книги из ГПНТБ / Технология добычи и обогащения углей в Печорском бассейне [коллектив. моногр

Т а б л и ц а 46

магнетита с продуктами обогащения составляют 0,73 кг на 1 т обогащаемого угля.

Шламовые подрешетные воды фабрики собираются в шламо­ вом бассейне. Осветленная вода шламового бассейна сбрасы­ вается в наружный шламонакопитель. Шламы бассейна вместе о подрешетными водами дешламационного грохота гидроциклонной установки классифицируются на дуговом сите. Крупный шлам направляется в фильтрующие центрифуги, а подрешетный продукт дугового сита поступает в радиальный сгуститель. Слив сгустителя является оборотной водой, а сгущенный шлам идет на обезво­ живание на два вакуум-фильтра (ДУ-68-2,5).

Фильтрация производится с применением полиакриламида (из расчета 20 г на 1 т твердого). Удельная производительность филь­ тра составляет 0,16 т/м2-ч, содержание твердого в фильтрате — 10—15 г/л, влажность кека — 25% •

Таким образом, на ОФ шахты «Северная» комбината Воркута­ уголь впервые в Печорском угольном бассейне успешно внедрено обогащение коксующихся углей в водно-магнетитовых суспензи­ ях— крупного класса (>10 мм) в сепараторах и мелочи в гидро­ циклонах.

§ 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ, ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ И СХЕМ ОТСАДКИ ДЛЯ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК КОМБИНАТА ВОРКУТАУГОЛЬ

В последние годы на обогатительных фабриках комбината Воркутауголь широко внедряется гидравлическая отсадка углей взамен ранее принятого пневматического метода обогащения. Это связано с тем, что пневматический метод обогащения вследствие присущих ему крупных недостатков не дает возможности получать кондиционные продукты обогащения из сырья, которое поступает на фабрики. Широкое внедрение гидравлической отсадки вызвало необходимость проведения исследований по определению опти­ мальных параметров отсадки при глубине обогащения 13, 6, 3 и 1 мм. Кроме того, необходимо исследовать влияние на эффек­ тивность разделения содержания твердого в подрешетной воде, фракционного состава исходного угля, шламообразования в зави-

219

симости от нижнего размера частиц обогащаемого материала и выбрать рациональные схемы отсадки.

Исследования, выполненные для разных классов крупности с различным содержанием твердого в подрешетной воде, позволили сделать вывод, что при отсадке накопление твердого в подрешет­ ной воде до 400 г/л практически не снижает эффективность раз­ деления классов крупнее 1 мм, а снижение качества продуктов обогащения происходит вследствие уноса с ними высокозольных шламовых частиц. Унос шлама с продуктами обогащения значи­ тельно возрастает при содержании твердого в подрешетной воде более 300 г/л при нижнем размере частиц обогащаемого мате­ риала менее 3 мм.

Для исследования шламообразования при отсадке проведены эксперименты с классами 1—50, 3—50, 6—50 и 13—50 мм при раз­ личной их ситовой характеристике (показателе крупности /7К) • В каждом опыте определялось содержание твердого остатка в под­

Результаты опытов обработаны на ЭВМ «Проминь», и получена корреляционная зависимость шламообразования от нижнего раз­ мера частиц обогащаемого материала

Y = 0 , 6 9 2 2 5 23209

220

Где Y — величина шламообразования, %; dn — нижний размер частиц обогащаемого материала, мм; г — корреляционное отноше­ ние; р — коэффициент надежности корреляционной связи.

Графически эта зависимость приведена на рис. 92. Характер полученной зависимости показывает, что максимальная величина шламообразования соответствует нижнему размеру частиц обо­ гащаемого материала 3 мм и ме­

стиц с водой. Необходимо отме­ тить, что приведенные результаты характеризуют процесс шламо­

образования при гидравлической отсадке только с качественной стороны, так как кроме крупности машинных классов на величи­ ну шламообразования влияют свойства углей и режим отсадки.

