книги из ГПНТБ / Циперович, М. В. Обогащение углей в тяжелых суспензиях
.pdf(выбирается по табл. 52), см; d — внутренний диаметр сливного от верстия, см; g — ускорение силы тяжести (9,81 м/сек2); Н — давле ние на входе в гидроциклон, кгс/см2.
Параметры гидроциклона приведены в табл. 52.
Т а б л и ц а 52
Параметры гидроциклона
Ги д р о ц и к л о н ,
мм
П и таю щ ее |
о тверсти е |
во |
в кл ад ы ш е |
в н а и |
|
более у зк о м |
сечении |
|
|
Ь, см |
й , |
см |
S, |
см 2 |
Э кв и в ал ен тн ы й д и ам етр п и т а ю щ его о тв ер с ти я
dn , см
75 |
1,0 |
3 |
3,0 |
2,0 |
|
1,5 |
|
4,5 |
2,4 |
150 |
1,0 |
4,5 |
4,5 |
2,4 |
|
2,0 |
|
9,0 |
3,4 |
250 |
2,0 |
6,5 |
13,0 |
4,1 |
|
3,0 |
|
19,5 |
5,0 |
350 |
2,0 |
9 |
18,0 |
4,8 |
|
4,0 |
|
36,0 |
6,8 |
500 |
2,0 |
14 |
28,0 |
6,0 |
|
4,0 |
|
56,0 |
8,4 |
Диаметры нижнего разгрузочного отверстия завод рекомендует изменять в зависимости от технологических требований, путем
замены насадки. |
|
|
|
приведенных |
Номограмма, рассчитанная на основании данных, |
||||
в литературе [106], |
приведена на |
рис. |
91. |
для опреде |
И. И. Модер и Д. |
А. Дальстром |
[133] |
предложили |
|
ления объемной производительности гидроциклона следующую эм пирическую формулу:
Q = K(dndB)°>»Vm, |
(73) |
|
где Q — производительность циклона, |
м3/ч; |
К — коэффициент про |
порциональности, зависящий главным |
образом от формы циклона |
|
и отношения диаметров верхнего и нижнего разгрузочных отверстий; dn и dB — соответственно диаметры питающего и верхнего разгру зочного отверстий, см; АН — перепад давления между питающим и разгрузочным отверстием для концентрата, м вод. ст.
Величина К при угле конусности а = 15° и высоте цилиндри ческой части, равной двум диаметрам гидроциклона, определяется по следующим данным:
dBjdn |
К |
0,75-1 |
6)2е°’°°'3! v |
1,25-1,35 |
7,16е°-оог“ у |
1,68-2,11 |
б,85е°'°““ зу |
172
Здесь V — объемная доля нижнего продукта в процентах от объема питания, е — основание натуральных логарифмов. Для упрощения расчетов можно принять К = 0,43.
Таким образом, производительность гидроциклона в основном зависит от диаметров вводного патрубка для суспензии и верхнего разгрузочного отверстия.
В различных конструкциях гидроциклона диаметр вводного патрубка колеблется в довольно широких пределах. Так, по Ферну
Р и с . 91. Н ом ограм м а д л я оп редел ен и я п р о и зво д и тел ьн о сти ги д роци клон а:
Н — д авл ен и е н а вход е в ги д р о ц и к л о н , к г с /с м ! ; d — в н у тр ен н и й ди ам етр сл и вн ого отвер ст и я , см
диаметр питающего патрубка в различных конструкциях изменя
ется в пределах от |
^ до |
По другим данным |
[120] |
диаметр пи- |
тающего отверстия |
должен |
быть в пределах от - |
до |
, где D — |
диаметр цилиндрической части гидроциклона.
При расчете геометрических размеров гидроциклона можно принять диаметр вводного отверстия равным 11ъ диаметра цилиндри ческой части гидроциклона.
Для расчета диаметра верхнего разгрузочного отверстия реко-
мендуется следующая формула: |
|
d0 = D ) f i t ' |
(74) |
где D — диаметр цилиндрической части циклона, мм; dn — диаметр вводного отверстия, мм; Н — расстояние от нижнего разгрузочного отверстия до верхней кромки центральной разгрузочной трубы, мм.
