книги из ГПНТБ / Циперович, М. В. Обогащение углей в тяжелых суспензиях

и выносится на поверхность суспензии, откуда удаляется скребковым конвейером 5. В ряде случаев восходящий поток в трубе 2 создается импеллером.

Сепараторы Де-Войса, выпускаемые фирмой «Barvois», широко применяют в настоящее время в США, однако вместо баритовой суспензии используют магнетитовую.

Сепаратор Тромпа предназначен для обогащения углей в не­ устойчивой суспензии с одновременным получением трех продуктов [146]. Схема сепаратора Тромпа приведена на рис. 46.

Ркс. 45. Схема сепаратора для разделения углей

вглинисто-баритовой суспензии на три продукта

Внапорных бачках 1а, Па, Ш а содержится суспензия возра­ стающей плотности. Напорные бачки расположены над сепарато­ ром таким образом, чтобы создалось горизонтальное движение сус­ пензии. Подача суспензии из ванны в бачки производится воздуш­ ными подъемниками (аэролифтами) или насосами.

Применяемая в таком процессе неустойчивая суспензия, состоя­ щая из воды и крупноизмельченного утяжелителя высокой плот­ ности, имеет следующие преимущества:

сравнительно небольшую вязкость, что позволяет снизить ниж­

ний предел крупности обогащаемого материала; утяжелитель легко извлекается из промывных вод;

позволяет одновременно получать в одном аппарате три про­ дукта обогащения (концентрат, промежуточный продукт и породу).

Однако осуществление разделения угля на три продукта еще не решает задачу обогащения угля в одном аппарате. Необходимо, кроме того, разработать способ для удаления продуктов обогащения из ванны.

Удаление всплывшего концентрата и породы не представляет затруднений и может быть осуществлено обычным путем с помощью скребкового конвейера, а породы — элеватором.

Удаление же промежуточного продукта, находящегося во взве­ шенном состоянии, весьма трудно. При описании сепаратора Де-

122

12а

по всей длине. При вращении лопастного колеса уголь погружается в суспензию (первая зона разделения угля в сепараторе).

Всплывшие частицы горизонтальным потоком суспензии выно­ сятся в пирамидальную часть сепаратора, где в результате снижения

скорости и изменения направления потока дообогащаются по плот­ ности суспензии и разгружаются гребковым колесом 10 в желоб для концентрата.

Потонувшие частицы в первой зоне сепаратора перемещаются лопастями колеса 4 по дну ванны в зону действия восходящего потока (вторая зона разделения), где частицы промежуточной плот­ ности поднимаются над лопастями колеса и потоком суспензии пере­ мещаются в отделение с нисходящим потоком. В этом отделении ма­ териал под действием собственного веса и нисходящего потока (третья зона разделения) оседает между лопастями второй ступени

124

части конуса, а всплывший концентрат сносится потоком сли­ вающейся суспензии в периферический желоб. Отходы выпадают в коническую часть и автоматически удаляются через ловушку, ограниченную двумя задвижками, при этом вместе с отходами уда­ ляется и небольшое количество песка.

Для предотвращения выпадения частиц песка в конусе Чанса применяют медленно вращающуюся мешалку и восходящие потоки воды. Вода подается в конус по трубам, расположенным на разных уровнях. Для конуса диаметром 3 м при обогащении по плотности 1,45 г/см3 применяют три серии подводящих труб для создания восходящих потоков. Вода вводится через тангенциально распо­ ложенные форсунки по направлению вращения мешалки. При боль­ ших размерах конуса применяют шесть концентрически располо­ женных труб. Для уменьшения износа задвижек для выпуска по­ роды к ним подводится вода.

Количество вводимой в конус воды должно быть достаточным для разгрузки через периферический желоб всплывшего угля. Обычно количество удаляющегося из конуса слива, снова возвра­ щаемого в сепаратор, составляет около 4,5 м3/мин для конуса диа­ метром 3 м, что составляет примерно 2,7 м3/т обогащаемого угля. Скорость удаления слива равна 1 см/сек. Следует отметить, что количество оборотной воды на 1 т обогащаемого угля при обога­ щении в отсадочных машинах составляет 5 м3/т, а при обогащении в промывочных желобах — 4 м3/т.

Процесс обогащения угля в водно-песчаной суспензии получил широкое распространение во многих странах. В США работает 165 таких установок, в Англии — 29, в Австралии — 3, в Индии — 2.

ВСССР в 1961 г. была пущена первая промышленная установка на шахте № 1 им. Артема в Донбассе. Исследование ее работы позволило спроектировать и построить ряд таких установок (напри­ мер, ЦОФ «Несветай» и др.).

ВСССР разработан ряд конструкций конусных сепараторов.

126

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,