Для исследования зависимости эффективности разделения при отсадке от фракционного состава обогащаемых углей проведены опыты с классом 1—50 мм при постоянных значениях гидродина­ мических параметров. Содержание промежуточных фракций плот­ ностью 1400—1800 кг/м3 в исходной пробе изменялось соответст­ венно от 2 до 30%. Обогатимость исходного угля по ГОСТ 10100—62 изменялась от легкой до сверхтрудной. Все опыты про­ дублированы. Результаты экспериментов приведены в табл. 48.

опытах при разделении по низкой плотности (концентрат — промпродукт+ порода) величина Ерт колеблется в пределах 0,08—0,09, погрешность разделения /р изменяется от 0,170 до 0,205; при раз­ делении по высокой плотности £’рт =0,12ч-0,13 и /p = 0,170-f-0,195. Таким образом, полученные результаты подтверждают, что изме­ нение содержания промежуточных фракций (обогатимость угля по ГОСТ 10100—62) не влияет на показатели эффективности раз­ деления, оцениваемые по кривым дисперсии. Показатели Ерт и /р характеризуют эффективность работы отсадочной машины при одинаковой удельной производительности и приблизительно оди­ наковом гранулометрическом составе. Чем меньше эти показатели, тем с большей четкостью осуществляется процесс разделения, что,

221

f а б л и н а 48

в свою очередь, зависит от конструкции отсадочной машины и от правильно подобранного режима отсадки.

В связи с этим выводы авторов работы [31, 32], утверждаю­ щих о снижении эффективности процесса отсадки с повышением содержания в исходном материале промежуточных фракций (ухудшением обогатимости), являются не совсем точными. Пра­

222

ййя, количества фракций, близких к Плотности разделения, зольно­ сти фракций и количества выделяемых продуктов.

При исследовании влияния породы на результаты отсадки содержание породных фракций плотностью более 1800 кг/м3 в ис­ ходном угле изменялось от 10 до 50% с интервалом через 5%. Результаты экспериментов приведены в табл. 49 и на рис. 93.

Из табл. 49 видно, что зависимость эффективности разделения от содержания тяжелых фракций носит параболический характер.

боре режима гидравлической отсадки необходимо также учиты­ вать содержание породных фракций в исходном угле и осуществ­ лять регулировку машины за счет изменения амплитуды колеба­ ний воды; при высоком содержании породы необходимо увеличи­ вать амплитуду колебаний, при низком содержании — уменьшать.

В результате проведенных лабораторией исследований по вы­ бору оптимальных гидродинамических параметров отсадки углей различного гранулометрического состава получены корреляцион­ ные зависимости параметров отсадки (амплитуды, частоты пуль­ саций и расхода подрешетной воды) от показателей характери­ стики крупности Я„:

где А, п, <2УД— амплитуда, частота пульсаций и расход подрешет­ ной воды;

223

где dcv, dcv. в з , dmln, dmax — средний, средневзвешенный, минималь­ ный и максимальный диаметры частиц обогащаемого угля, мм; Yi, Y2, Y« — выход отдельных (узких) классов крупности в обо­

гащаемом угле, до­ полученные зависимости проверены в промышленных условиях

при регулировке гидравлической отсадочной машины ОМ-8 на ОФ шахты «Промышленная» комбината Воркутауголь. Перед началом проведения промышленных испытаний определялся ситовый со­ став исходного угля, расход транспортной и подрешетной воды и содержание твердого в иодрешетной воде. На основании получен­ ных результатов рассчитаны необходимые гидродинамические па­ раметры работы отсадочной машины.

Для оценки эффективности работы машины вначале проводи­ лись опыты при гидродинамических параметрах, отличных от рас­ четных, установленных при предварительной регулировке по пока­ зателям взаимозасорения продуктов обогащения. Все остальные параметры работы машины (удельная нагрузка по исходному углю, высота породной и угольной постели, вес поплавков и др.) во время проведения опытов оставались постоянными.

Получены следующие расчетные значения гидродинамических параметров при Пк, равном 32,8 мм: амплитуда пульсаций —90 мм,

Из табл. 50 видно, что лучшие показатели отсадки получены при величинах гидродинамических параметров, близких к расчет­ ным, т. е. при амплитуде пульсаций 90 мм и частоте пульсаций

224

1

в минуту 5i. При предварительной регулировке отсадочной ма­ шины частота пульсаций в минуту установлена равной 57. Про­ мышленные испытания показали, что пульсация не являлась оптимальной. При установлении частоты пульсаций, близкой к расчетной, зольность концентрата, при прочих равных условиях, оказалась на 0,9% ниже, чем при работе на предварительно уста­ новленных параметрах.