И. И. Модер и Д. А. Дальстром считают, что диаметр вводного (пи тающего) патрубка должен быть связан с диаметром разгрузочного
173
отверстия для концентрата и диаметром циклона следующей зави симостью:
2da + dB^0 ,5 D , |
(75) |
где dn — диаметр питающего патрубка; dB— диаметр верхнего разгрузочного отверстия; D — диаметр циклона.
Оптимальное отношение |
должно быть в пределах |
1—2. От- |
d в |
|
|
ношение нижнего и верхнего |
разгрузочных отверстий |
подби |
рается опытным путем). При подборе соотношения необходимо руко водствоваться следующими положениями:
диаметр нижнего разгрузочного отверстия должен быть в 4—5 раз больше максимального диаметра обогащаемого материала;
соотношение между верхним и нижним разгрузочными отвер стиями должно быть 5 : 2 или 5 : 3.
Высота цилиндрической части гидроциклона может быть принята равной 0,5D, угол при вершине конуса гидроциклона следует при нять в пределах 15—25°.
§ 3. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Магнитные сепараторы
Для регенерации магнетитовой суспензии применяются сепара торы типа 167А-СЭ, ЭБМ-1, ЭБМ-2, ЭБМ-3 и ЭБМ-4 (ЭБМ-80/250).
Р и с . 92. М агн и тн ы й сеп ар ат о р |
с |
п остоян ны м м агн и том |
167А-СЭ: |
1 — короб загр у зо ч н ы й ; 2— б ар а б ан |
м |
агн и тн ы й ; 3 — м а гн и тн |
ая си стем а б а р а |
бан а; 4 — л оток р а згр у зо ч н ы й ; 5 — сли вн ой к а р м а н ; в — р ам а ; 7 — в а н н а ; 8 — л оток питаю щ ий ; 9 — р азгр у зо ч н ы й ж елоб ; 10 — э л ек тр о д в и гател ь и
редуктор
Первые три типа сепараторов применяются для регенерации суспензии в две стадии — с перечисткой хвостов; сепараторы ЭБМ-3 и ЭБМ-4 — для регенерации в одну стадию.
Магнитный сепаратор с постоянным магнитом 167А-СЭ конструк ции института Механобр показан на рис. 92.
174
Техническая |
характеристика |
[30] сепаратора 167А-СЭ |
|||||
Производительность по суспензии, |
м З /ч ........................... |
40—80 |
|||||
Напряженность магнитного поля, |
э ........................................ |
1100 |
|||||
Частота |
вращения |
барабана, |
о б /м и н ....................................... |
39 |
|||
Электродвигатель |
привода: |
|
|
|
|||
т и п |
.......................................................................................... |
|
|
|
|
|
Л0-41-6 |
мощность, |
К В Т ............................................................................. |
|
|
|
1,0 |
||
частота вращения, |
о б /м и н ................................................... |
|
930 |
||||
Редуктор: |
|
|
|
|
|
|
|
т и п |
.......................................................................................... |
|
|
|
|
|
РЧП-120 |
передаточное |
ч и сл о |
.................................................................... |
|
|
15,5 |
||
общее передаточное |
число |
при вода................................... |
23,9 |
||||
Масса сепаратора, |
к г ........................................................................ |
|
|
|
1160 |
||
Плотность магнитного концентрата, г/см ® ......................... |
1,8—2,1 |
||||||
Габариты, мм: |
|
|
|
|
|
|
|
ш и р и н а ............................................................................................. |
|
|
|
|
|
1340 |
|
Длина ...................................................................................... |
|
|
|
|
|
2070 |
|
высота ............................................................................................. |
|
|
|
|
|
1550 |
|
Барабан сепаратора представляет собой цилиндрический кожух |
|||||||
из сплава Д-16 с силуминовыми торцовыми крышками. Барабан |
|||||||
вращается в направлении движения пульпы. Нижняя часть бара |
|||||||
бана погружена в ванну, которая установлена на продольные балки |
|||||||
рамы. Питание подается под первые полюса барабана. Внизу ванны |
|||||||
имеется четыре отверстия для разгрузки отходов регенерата. |
|||||||
Внутри кожуха цилиндра на неподвижной оси закреплена трех |
|||||||
полюсная магнитная система. Магнитные блоки внутри барабана |
|||||||
могут быть развернуты на 15° от вертикальной плоскости в сторону |
|||||||
