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

ным ножом на два слоя. Верхний слой с всплывшим углем и нижний с утонувшей породой отводятся отдельными желобами. Выход про­ дуктов обогащения можно регулировать изменением положения ножа.

Для того чтобы процесс расслоения угля в ленточном сепара­ торе протекал по возможности свободно и быстро, уголь необходимо подавать так, чтобы толщина его слоя не превышала максимального размера зерна обогащаемого материала.

Глубина потока при разделении угля берется равной 2,5—4-крат­

благоприятные условия для разделения угля по плотностям, так как в нем практически отсутствует относительное движение суспен­ зии по отношению к желобу. Однако, так как абсолютно четкого разделения материала на два слоя — верхний (концентрат) и ниж­ ний (отходы) — достигнуть невозможно и часть материала нахо­ дится во взвешенном состоянии, погрешности при разделении угля ножом в конце желоба неизбежны.

К недостаткам ленточного сепаратора следует отнести также его большую длину, значительный расход суспензии для обеспечения необходимой скорости потока (скорость потока суспензии составляет 1,2—1,5 м/сек), для чего необходима мощная насосная установка, а также сложность синхронизации скорости подачи угля и суспен­ зии со скоростью ленты. Нарушение синхронизма приводит к вихре-

Для обогащения крупного угля в суспензии применяют в основ­ ном три типа сепараторов: сепараторы, снабженные скребковыми конвейерами для удаления продуктов обогащения; сепараторы с эле­ ваторными колесами и неподвижной ванной и барабанные сепара­ торы с встроенными спиралями и элеваторными колесами для уда­ ления тяжелого продукта.

В настоящее время наиболее приемлемыми сепараторами для обогащения крупного угля являются сепараторы с элеваторным колесом типа СК и СКВ. В таком сепараторе можно обогащать уголь любого верхнего предела крупности, причем срок эксплуата­ ции его приспособлений для удаления продуктов обогащения зна­ чительно больше, чем в других типах сепараторов, так как детали этих механизмов находятся вне суспензии и весьма незначительно подвергаются ее абразивному действию. Кроме того, конструкция транспортирующих устройств позволяет изготовить сепаратор с шириной ванны 5 м, что повышает общую производительность сепаратора, позволяет в ряде случаев ограничиться установкой од­ ного сепаратора, что в значительной степени упрощает схему обо­ гащения и регенерации суспензии и, следовательно, уменьшает капи­ тальные и эксплуатационные затраты на 1 т обогащаемого угля.

Из рассмотренных типов сепараторов для обогащения мелкого угля наибольший интерес представляет сепаратор В. Я. Топор­

157

кова. Он также обладает значительно большей производительностью,

механизм, подвергающийся абразивному действию суспензии и тя­ желого продукта из вершины конической части сепаратора, кон­ струкция которого чрезвычайно проста. Однако для обогащения мелкого угля в суспензии в настоящее время предложены более эффективные сепараторы — аппараты с применением центробеж­ ной силы, которые вытеснили сепараторы для обогащения в суспен­ зии мелкого угля в гравитационном поле.

§2. СЕПАРАТОРЫ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ МЕЛКОГО УГЛЯ

ВЦЕНТРОБЕЖНОМ ПОЛЕ (ГИДРОЦПКЛОНЫ)

Гидроциклон для обогащения угля в суспензии (рис. 78) состоит из конуса 1 и цилиндрической части 2, укрепленной болтами к ос­ нованию конуса. Рядовой уголь вместе с суспензией вводится под избыточным давлением 0,5—2 кгс/см2 в гидроциклон через тангенциаль­ ный патрубок 3. Концентрат вместе с частью суспензии удаляется из сепаратора через цилиндрический стакан 4, вмонтированный в крышку аппарата. Материал более высокой плотности перемещается по спирали по стенкам конуса 1 и удаляется с частью суспензии через вершину ко­ нуса 5. Концентрат выводится из

сепаратора через патрубок 6. Впервые в СССР гидроциклон

был исследован и испытан Вос­ точным научно-исследовательским углехимическим институтом в полу­ промышленных условиях на ОФ Губахинского коксо-химического завода [104]. Были определены оптималь­ ные конструктивные и технологиче­ ские параметры гидроциклонов. На основе этих исследований ВУХИНом был испытан несколько модернизиро­ ванный гидроциклон Уфимского за­

вода горного оборудования на ОФ Карагандинского комбината для обогащения промпродукта отсадочных машин. Конструкция гидро­ циклона приведена на рис. 79.

