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

Эта суспензия поступает в резервуар, откуда по мере необхо­ димости она направляется в циркулирующую рабочую суспен­ зию.

Углеобогатительная фабрика при шахте «Биверкоутс» . Фабрика предназначена для обогащения рядового угля с получением про­ дукта для электростанций.

Технологическая схема фабрики показана на рис. 170. Рядовой уголь со скипов подается на конвейер, которым подается

в дробилку-грохот «Брэдфорда» производительностью 450 т/ч. В ре­ зультате получают породу крупностью >152,4 мм и уголь 0—152,4 мм, который затем конвейером подается на четыре резонансных грохота. Каждая пара грохотов имеет производительность 300 т/ч. Уголь клас­ сифицируется на классы: 0—12,7 мм и 12,7—152,4 мм. Для исход­ ного угля 0—152,4 мм имеются еще два аккумулирующих бункера емкостью по 500 т. Схемой предусмотрена также возможность при­ емки привозных углей, которые из автомашин разгружаются на яму привозных углей, откуда системой конвейеров подаются в цикл подготовки, минуя дробилку-грохот «Брэдфорда». Надрешетный про­ дукт классификационных грохотов крупностью 12,7—152,4 мм по­ ступает на односитные грохоты «Лохед» для предварительного сма­ чивания, а затем в два сепаратора «Дрюбой» с магнетитовой суспен­ зией, производительность каждого сепаратора 115 т/ч. В результате обогащения получают два продукта: концентрат и породу. Концент­ рат поступает на односитные вибрационные грохоты для отмыва сус­ пензии, а затем классифицируется на грохоте на два класса: 12,7— 19,0 и 19,0—152,4 мм. Крупный концентрат (19,0—152,4 мм) дро­ бится до крупности < 25,4 мм. Порода из сепараторов «Дрюбой» ополаскивается на однотипных виброгрохотах, а затем объединяется с породой из дробилки-грохота «Брэдфорда».

Дробленый концентрат поступает в мешалку, а затем в бункер концентрата. Подрешетный продукт классификационного грохота (класс 12,7—19 мм) обезвоживается в центрифугах, после чего сое­ диняется с дробленым концентратом крупностью 25,4 мм. Подре­ шетный продукт классификационных грохотов поступает на грохоты, на которых классифицируется на два класса: 0—4,8 мм и 4,8—12,7 мм. Каждая секция фабрики имеет два таких грохота (суммарная про­ изводительность 200 т/ч по классу 0—12,7 мм). Надрешетный про­ дукт грохотов поступает в аккумулирующий бункер емкостью 420 т, из которого с помощью дозирующих питателей подается на обогащение.

Предусмотрена также возможность подачи всего или части угля класса 0—12,7 мм, минуя грохоты «Умбра».

Уголь класса 0—12,7 мм из бункера питателем и ленточными конвейерами подается на виброгрохоты «Лохед» для обесшламливания по классу 0,5 мм. Класс 0,5—12,7 мм поступает в напорный бак, а затем на обогащение в четыре (по два на секцию) гидроцик­ лона. Производительность каждого гидроциклона диаметром 500 мм составляет 60 т/ч. Разделение ведется на два продукта.

295

и мелкого угля, включает в себя четыре магнитных сепаратора диаметром 762 мм и шириной 1,8 м для первичной регенерации и один магнитный сепаратор такого же диаметра и шириной 1,2 м для вторичной регенерации.

Рис. 171. Схема для обогащения мелкого угля в гидроциклонах

Насосы для перекачки суспензии футеруются специальной ре­ зиной. Подрешетный продукт обесшламливающего грохота поступает на сгустительные гидроциклоны диаметром 500 мм (по два на сек­ цию), слив которых подается в обесшламливающие грохоты, а сгу­ щенный продукт — в два классификатора. Сгущенный продукт классификаторов направляется на обезвоживание в центрифуги. Перелив классификаторов пятью насосами перекачивается в радиаль­ ный сгуститель диаметром 18 м, где используются синтетические коагулянты.

Сгущенный продукт радиального сгустителя подается диафрагмовыми насосами на четыре барабанных вакуум-фильтра.