разгрузки продуктов сепарации. При помощи поворотного устрой |
|||||||
ства, состоящего из рычага, укрепленного на |
конце оси барабана, |
||||||
и тяги с резьбой можно изменять угол отклонения магнитных бло |
|||||||
ков от вертикальной плоскости. |
|
|
|||||
Способы |
регулировки |
сепаратора: |
|
||||
изменение угла наклона магнитной системы; |
|||||||
регулирование расстояния между питающим лотком и барабаном |
|||||||
(от 18 до 26 мм); |
|
|
|
|
|
|
|
изменение |
зазора |
между питающим и концентратным лотками |
|||||
(лотки перемещаются по овальным пазам в торцовых стенках ванны); |
|||||||
регулирование величины щели между дном загрузочного короба |
|||||||
и регулирующей |
заслонкой; |
|
|
|
|||
изменение величины отверстия |
в ванне для |
разгрузки продукта |
|||||
спомощью смены насадок диаметром 15, 20, 25, 40 и 50 мм. Производительность сепаратора по пульпе достигает 60 м3/ч.
Барабанный электромагнитный сепаратор ЭБМ-1 (рис. 93) слу жит для регенерации магнетитовой суспензии в первой стадии без предварительного сгущения с получением трех продуктов: магнит ного концентрата, осветленной воды (слива) и отходов.
Ось магнитного барабана установлена на призмах, которые крепятся на корпусе. Ванна сепаратора имеет в верхней части порог для регулировки уровня суспензии, в нижней части имеется отверстие для выпуска отходов магнитной сепарации.
175
Магнитный барабан состоит из цилиндрического кожуха, выполненного из нержавеющей стали. На неподвижной оси под кожухом закреплена магнитная система из пяти магнитных блоков.
Питание магнитной системы по стоянным током осуществляется преобразователем П-2.
i
Рис. 93. Сепаратор электромагнитный ба- |
Рис. 94. Сепаратор^ электромагнитный ленточ- |
||||||||||
рабанный ЭБМ-1: |
|
|
|
|
|
ный ЭБМ-2: |
|
||||
1 — корпус; |
2 — шибер; 3 — лоток раз- |
1 — порог; 2 — корпус; 3 — барабан электро- |
|||||||||
грузочный; |
4 — скребок; |
5 — барабан |
магнитный; |
4 — рама; |
5 — ролик |
направля- |
|||||
электромагнитный; 6 — привод; 7 — порог; |
ющий; |
6 — конвейерная лента; |
7 — ролик |
||||||||
|
8 — маслопровод |
|
поддерживающий; |
8 — барабан |
приводной; |
||||||
|
|
|
|
|
9 — скребок; ю — шибер; и — привод; 12 — |
||||||
|
|
|
|
|
натяжное устройство; |
13 — лоток; 14 — на |
|||||
|
|
|
|
|
правляющий лоток; 15 — брызгало; 16 — на |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тяжное устройство |
|
||
|
|
Техническая |
характеристика |
барабанного |
|
||||||
|
|
электромагнитного сепаратора ЭБМ-1 |
|
|
|||||||
Производительность по |
суспензии, |
м з /ч ................................. |
|
|
|
140 |
|||||
Производительность |
по |
магнетиту, |
т / ч ................................. |
|
|
|
12 |
||||
Диаметр |
барабана, |
м м ................................................................ |
|
|
|
|
|
|
000 |
||
Рабочая длина магнитного барабана, |
м м ............................ |
|
|
|
1200 |
||||||
Частота вращения |
барабана, |
об /м и н |
..................................... |
|
|
|
5 |
||||
Напряженность магнитного поля на поверхности |
бара |
|
|||||||||
бана, |
э .......................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
1400 |
|
176
Номинальное напряжение постоянного тока обмотки ба |
|
|||||||
|
рабана, |
в ....................................................................................... |
|
|
|
|
|
220 |
Сила тока в обмотке барабана, а |
............................................. |
|
10 |
|||||
Потребляемая мощность постоянного тока, |
квт . . . . |
4,2 |
||||||
Магнитная система: однополярная по ходу материала и |
|
|||||||
|
чередующаяся по длине барабана: |
|
|
|||||
|
число полюсов, |
шт..................................................................... |
|
|
|
6 |
||
|
число катушек, |
шт..................................................................... |
|
|
|
5 |
||
|
шаг полюсов, м м ................................................................... |
|
|
|
235 |
|||
Электродвигатель привода сепаратора: |
|
|
||||||
|
т и п .............................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