При анализе полученных результатов установлено, что эффек­ тивность разделения резко ухудшается при значительном умень­ шении величины амплитуды пульсаций от расчетного значения, т. е., при прочих равных условиях, недостаточная величина ампли­ туды колебаний подрешетной воды не позволяет вести эффектив­ ное разделение. Изменение расхода подрешетной воды от 2,2 до 3,2 м3/т-ч оказывает незначительное влияние на показатели раз­ деления.

Таким образом, промышленные испытания подтвердили пра­ вильность разработанной на основании лабораторных исследова­ ний методики выбора оптимальных гидродинамических параметров работы отсадочных машин. Осуществляемая обычно регулировка отсадочных машин путем оценки результатов по качеству продук­ тов обогащения на основании фракционных экспресс-анализов требует длительного времени, значительных трудовых затрат и не всегда позволяет подобрать оптимальный режим отсадки. Разра­ ботанная методика по выбору необходимых гидродинамических параметров работы отсадочных машин в зависимости от ситовой характеристики обогащаемого угля позволяет в значительной сте­ пени ускорить и облегчить процесс установления оптимального режима работы машин.

На обогатительных фабриках комбината, являющихся меха­ низированными породовыборками, разделение исходного угля ведется на два продукта и промежуточные фракции должны по­ падать или в концентрат, или в отходы. Поэтому важнейшим усло­ вием является достижение минимальных потерь угля с отходами обогащения. Однако при разделении на два продукта это не всегда достигается, так как фабрики должны укладываться в нормы зольности по концентрату, установленные ТУ или ГОСТами. Так, например, в 1969 г. опробование работы отсадочных машин на ОФ шахт № 17 и 25 показало, что в отходах обогащения со­

характеризуется работой отсадочных машин с переобогащением промпродукта при предварительном его додрабливании, а вто­ рой— выделением промпродукта из цикла обогащения и направ­ лением его на местные нужды взамен отсева для сжигания в ко­ тельных шахт, ТЭЦ и др.51

Исследования ПечорНИИПроекта показали целесообразность разделения исходного угля на два продукта без выделения цирку­ ляционных нагрузок. Это позволяет значительно увеличить на­ грузку на отсадочные машины по исходному углю.

Для определения эффективности работы отсадочной машины без выделения циркуляционных продуктов отобраны пробы исход­

Показатели работы машины вполне удовлетворительные. Од­ нако в отходах содержится довольно' значительное количество

Рис. 94. Диаграмма раскрытия сростков и шламообразования при додрабливании до крупности:

1 — 25 мм; 2 — 13 мм; 3 — 6 мм; 4 — 3 мм

угольных и промежуточных фракций (в основном плотностью 1500—1800 кг/м3). Но при условии присоединения к концентрату всего количества промежуточных фракций, содержащихся в исход­ ном угле, зольность концентрата составит 12,1%. Это значительно превышает норму зольности товарного концентрата (11,5%), уста­ новленную действующими ТУ для шахты № 40.

Для исследования степени раскрытия сростков при их додраб­ ливании и влияния додрабливании на результаты обогащения из исходного угля выделена фракция плотностью 1400—1500 кг/м3 и пробы ее додроблены до крупности 25, 13, 6 и 3 мм. Полученные данные приведены в та.бл. 51 и на рис. 94.

226

Из табл. 51 видно, что наибольшая степень раскрытия срост­ ков достигается при дроблении до 6 и 3 мм. Выход класса 0—1 мм с учетом образования вторичной пыли составляет 26,5% при дроб­ лении до 6 мм и 39,7% при дроблении до 3 мм. С учетом этого фактора нецелесообразно производить додрабливание промежу­ точных фракций до крупности менее 13 мм.

На основании результатов фракционного анализа подроблен­ ного промпродукта и исходного угля рассчитаны ожидаемые балансы продуктов обогащения с циркуляцией промпродукта (табл. 52). Из табл. 52 видно, что при додрабливании промпродук-

15* 227

228