предотвращают попадание всплыв­ шего продукта в движущиеся сбоку и поднимающиеся вверх ковши элеваторного колеса. Таким образом, исключается смешивание всплывшего продукта с отделенным тяжелым продуктом.

Для улучшения непрерывного удаления концентрата в конце барабана, между продольными листами, установлен четырехлопаст­ ный сбрасыватель 12. Поэтому нет необходимости чрезмерно увели­ чивать скорость движения рабочей суспензии, чтобы обеспечить

ваторного колеса через 15—20 сек.

Барабанный сепаратор не имеет частей, подвергаемых износу вследствие абразивного действия суспензии, за исключением уп­ лотняющих колец на концах барабана и ковшей элеваторного ко­ леса. В обоих случаях, как показал опыт, износ является незна­ чительным.

Достоинством барабанного сепаратора является нечувствитель­ ность к попадающим в него посторонним металлическим предметам,

атакже возможность обогащения больших кусков угля. Производительность сепаратора 150—160 т/ч.

Сепаратор «Гардинг» [138] (рис. 70) представляет собой враща­ ющийся барабан 2, ось которого наклонена под углом 2—5°. Обога­ щаемый уголь загружается через желоб 1. В этот же желоб поступает суспензия заданной плотности. Всплывший легкий продукт (кон­ центрат) перемещается вместе с потоком суспензии через порог 3, установленный в сниженном конце барабана, куда поступает под­ лежащий обогащению уголь. Тяжелый продукт тонет и перемещается

150

к противоположному концу барабана при помощи встроенных спи­ ралей с уменьшающимся шагом. Там он попадает в приемник эле­ ваторного колеса 4, откуда сбрасывается в отводной желоб 5. Ос­ новная масса суспензии подается в барабан через трубопровод 6. Параллельные направляющие листы ограничивают с боков рабочей зеркало пульпы.

Производительность сепаратора составляет около 20 т/ч на 1 ма рабочей поверхности.

Устойчивости суспензии способствует перемешивание ее при вращении барабана, что дает возможность работать на сравнительна крупнозернистом утяжелителе, так же как и в сепараторе «SKB».

На время остановок сепаратора суспензию можно не выпускать, так как при запуске барабана осевший утяжелитель поднимается и однородность суспензии восстанавливается. Это является большим достоинством барабанных сепараторов.

Аналогичный сепаратор разработан в институте Механобр (СССР). Па рис. 71 изображена схема барабанного сепаратора СБ-1, конструкция которого разработана ДонУГИ и заводом угольного

машиностроения им. Пархоменко (г. Ворошиловград).

Сепаратор ДонУГИ состоит из цилиндрического барабана 1 с встроенной спиралью 2 на внутренней поверхности барабана, кольцевых элеваторов для породы 3 и концентрата 4, представля­ ющих одно целое с барабаном, загрузочного желоба 5, разгрузочных желобов для породы 6 и для концентрата 7, рамы 8, приводных и поддерживающих роликов и привода, сообщающего барабану вра­ щательное движение при помощи зубчатой передачи и фракцион­ ной роликоопоры.

151

Сепаратор заполняется суспензией заданной плотности. Уголь размером +13 мм (25 мм) вместе с суспензией по желобу поступает в сепаратор. Всплывшая часть угля выносится потоком в разгру­ зочный желоб. Часть всплывшего угля подхватывается кольцевым элеватором и также сбрасывается в желоб 7.

Утонувшая порода транспортируется спиралью 2 к кольцевому элеватору 3, поднимается из суспензии, обезвоживается на перфо­ рированных лопастях кольцевого элеватора и сбрасывается в же­ лоб 6.

Сепараторы для гравитационного обогащения мелкого угля

Время, необходимое для гравитационного разделения мелкого угля (—6 мм) в тяжелой среде по любой плотности, возрастает с уменьшением размера частиц. Для более полного разделения частиц слой угля должен быть возможно меньше, что приводит к необхо­ димости увеличения площади зеркала суспензии, а следовательно, и ширины ванны сепаратора.

Ниже приведено значение ширины ванны при уменьшении частиц угля, разделяемого в тяжелой среде в статических условиях [116]:

Отсюда видно, что удельная производительность сепаратора резко уменьшается по мере снижения верхнего предела крупности обогащаемого угля. Поэтому обогащение мелкого угля в тяжелых средах не получило развития, хотя и было предложено несколько способов такого обогащения. Ниже приводится описание сепарато­ ров для обогащения мелкого угля в суспензии в гравитационном поле.

Сепаратор «Блофиф» [110] (рис. 72) имеет форму опрокинутой на вершину пирамиды с прямоугольным основанием. Подача угля, подвергающегося обогащению, происходит по всей ширине сепара­ тора, причем суспензия нагнетается через сопла непосредственно в рядовой уголь, благодаря чему достигается разрыхление угля, поступающего с дешламационных грохотов в виде комков, и облег­ чение выноса легкого продукта на поверхность суспензии.

152

Порог, расположенный ниже уровня тяжелой суспензии, раз­ граничивает зону загрузки, характеризующуюся завихрениями, от спокойной зоны, в которой происходит обогащение и вынос лег­ кого продукта.