КОМ-22-6 |
|
мощность, |
к в т .......................................................... |
|
|
|
1,7 |
||
|
частота вращения, |
об /м и н ................................................ |
|
|
930 |
|||
Габариты, |
мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
длина |
....................................................................................... |
|
|
|
|
|
2320 |
|
ш ирина....................................................................................... |
|
|
|
|
|
2280 |
|
|
в ы со т а ....................................................................................... |
|
|
|
|
|
2070 |
|
Масса сепаратора, |
к г ................................................................... |
|
|
|
3170 |
|||
|
Показатели работы электромагнитного барабанного |
|
||||||
|
сепаратора ЭБМ-1 |
(1 стадия регенерации): |
|
|||||
|
производительность по питанию ......................., м3/ ч |
|
До 140 |
|||||
|
плотность магнитного концентрата .................., г/см3 |
1,9—2,3 |
||||||
|
извлечение магнетита в концентрат ...................., % |
|
85—97 |
|||||
|
производительность |
по магнетиту ...................., т / ч |
|
12—15 |
||||
|
производительность по твердому ........................, т / ч |
|
До 25 |
|||||
Ленточный |
электромагнитный сепаратор ЭБМ-2 |
применяется |
||||||
на второй стадии регенерации с выделением трех продуктов: маг |
||||||||
нитного концентрата, осветленной воды и отходов. Сепаратор ЭБМ-2 |
||||||||
(рис. 94) состоит из барабана с электромагнитами, корпуса с лот |
||||||||
ком и воронками, приводного барабана, привода и скребка. |
||||||||
Ось магнитного барабана крепится на призмах. Нижняя часть |
||||||||
барабана погружена в ванну сепаратора. В боковой части ванны |
||||||||
имеется сливное |
отверстие, в нижней части — отверстие для раз |
|||||||
грузки |
отходов. |
|
|
|
|
|
|
|
На оси барабана закреплена магнитная система, состоящая из |
||||||||
пяти магнитных блоков. Питание обмотки возбуждения магнит |
||||||||
ного барабана постоянным током осуществляется с помощью пре |
||||||||
образователя |
П-2. |
|
|
|
|
|
||
|
Техническая характеристика ленточного |
электромагнитного |
||||||
|
|
|
|
сепаратора |
ЭБМ - 2 |
|
|
|
Производительность по суспензии, ................................ |
м 3/ ч |
|
120 |
|||||
Производительность по |
магнетиту, ................................. |
т / ч |
|
0,6 |
||||
Диаметр |
барабана, |
м м |
............................................................... |
|
|
600 |
||
Ширина транспортной ленты, м м ........................................... |
|
|
1200 |
|||||
Скорость |
ленты, м /с е к ................................................................ |
|
|
0,1 |
||||
Напряженность магнитного поля на поверхности ленты, |
|
|||||||
|
э ...................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
1100 |
Номинальное напряжение постоянного тока обмотки ба |
|
|||||||
|
рабана, |
в ....................................................................................... |
|
|
|
|
|
220 |
Сила тока в обмотке барабана, а ............................................ |
|
|
19 |
|||||
Потребляемая мощность, |
к в т .................................................... |
|
|
4,2 |
||||
Электродвигатель привода сепаратора: |
|
|
||||||
|
т и п .............................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
КОМ-22-6 |
|
мощность, |
к в т ........................................................................ |
|
|
|
1,7 |
||
12 |
Заказ 518 |
|
|
|
|
|
177 |
|
частота |
вращения, |
об /м и н ........................................... |
|
930 |
Габариты, |
мм: |
|
|
|
длина...................................................................................... |
|
|
|
ЗОЮ |
ш ирина.................................................................................. |
|
|
2200 |
|
в ы с о т а ....................................................................................... |
|
|
2260 |
|
Масса сепаратора, к г .............................................................. |
|
|
3900 |
|
|