Техническая характеристика гидроциклона

Размер отверстия питающего патрубка, мм . . . , . 140X140

158

Фракционный анализ продуктов обогащения показал высокую эффективность обогащения в гидроциклоне. При плотности разде­ ления 1,35 г/см3 среднее вероятное отклонение Ер составило 0,022— 0,025. Содержание фракций плотностью > 1 ,4 г/см3 в концентрате

159

составило всего лишь 2,6%, а < 1 ,4 г/см3 в промпродукте 11,5% [53]. На Максимовской ЦОФ УкрНИИУглеобогащением испыты­ валась опытно-промышленная гидроциклонная установка произво­ дительностью 50 т/ч. Опыты показали, что на установке можно эффективно обогащать труднообогатимые угли крупностью 0,5— 13 мм [41].

В процессе испытания и эксплуатации вертикально установлен­ ных гидроциклонов высокого избыточного давления (1,5—3 кгс/см2) отмечалось, что по мере снижения давления в нижний продукт, т. е. в отходы, все в большем количестве попадал чистый уголь. Было установлено, что причиной попадания легких частиц в отходы является уменьшение центробежной силы и относительное увели­ чение силы тяжести. При снижении давления слой суспензии, лежа­ щий непосредственно у воздушного столба, увлекается вниз силой тяжести и выходит через нижнее отверстие вместе с отходами. В этом слое содержатся легкие частицы угля, которые под влиянием центро­ стремительной силы направляются к оси циклона, а затем под воз­

то составляющая силы тяжести имеет уже меньшее значение, и лег­ кие частицы, находящиеся у стенок воздушного столба, не увле­

избыточном давлении 0,4 кгс/см2 можно получить удовлетворитель­ ные результаты обогащения.

Переход к обогащению в гидроциклонах при пониженном давле­ нии уменьшает износ оборудования и расход электроэнергии, а также упрощает схему установки и позволяет снизить высоту произ­ водственного помещения.

Преимущества установки гидроциклона в наклонном положении: меньший расход энергии: на обогатительной установке с вертикально установленным циклоном расход электроэнергии составляет при­ мерно 2,9 квт/т обогащаемого угля, а на установке с наклонно установленным циклоном — 1,9 квт/т; меньший расход магнетита: 0,55 кг/т вместо 1 кг/т; меньший расход воды: 3 м3/т обогащаемого угля вместо 5—6 м3/т; меньший износ аппаратуры; меньшая высота производственного помещения.

Несмотря на значительное снижение давления, результаты обо­ гащения вполне удовлетворительные. В табл. 50 приведены резуль­ таты обогащения на гидроциклонной установке.

Во время обследования работал один гидроциклон. Производи­ тельность установки в период опробования колебалась от 32 до 41 т/ч. Плотность суспензии составляла 1,41 г/см3, плотность разделения — 1,56 г/см3, крупность частиц угля — 0,5—10 мм, избыточное да­ вление на вводе — 0,63 кгс/см2.

В последние годы схемы обогащения в гидроциклонах значи­ тельно упростились ввиду установки криволинейных сит. На дуго-

160

диаметра.

В настоящее время разработаны конструкции трехпродуктовых гидроциклонов для получения в одном аппарате трех продуктов обогащения — концентрата, промпродукта и породы.

Такой гидроциклон [56] разработан институтом «Механобрчермет» диаметром 350 и 500 мм для обогащения железных и мар­ ганцевых руд (рис. 85). Питание подается в гидроциклон через

Рис. 81. Наклонный гидроциклон для переобогащения промпродукта: 1 — сменная насадка; 2 — крышка; 3 — рама

тангенциально установленный патрубок, сечение прямоугольного отверстия которого на входе в цилиндрическую часть равно 135 X X 60 мм.

Гидроциклон футерован плитками каменного литья и снабжен набором песковых насадок и сливных труб. Особенностью конструк­ ции гидроциклона является наличие двух сливных труб, позволя­ ющих выделить два легких продукта. При обогащении угля через эти трубы могут удаляться концентрат (через трубу меньшего диа­ метра) и промпродукт (через кольцевой зазор между двумя слив­ ными трубами). Для регулирования выхода промпродукта служит пережимной клапан на отводящем патрубке. При испытании гидро­ циклона на стендовой установке ВУХИН при обогащении угля были получены вполне удовлетворительные результаты.

Предложен также процесс, разработанный ИГИ, УкрНИИУглеобогащением и Жилевской обогатительной фабрикой, для выделения трех продуктов обогащения в двух последовательно установленных гидроциклонах на суспензии одной плотности, поступающей

162

1