Первая установка для обогащения угля крупностью 0,5—10 мм

всуспензии в гидроциклонах сооружена на одной из шахт Англии

в1958 г. по проекту фирмы «Копие». Крупный уголь на этой уста­ новке обогащается в конусах Чанса. На рис. 171 приведена схема обогащения мелкого угля в гидроциклонах на этой установке. Уголь класса 0—100 мм из сортировочного отделения по ленточ­ ному конвейеру 1 поступает в приемник дугового сита 2, куда также

297

подается слив сгустительной воронки для шлама. Надрешетный продукт дугового сита поступает на обесшламливающий грохот 3. Подрешетный продукт дугового сита и обесшламливающего гро­ хота поступает на установку для переработки шлама, а надрешет­ ный продукт с грохота 3 направляется в смеситель 4, куда поступает суспензия заданной плотности из контролирующего аппарата 5. Смесь суспензии и обесшламленного угля из смесителя направ­ ляется самотеком в два наклонно установленных гидроциклона 6 диаметром 500 мм. Продукты обогащения из гидроциклонов напра­ вляются через дуговые сита 7 и 8 на грохоты 9 и 10, на которых от­ деляется суспензия и промываются продукты обогащения. Отдель­ ная рабочая суспензия плотностью 1,5 поступает в сборник 11, откуда насосом 12 направляется в контролирующий аппарат 5. В суспензию, находящуюся в сборнике 11, погружены две пьезо­ метрические трубки, соединенные с регулятором плотности суспен­ зии 13. Промывные воды из-под второй половины грохотов 9 и 10 направляются в сборник разбавленной суспензии 14, откуда насосом 15 перекачиваются в гидроциклон 16 для сгущения перед магнит­ ным разделением. Сгущенный продукт из гидроциклона поступает в первичный ленточный магнитный сепаратор 17. Промежуточный продукт из первичного магнитного сепаратора поступает для до­ полнительного разделения во вторичный магнитный сепаратор 18. Магнетит из обоих сепараторов поступает в магнитный сгуститель 19, куда также поступает свежий магнетит из шаровой мельницы, вос­ полняющий безвозвратные потери магнетита.

Суспензия из магнитного сгустителя 19 перекачивается насосом 20 в распределитель 21, откуда при помощи игольчатого клапана, управляемого регулятором плотности суспензии, суспензия необ­ ходимой плотности направляется в сборник 11. Слив магнит­ ного сгустителя поступает для дополнительного осветления в сбор­ ник 22, откуда вода насосом 23 направляется для промывки про­ дуктов обогащения.

На установке обогащаются 100 т/ч мелкого угля.

Результаты работы установки следующие: при зольности исход­ ного угля 18—19% зольность концентрата 5,1—5,2% и зольность отходов 71—77%. Плотность суспензии 1,5 г/см3. Плотность раз­ деления угля 1,65 г/см3. Содержание продукта плотностью меньше 1,65 г/см3 в отходах не превышает 0,5%. Судя по этим цифрам, обогащаемый уголь является легкообогатимым (по заданной плот­ ности разделения), а полученные результаты показывают высокую

гащения, содержится 0,5% твердых частиц. Потери немагнитных частиц в утяжелителе, отделенном в магнитных сепараторах, не превышают 0,4 г/л суспензии. Средние потери магнетита на этой установке составляют 1 кг/т обогащаемого угля класса 0—10 мм.

Ухудшение качества добываемых углей для коксования в Дурхейме, Йоркшире и Южном Уэльсе привело к необходимости обо­

298

гащения по меньшей плотности, что потребовало реконструкции обогатительных фабрик с установкой в ряде случаев сепараторов «Бретби-Ворсил».

До реконструкции на фабрике «Мелтби» в Южном Йоркшире было установлено два сепаратора с мелкой ванной «DSM» для угля класса 50—200 мм и пневматические отсадочные машины для обогащения класса 0—50 мм.

6

Р и с . 172. Т ехн ологи ческая схем а ф аб р и к и «М елтби » :

1 — бункер рядового угля; 2 — вибрационные питатели; 3 — конвейер для рядового угля; 4 — шламовый отстойник; 5 — напорный бак осветленной воды; в — распределительный резервуар суспензии; 7 — питатели; 8 — напорные баки; 9 — ручной контроль; 10 — три сепаратора «Вретби-Ворсил»; 11—сита для сброса суспензии; 12 — грохоты для концентрата; 13 — дуговые сита; 14 — ручной контроль; 15 — три сепаратора «Бретби — Ворсил»; 16 — сита для сброса суспензий; 17 — грохоты для концентрата; 18 — распределитель; 19 — че­ тыре сепаратора «Бретби — Ворсил»; 20, 21 — сита для сброса суспензии; 22 — грохот для промпродукта; 23 — грохоты для отходов; 24— делительная коробка; 25 — контроль плот­

1,7 г/см3; Зо — дренаж; 31 — автоматический контроль плотности суспензии; 32 — бак кон­ диционной суспензии плотностью 1,35 г/см3; 33 — бак для промывочной воды

В настоящее время фабрика реконструирована. Технологиче­ ская схема фабрики «Мелтби» показана на рис. 172.