Показатели |
работы |
электромагнитного |
|
|
ленточного сепаратора ЭБМ-2 |
|
||
Объемная нагрузка, м3/ ч .......................................................... |
|
До 80 |
||
Плотность магнитного концентрата,г/см3 .............................. |
1,8 |
|||
Извлечение магнетита в магнитный |
концентрат, % . . |
. 60—80 |
||
Производительность по твердому, т / ч ......................................... |
1 |
|||
Производительность по |
магнетиту, |
т / ч ............................... |
До 0,7 |
|
Д ля регенерации суспензии на фабриках, построенных фирмой «ПИК» (Франция), применяют двухстадиальные схемы с перечист кой хвостов барабанного магнитного сепаратора на ленточном сепа раторе. По конструкции эти сепараторы мало отличаются от опи
санных ЭБМ-1 и ЭБМ-2. |
|
|
|
||||
Техническая |
характеристика |
барабанного |
|||||
электромагнитного сепаратора фирмы «ПИК» |
|||||||
Производительность по суспензии, |
м3/ ч ................................... |
|
125 |
||||
Производительность по магнетиту при плотности |
пульпы |
||||||
2.4 г/см3, |
т / ч .......................................................................... |
|
|
|
|
22,4 |
|
Электромагнитный |
барабан: |
|
|
|
|||
диаметр, |
м м .......................................................................... |
|
|
|
|
600 |
|
длина, |
м м .............................................................................. |
|
|
|
|
1200 |
|
частота вращения, |
о б /м и н .................................................. |
|
|
6,4 |
|||
Питание электромагнитной системы: |
|
|
|||||
постоянный |
ток, |
а |
|
|
16—20 |
||
напряжение, |
в |
...................................................................... |
|
|
|
220 |
|
Электродвигатель-редуктор: |
|
|
|
||||
мощность, |
к в т ...................................................................... |
|
|
|
1,5 |
||
частота вращения, |
об ...................................................../м и н |
|
|
1000 |
|||
передаточное отношение.......................................................... |
|
|
30 |
||||
Общая масса |
сепаратора ...................................................., к г |
|
|
3100 |
|||
Техническая |
характеристика |
ленточного |
|||||
электромагнитного сепаратора фирмы «ПИК» |
|||||||
Производительность посуспензии ..................................., |
м3/ч |
|
60 |
||||
Производительность |
по |
магнетиту при плотности пульпы |
|||||
1.4 г/см3, |
т / ч .............................................................................. |
|
|
|
|
0,7 |
|
Электромагнитный |
барабан: |
|
|
|
|||
диаметр, |
м м .............................................................................. |
|
|
|
|
600 |
|
длина, м м .................................................................................. |
|
|
|
|
|
1200 |
|
частота вращения, |
об/мин . ............................... |
2,3 |
|||||
Лента, мм: |
|
|
|
|
|
|
|
д л и н а ............................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
3700 |
ширина |
......................................................................................... |
|
|
|
|
|
1200 |
толщина...................................................................................... |
|
|
|
|
|
5,2 |
|
Питание электромагнитной системы: |
|
|
|||||
постоянный ток, |
а ..................................................................... |
|
|
16—20 |
|||
напряжение, |
в .......................................................................... |
|
|
|
|
220 |
|
178
ш и р и н а ...................................................................................... |
2100 |
высота.......................................................................................... |
1750 |
Масса сепаратора без трансформаторного масла, кг . . . |
4400 |
Масса сепаратора с трансформаторным маслом, кг . . . . |
4800 |
Сепаратор ЭБМ-4 (рис. 96) более производителен. Промышлен ные испытания на ЦОФ «Несветай» показали, что удовлетворитель ные результаты могут быть получены при производительности сепаратора до 200 м3/ч. Длина магнитной системы сепаратора
2050 мм.
