Тема 10. Обогащение углей отсадкой

10.1 Сущность процесса отсадки

,

Гидравлической отсадкой называют процесс обогащения угля путем разделения сыпучей смеси минеральных частиц по плотности, в вертикальном пульсирующем потоке воды. . Отсадку проводят в аппаратах, которые называют отсадоч­ными машинами.

Для уяснения сущности процесса отсадки рассмотрим схему беспоршневой отсадочной машины (рис.34 ).

Сварной корпус 5 с кругло - образным днищем разделен в продоль­ном направлении перегородкой 3 на два сообщающихся отделе­ния: отсадочное (рабочее) 2 и воздушное 4. В отсадочном отделе­нии укреплено неподвижное

решето 1, на которое загружают ис­ходный материал (уголь).

Рис.34. Схема отсадочной машины

Воздушное отделение служит для создания колебательного движения воды в машине по­средством периодического впу­ска сжатого воздуха в воздуш­ное отделение и выпуска его. Во время работы машина заполнена водой.

Так как оба отделения, рабо­чее и воздушное, сообщаются между собой, во время впуска воздуха в воздушное отделение вода устремляется вверх в рабо­чее отделение через отверстия решета. В этот момент материал, лежащий на решете, подверга­ется действию восходящей струи воды.

При выпуске воздуха из воздушного отделения вода стремится занять первоначальное положение и на материал начинает действовать нисходящая струя воды.

В результате действия переменных по направлению струй воды происходит разделение обогащаемого материала на тяжелый продукт, концентрирующийся в нижних слоях постели, и легкий продукт, поднимающийся в верхние слои постели.

Постелью называют всю массу угля, сростков и породы, лежащую на решетке отсадочной машины.

Слоем называют часть постели, состоящей из частиц почти одинаковой плотности.

Различают постель естественную и искусственную.

Естественной постелью называют нижний слой материала, состоящий из частиц тяжелых минералов, содержащихся в исход­ном угле.

Искусственной постелью называют слой материала, рас­положенный между решетом и естественной постелью, состоящий из частиц минерала, не содержащегося в исходном угле (полевого шпата и др.), или из специально подготовленных частиц (резино­вых кубиков, шаров и др.) и используемый для улучшения техно­логических показателей отсадки.

Состояние отсадочной постели характеризуется ее разрых­лен н о с т ь ю, т. е. отношением суммарного объема промежутков между частицами к общему объему постели. Разрыхленность по­стели изменяется в течение цикла отсадки и зависит как от физи­ческих свойств обогащаемого материала, так и от гидравлических параметров.

Циклом отсадки называют характер изменения скорости вертикального перемещения воды в рабочем отделении отсадочной машины в течение одного периода колебаний.

В беспоршневых отсадочных машинах колебания постели опре-

деляются воздушным циклом отсадки, т. е. соотношением перио­дов впуска и выпуска воздуха и паузой.

Различают симметричный (синусоидальный) воздушный цикл с одинаковыми периодами впуска и выпуска воздуха и асим­метричный— с различными периодами впуска и выпуска воздуха.

Чтобы струя воды могла поднять все частицы, скорость ее должна быть больше или равна конечной скорости падения в воде наиболее крупных и тяжелых частиц.

Рассмотрим, как протекает процесс отсадки.

В первый момент действия восходящей струи и воды, когда скорость ее мала и постель достаточно уплотнена, происходит вы­нос в верхний слой наиболее мелких и легких угольных частиц, двигающихся в промежутках между более крупными частицами. По мере увеличения скорости восходящей струи происходят подъем остальных частиц и постепенное разрыхление постели. В момент, когда скорость восходящей струи достигает максимума, все частицы движутся вверх, поднимаясь над решетом на разную высоту в зависимости от их крупности и плотности, а постель по­лучает наибольшее разрыхление.

Затем скорость восходящей струи начинает уменьшаться и движение частиц вверх становится замедленным. Крупные и тяже­лые частицы начинают выпадать на решето, а мелкие и легкие — еще находятся во взвешенном состоянии. С приближением скоро­сти струи к нулю начинается падение вниз основной массы частиц.

В момент перехода восходящей струи на нисходящую созда­ются условия, при которых возможно разделение частиц по их плотности независимо от крупности.

. По окончании действия нисходящей струи снова начинает дей­ствовать восходящая струя и весь цикл в той же последователь­ности повторяется.

При неоднократном повторении цикла отсадки происходит рас­слоение частиц обогащаемого угля по плотности, а постель на сите приобретает слоистость. В каждом из слоев располагаются частицы приблизительно одинаковой плотности: в нижнем слое— частицы породы, в верхнем — частицы чистого угля, а в сред­нем — сростки.

Под действием порций загружаемого материала, транспортной воды, поступающей в машину с исходным материалом, и подрешетной воды, подаваемой в машину, вся постель перемещается в горизонтальном направлении, одновременно расслаиваясь на тяжелый и легкий продукты. Нижние слои постели, состоящие из тяжелых мелких продуктов, удаляются из отсадочной машины через решето, а крупные — через разгрузочные щели, которыми заканчивается каждая ступень машины. Верхние слои постели вместе с водой переливаются через порог.