Легкий материал всплывает в суспензии, продвигается через порог и направляется к разгрузочному порогу в верхней части сепа­ ратора. Тяжелый продукт оседает и собирается в нижней части сепаратора. Установленное разгрузочное устройство периодически

открывается и закрывается. Благодаря ритмичной работе ниж­

него затвора:

вводимая суспензия теряется по­ переменно то с всплывшим, то с осевшим продуктом и этим ограни­ чивается объем циркулирующей су­ спензии;

Рис. 73. Схема действия добавочной суспензии,. вводимой в сепаратор «Блофиф» :

а — при открытом нижнем отверстии; б — при

закрытом нижнем отверстии

происходит вынос (разгрузка) тяжелого продукта в чередующемся ритме, что в несколько меньшей степени отражается и на разгрузке легкого продукта;

происходит быстрое и эффективное разделение исходного мате­ риала, полное всплывание легких зерен в концентрат и оседание более тяжелых в отходы.

Ввод добавочной суспензии приблизительно на половине высоты сепаратора оказывает следующее действие (рис. 73).

Если отверстие для разгрузки тяжелого продукта закрыто, то в верхней части сосуда образуется восходящий поток. При этом легкие фракции поднимаются восходящей струей вверх, чему спо­ собствует подъемная сила более легких частиц концентрата.

Если разгрузочное отверстие для тяжелого продукта открыто, то в нижней части сосуда возникает обратно направленный поток, который практически не влияет на режим в верхней части сепаратора. Открытие разгрузочного отверстия препятствует движению потока суспензии вверх. Несмотря на это, легкий продукт все же всплывает под влиянием подъемной силы и импульса, который сообщается легкому продукту, пока отверстие было закрыто.

153-

В нижней части сепаратора происходит обратный процесс. Если отверстие для разгрузки тяжелого продукта открыто, то суспензии сообщается скорость, которая передается падающему продукту и складывается с собственной скоростью падения. Когда же раз­ грузочное отверстие закрывается, тяжелые зерна продолжают па­ дать при суммарном действии своей скорости падения и скорости импульса, которую они воспринимают при открытии разгрузочного отверстия. Вследствие непрерывного чередования открытия и закры­ тия вентиля разгрузки тяжелого продукта скорости всплывания легкого продукта и погружения тяжелого повышаются. По мнению

3

автора предложенного процесса, такое чередование открытия и за­ крытия отверстия для удаления тяжелого продукта способствует более точному разделению мелкого угля, чем в прочих аппаратах.

Производительность сепаратора «Блофиф» шириной 1 м при обогащении угля класса 1—10 мм составляет 15—20 т/ч.

Сепаратор В. Я. Топоркова [90] предназначен для обогащения мелкого угля класса 0,5—10 мм в неустойчивой крупнозернистой суспензии. На рис. 74 показан сепаратор с центральным питанием,

ана рис. 75 — сепаратор с периферийным питанием.

Всепаратор с центральным питанием исходный уголь и суспен­ зия подаются через питающую трубу 3 и попадают на неподвижный диск 4. Здесь суспензия и уголь, получив горизонтальное направле­ ние, растекаются радиально от центра к периферии аппарата. При этом происходит разделение исходного материала по их плотностям. Тяжелые зерна, плотность которых больше плотности суспензии, погружаются вниз, а легкие зерна, плотность которых меньше плотности суспензии, всплывают наверх. Зерна угля, плотность

которых равна или близка к плотности суспензии, движутся с гори­

154

полученного после отсадки угля размером 1—6 мм, в котором класс —1 мм составлял 7%. Проектная производительность сепаратора 100 т/ч, а фактическая производительность, установленная при испытании, не превышала 60 т/ч промежуточного продукта.

При разделении промежуточного продукта в суспензии плот­ ностью 1,8 г/см3 зольность снизилась с 34 до 9,5%.

Такая же установка была смонтирована в Северной Франции для обогащения мелкого угля крупностью 1—10 мм. Производи­ тельность установки не превышала 38 т/ч, при этом в обогащаемом угле содержалось 5% угольной пыли размером —1 мм.

Сепаратор Фогеля [147] предназначен для обогащения мелкого угля с целью получения весьма чистого угля в неустойчивой суспензии.

ном ленточном конвейере. Ленточный сепаратор предназначен для обогащения мелкого угля в ламинарном потоке суспензии. На опыт­

и натяжным барабанами лента поддерживается боковыми роликами, придающими ленте форму желоба, шириной 500 мм и глубиной менее 700 мм. В нижней ветви конвейера, где отсутствуют поддер­ живающие ролики, лента сохраняет плоскую форму.

Со стороны хвостового барабана в движущийся желоб, образу­ емый изогнутой лентой, направляется суспензия с углем. Скорость суспензии, вводимой в желоб, должна равняться скорости пере­ движения желоба. Поэтому суспензия, подаваемая в желоб, оказы­ вается по отношению к нему в состоянии покоя. Следовательно, процесс разделения угля по плотностям практически происходит в статических условиях.

Ввод суспензии с определенной постоянной скоростью дости­ гается регулированием высоты, подбором суспензии и размером со­ ответствующего сопла. Уголь подается специальным питателем.

Поток суспензии с всплывшим и утонувшим в ней продуктами обогащения при сходе с головного барабана разрезается передвиж­

156