Технологические схемы обогащения углей в тяжёлых средах

 

В практике обогащения в зависимости от характеристики исходного угля широко применяются схемы с получением двух и трёх конечных продуктов. На рисунке 7.3 приведена схема сепарации с получением 2-х конечных продуктов. При необходимости разделения материала на три продукта реализуют технологические схемы с применением двухстадиальной сепарации.

 

 

Рисунок 7.3 – Схема обогащения в тяжёлых средах с получением 2-х продуктов

 

 

Контрольные вопросы:

1. Физическая сущность процесса разделения в тяжелых средах.

2. Характеристика тяжелых сред. Основные свойства суспензии.

3. Утяжелители. Требования к ним.

4. Тяжелосредные сепараторы. Конструктивные особенности. Принцип действия.

5. Регенерация суспензии.

6. Технология обогащения в тяжелых средах. Достоинства процесса.

 

Литература 1-4

 

Лекция № 8

 

Вопросы, выносимые на лекцию: Отсадка. Теоретические основы. Процесс отсадки. Параметры регулирования отсадочных машин. Типы отсадочных машин. Схемы отсадки. Технологические показатели отсадки. Обогащение на концентрационных столах.

Отсадка

Теоретические основы

Отсадка – метод обогащения, основанный на разделении материала по плотности в вертикальной струе воды переменного направления.

Отсадкой, как правило, обогащаются угли крупностью 0.5 (0.3) – 100 мм. Наиболее эффективно процесс отсадки протекает при раздельном обогащении крупного машинного класса 13 – 100 мм и мелкого машинного класса 0.5 – 13 мм.

Фактором разделения при обогащении отсадкой является относительная разница в конечных скоростях падения зёрен, зависящая от их размера, плотности и плотности среды.

Конечной называется равномерная скорость падения частиц в среде, при которой ускорение равно нулю. Конечная скорость определяется по формуле Ньютона – Риттингера:

                                          , м/с

где k – коэффициент формы тела;

  d - плотность минерала, кг/м³;

  D - плотность разделяющей среды, кг/м³;

  d – размер частицы, м

Явление равнопадаемости

При определённом сочетании размера и плотности частиц может возникнуть явление, когда частицы с различными свойствами будут падать с одинаковой конечной скоростью. При этом разделение по скоростям падения не произойдёт. В данном случае имеет место явление равнопадаемости, которое определяется следующим равенством:

 

                                      

                  

 

       k₁= k_2,    тогда  

 

откуда                    

 

Пример. Определить коэффициент равнопадаемости для частиц угля и породы, имеющих соответственно плотности d₁ = 1350 кг/м³ и d₂ = 2400 кг/м³

 

К_р =d₁/ d₂ = (2400 – 1000)/ (1350 – 1000) = 4

 

Для угля и породы при соответствующих плотностях явление равнопадаемости наступит, если частица угля будет в 4 раза больше частицы породы.

Формула справедлива для свободных условий падения. В реальных условиях имеет место стеснённое падение зёрен. В этом случае коэффициент равнопадаемости значительно выше.

Процесс отсадки

Процесс отсадки реализуется в отсадочных машинах, которые, как правило, компонуются из 2-х или 3-х одинаковых ступеней. Последовательность разделения частиц в отсадочной машине показана на рисунке 8.1.

 

Рисунок 8.1 – Последовательность разделения частиц в отсадочной                 машине (поперечный разрез)

 

В положении 1 (исходном) материал на решете машины находится в неупорядоченном состоянии.

В положении 2 имеет место восходящий поток, при котором частицы приходят во взвешенное состояние. Начинается разделение по конечным скоростям падения. При этом в верхнем слое концентрируются частицы угля, в нижнем – наиболее тяжёлые частицы породы.

В положении 3 при нисходящем потоке разделение частиц завершается. На решете концентрируется три упорядоченных слоя: верхний – уголь; средний – промпродукт; нижний – порода

Выделение продуктов обогащения различного качества из отсадочной машины показано на рисунке 8.2

 

.

 

Рисунок 8.2 – Разгрузка продуктов отсадки в двухступенчатой отсадочной машине: 1 – породная ступень; 2 – промпродуктовая ступень;

3 – решето; 4 – 5 – разгрузочные карманы породы и промпродукта; 6 – колосниковая завеса; 7 – роторный разгрузчик; 8 – поплавок; 9 – электрический задатчик

 

Процесс отсадки непрерывный. При этом одновременно происходит загрузка материала в машину, его разделение в пульсирующем потоке воды, разгрузка продуктов обогащения.

В первой ступени разгружается порода. Разгрузка идёт через разгрузочную щель и разгрузочный карман. Из разгрузочного кармана порода попадает на роторный разгрузчик, который обеспечивает равномерную выдачу породы в пирамидальную часть породного отделения. Чтобы исключить обвал породы, над роторным разгрузчиком установлены подвижные колосники.

Во второй ступени аналогично через разгрузочную щель и разгрузочный карман производится разгрузка промпродукта.

В трёхступенчатых машинах, как правило, в первой и второй ступени разгружается порода (в зависимости от качества угля), в третьей промпродукт.

В угольных машинах концентрат разгружается только через порог машины с потоком воды.