Намагничивающие и размагничивающие устройства
Для увеличения скорости осаждения магнитной части суспен зии в сгустительных устройствах применяют намагничивающие аппараты. Как правило, перед регенерационными установками, не имеющими сгустительных устройств, намагничивающие аппа
раты не |
устанавливают. |
|
Намагничивающий |
аппарат К а т у ш к и |
|
(рис. 97) конструкции института |
||
Механобр |
состоит из |
трубы, |
выполненной из антимагнитного материала, вокруг которой на мотаны четыре катушки, пита емые постоянным током. Для осаждения и дополнительной изоляции труба и пакет кату шек заключены в антимагнитный корпус, заполненный маслом.
Рис. 97. Аппарат намагничивающего типа:
1 — труба питающая; 2 — магнитная система; 3 — кожух; 4 — патрубок вентиляционный; 5 — подставка
180
Аппарат смонтирован на раме так, что труба 1 наклонена к го ризонту под углом 15°.
При подаче постоянного тока в катушке создается постоянное по направлению электромагнитное поле, через которое и проходит пульпа с частицами магнетита. Последние, намагничиваясь, слипаются друг с
другом, образуя флокулы, |
имеющие благодаря большей массе боль |
|||
шую скорость осаждения, |
чем отдельные ненамагниченные частицы. |
|||
Техническая характеристика намагничивающих аппаратов при |
||||
ведена в табл. 53. |
|
|
|
Т а б л и ц а 53 |
|
|
|
|
|
Техническая характеристика намагничивающих аппаратов * |
||||
|
|
|
Тип аппарата |
|
Параметры |
|
НА-1 |
HA-2 |
НА-З |
|
|
|||
Производительность, м3/ч |
|
72 |
200 |
400 |
Потребляемая мощность, ква |
|
— |
— |
0,85 |
Номинальный намагничивающий ток, а |
1,5 |
4,15 |
3,87 |
|
Напряжение постоянного тока, в |
220 |
220 |
220 |
|
Напряженность магнитного поля, э |
До 400 |
До 400 |
До 400 |
|
Масса, кг |
|
350 |
907 |
1000 |
* Завод-изготовитель; Россошанский чугунолитейный механический завод.
После отделения в магнитном сепараторе магнитной части реге нерируемой суспензии намагниченные частицы должны быть раз магничены. Размагничивание необходимо, так как намагниченные частицы имеют большую скорость осаждения, что препятствует созданию устойчивой суспензии в сепараторе для обогащения угля.
Размагничивающий аппарат РА (рис. 98) применяется для раз магничивания намагниченных частиц в поле переменного тока. Напряженность переменного магнитного поля размагничивающей катушки уменьшается по ходу движения суспензии. Аппарат состоит из четырех катушек со все уменьшающимся наружным диаметром и, следовательно, с убывающей по оси катушек напряженностью переменного магнитного поля.
Т а б л и ц а 54 Техническая характеристика размагничивающих аппаратов
|
|
Тип аппарата |
|
||
Параметры |
РА-1 |
РА-2 |
РА-З РА-4 |
РА-5 |
|
|
|||||
Производительность, м3/ч |
25 |
54 |
85 |
210 |
300 |
Потребляемая мощность, ква |
2,1 |
2,8 |
5,1 |
6,3 |
11,0 |
Расчетный намагничивающий ток, а |
5,5 |
7,4 |
13,4 |
17,0 |
28,0 |
Напряжение переменного тока, в |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
Напряженность магнитного поля, э |
500 |
500 |
500 |
500 |
500 |
Масса, кг |
200 |
252 |
367 |
462 |
500 |
181