Рядовой уголь из шахты поступает на грохочение и сортируется на два класса +200 мм и —200 мм. Уголь класса +200 мм под­ вергается ручной выборке породы.

Уголь класса 0—200 мм сортируется до 21 мм на четырех одно­ ситных грохотах. Крупный класс 21—200 мм обогащается в двух последовательно работающих барабанных сепараторах «Вемко» в суспензии плотностью 1,4 и 1,7 г/см3 с получением обогащенного угля, промпродукта и породы (обогащение крупного угля на схеме не показано).

Мелкий уголь поступает в бункер емкостью 400 м и затем кон­ вейером транспортируется для обогащения в сепараторы «Бретби-

299

Ворсил» для обогащения в суспензии плотностью 1,4 г/см3. Перед

обесшламливания уголь поступает в емкости с рабочей суспензией, а затем в две группы (каждая включает три сепаратора «БретбиВорсил») сепараторов с плотностью суспензией 1,35 г/см3.

Рабочее давление в сепараторах

Франция

До 1939 г. во Франции производились испытания по обогащению угля в минеральной суспензии. Однако в связи с тем, что за послед­ ние 20 лет во Франции резко ухудшилось качество добываемых углей, особенно крупных классов, возросло значение обогащения угля и резко увеличилось количество углей, обогащаемых в суспензии

[58, 64, 142].

300

Более 85% добываемого во Франции угля подвергается обогаще­ нию, так как зольность его колеблется от 35 до 45%.

В 1940 г. на фабрике «Руссо» была предпринята попытка обо­

О значении, придаваемом во Франции модернизации углеобо­ гатительных фабрик, говорит то обстоятельство, что за период 1948—1955 г. 25% всех капиталовложений в угольную промышлен­ ность было использовано на строительство и реконструкцию угле­ обогатительных фабрик.

В1958 г. во Франции работало 73 обогатительные фабрики. Однако в результате реконструкции и увеличения единичной мощ­ ности фабрик в 1967 г. во Франции было только 57 обогатительных фабрик, но со средней производительностью 1000 т/ч. На фабриках, обогащающих крупные классы в суспензии, верхний предел круп­ ности достигает 200, 300—400 мм и даже выше.

Таким образом, обогащение в минеральной (магнетитовой) сус­ пензии в настоящее время является основным способом обогащения во Франции. Для этой цели получили распространение сепараторы различной конструкции.

Впоследние годы наиболее значительное распространение полу­ чили сепараторы «Дрюбой», выпускаемые фирмой «Вено-ПИК», вытеснившие постепенно другие конструкции сепараторов.

Обогатительная фабрика на шахте «Ля У в». На шахте «Ля Ув» добывается (при двухсменной работе) около 6000 т/сутки угля золь­ ностью 37%. Содержание породы в рядовом угле достигает 30%. Рядовой уголь, выданный из шахты скипами, поступает на вал­ ковый грохот, где разделяется на два класса по крупности 300 мм

именее 300 мм. Куски угля крупностью более 300 мм поступают на породоотборный конвейер. После предварительного отделения

породы уголь направляется в щековую дробилку и дробится до раз­ мера 300 мм. Раздробленный уголь поступает на грохот для

301

сортировки на классы 30—300 мм, 10—30 мм и 0—10 мм. Уголь первых двух классов обогащается в сепараторах «Дрюбой»; мелкий 2—10 мм обогащается в гидроциклонах, а класса —2 мм не обогащается.

Уголь крупностью кусков 30—300 мм поступает на ленточный конвейер, которым он подается в сепаратор «Дрюбой» с суспензией плотностью 1,5 г/см3.

В сепараторе уголь разделяется на два продукта: концентрат и смесь сростков с породой.

Концентрат, удаляемый из сепаратора, поступает на обезвожи­ вающий грохот для отделения суспензии. На первой половине гро­ хота от концентрата отделяется суспензия, а на второй — кон­ центрат промывается чистой водой, подаваемой через брызгала под давлением.

Обезвоженный концентрат поступает на грохот для разделения на классы 150—300, 50—150, 30—50, 20—30 и 10—20 м направляе­ мые затем потребителю.

Необогащенный уголь класса 10—30 мм поступает на ленточ­ ный конвейер, которым подается во второй сепаратор «Дрюбой» для обогащения в суспензии плотностью 1,5 г/см3. Концентрат также поступает на обезвоживающий грохот, где происходит отде­ ление суспензии.

Смесь промпродукта с породой с обоих первичных сепараторов после обезвоживания поступает в сепаратор такого же типа для обогащения в суспензии плотностью 1,8 г/см3.

Всепараторе смесь разделяется на два продукта: промпродукт

ипороду.

После обезвоживания на грохотах промпродукт поступает по­ требителям, а порода в отвал.

Отделенная на первой половине грохотов суспензия поступает в сборник. Туда же поступает утяжелитель, уловленный магнит­

грохотов поступает в магнитный сепаратор, где улавливается маг­ нетит. Уловленный утяжелитель направляется в сборник с цирку­ лирующей рабочей суспензией.

Уголь крупностью 2—10 мм конвейером подается на установку для обогащения в гидроциклонах-сепараторах. Всего установлено 12 циклонов-сепараторов, из которых восемь предназначены для первичного разделения угля на концентрат и отходы и четыре для разделения отходов, полученных при первичном обогащении, на сростки и отвальную породу. Концентрат из циклонов поступает на четыре обезвоживающих грохота, на первой половине которых отделяется суспензия, направляемая в бак для хранения суспензии низкой плотности. Из этого бака суспензия насосом перекачивается в смеситель. Слив из смесителя попадает снова в бак.

302

На второй половине обезвоживающих грохотов от продуктов обогащения водой отмывается утяжелитель, который улавливается в баке разбавленной суспензии. Из этого бака утяжелитель насосом подается в циклоны для классификации и сгущения суспензии. Перед каждыми четырьмя циклонами установлен распределитель.

Смесь промпродукта с породой из циклонов поступает на два обезвоживающих грохота, где отделяется суспензия. Затем эта смесь поступает в бак емкостью 2 м3, заполненный суспензией большей плотности, и насосом перекачивается в четыре циклона для разделения на промпродукт и породу.

Промпродукт и порода обезвоживаются на грохотах. Отделив­ шаяся на первой половине этих грохотов суспензия направляется в баки рабочей суспензии высокой плотности, а со второй половины грохотов — в бак разбавленной суспензии.

Промпродукт транспортируется на погрузку в железнодорож­ ные вагоны для отправки потребителям, а порода отгружается соот­ ветствующим конвейером в отвал.

Уловленный в сгустительных циклонах утяжелитель с некоторым количеством шлама поступает в магнитные сепараторы для отде­ ления утяжелителя.

Снятый с лент магнитных сепараторов магнетит после размагни­ чивающего аппарата поступает в радиальный сгуститель диаметром 9 м, а оттуда направляется снова в процесс.

Магнетит, необходимый для восполнения потерь, загружается в приемный бункер, из которого питателем подается в шаровую мельницу для измельчения. Измельченный до необходимой крупно­ сти магнетит поступает в бак с водой. Из бака тяжелая среда пере­ качивается насосом в циклон для отделения крупных зерен, которые направляются на вторичное дробление в шаровую мельницу.

Готовая для использования суспензия из циклона направляется в радиальный сгуститель и далее в процесс.

Качество продуктов обогащения на фабрике следующее: золь­ ность концентрата класса 10—30 мм после обогащения в сепара­ торе «Дрюбой» — 7% при плотности разделения 1,51; зольность концентрата класса 30—300 мм — 6,5% при плотности разделения

1,41.

Расход магнетита составляет 400 г/т обогащаемого угля. Качество продуктов обогащения угля класса 2—10 мм золь­

ностью 37% в гидроциклонах-сепараторах следующее: зольность концентрата 8—9%; промпродукта 48—50% и породы 80%; расход магнетита при обогащении в гидроциклонах — 600 г/т угля.

Обогатительная фабрика при шахте «Сент-Фонтен». Произво­ дительность фабрики 4000 т/сутки. Обогащение производится в магнетитовой суспензии. Схема цепи аппаратов на фабрике приведена на рис. 174. Рядовой уголь, выдаваемый из шахты в вагонетках, поступает в опрокидыватель и затем на роликовый грохот для раз­ деления на два класса: 300 мм и менее 300 мм. Уголь крупностью кусков более 300 мм поступает на конвейер для отбора породы

303