книги из ГПНТБ / Фоменко Т.Г. Водно-шламовое хозяйство углеобогатительных фабрик

Зависимость удельной нагрузки на сгустители (радиальный и с осадкоуплотиителем) от содержания твердого в сгущенном про­ дукте показана на рис. 57.

Получаемые в сгустителях

сосадкоуплотиителем осадки,

вотличие от сильно разжи­

сфлокулированных сгущенных отходов флотации характеризуются:

Данные показывают, что флокулирование отходов флотации

взначительной степени повышает прочность получаемых осадков. При легком перемешивании осадки более интенсивно уплотня­

ются, чем без перемешивания. Например, с перемешиванием осадка, содержащего 640 г/л, предельное статическое напряжение со­ ставило 39,5 н/м2, а без перемешивания — всего лишь 16,8 н/м2. Это объясняется тем, что при перемешивании разрушаются агрегаты,, что и способствует более интенсивной отдаче воды.

На степень уплотнения осадков значительное влияние оказы­ вают добавки к отходам флотации породы, что хорошо видно из-- следующих данных:

Количество добавляемой породы, % . . . 0 40 60 80 100

Содержание твердого в осадке, г/л . . . . 527 575 620 672 692

Изменение скорости уплотнения осадков в зависимости от да­ вления в зоне сжатия характеризуется кривыми, показанными на рис. 58. Видно, что с увеличением содержания твердого в исходных

121

отходах, снижается скорость уплотнения, ято, по-видимому, объясняется увеличением вязкости пульпы и стесненности осажде­ ния твердой фазы.

Проведенными исследованиями установлено, что сгущенные от­ ходы флотации по структурно-механическим свойствам и трудности обработки в зависимости от содержания глинистого вещества и дру­ гих факторов делятся на три основные группы:

Рис. 58. Зависимость ско­ рости уплотнения осадка от давления в зоне сжатия при начальном содержании твердого в хвостах, г/л:

I — 25; 2 — 50; 3 — 75; 4 — 100; 5 — 125

Сгуститель с осадкоуплотнителем в сравнении с радиальным сгустителем имеет ряд преимуществ, которые видны из следующих сравнительных данных:

122

Более высокая удельная нагрузка сгустителя с осадкоуплотнителем объясняется большей высотой цилиндрической части, а вы­ сокая степень сгущения — наличием осадкоуплотиителя. В радиаль­ ных сгустителях, как известно, наблюдаются в основном две зоны: осветления воды и сгущения твердого, тогда как в цилипдрическом сгустителе имеется еще и зона уплотнения.

Таким образом, сгуститель с осадкоуплотиителем является более эффективным устройством, чем радиальный сгуститель в отношении как уменьшения площади осветления, так и степени сгущения осадка.

Высокая степень сгущения отходов флотации особенно важна, когда на фабрике предусматривается смешивание их с породой и совместное складирование в отвал.

ч

Рпс. 59. Сгуститель фирмы «Лурги»

В ФРГ в последние годы фирмой «Лурги» разработана новая конструкция радиального сгустителя (рис. 59) [4, 52]. Пульпа по желобу 1 подается в успокоительную камеру 2. В этой же камере^ в случае необходимости происходит смешивание пульпы с флокуляитом. Далее пульпа поступает в осветительную часть сгустителя 3. Примерно посредине радиуса сгустителя расположена канавка 4Г служащая для приема осевшего шлама, сдвигаемого в нее скребками 5.. Шлам из канавки засасывается насосом 6 через гибкие трубы 7.

КузІіИИУглеобогащением предложена измененная конструкция радиального сгустителя. В этой конструкции чаша сгустителя имеетднище гиперболоидальной формы, переходящее в центральной своей части в коническую воронку с центральным углом 90°.

более эффективному уплотнению шлама.

123

Удельная нагрузка на этот аппарат, по мнению авторов, должна >быть до 2,5 м3/м2 • ч.

3. СЕКЦИОННЫЕ ОТСТОЙНИКИ

Ранее секционные отстойники на всех фабриках, обогащающих коксующиеся угли, предназначались для улавливания и обезво­ живания шлама и осветления воды. В последиие годы на этих фа­ бриках все шламы подвергаются флотации, и секционные отстойники используются главным образом для обезвоживания отходов флотации.

Общий вид типовых секционных наружных отстойников с механи­ зированной выгрузкой осадка показан на рис. 60.

Секции отстойников выполнены из железобетона. Под днищем ■секций находится утрамбованный и залитый горячим битумом ще­ бень, а сверху расположен слой плотного асфальтобетона толщиной 80 мм. Для гидроизоляции днища укладываются три слоя гпдронзола, наклеиваемых чистым битумом. Сверху укладывается це­ ментная стяжка т о л щ и н о й 30 мм, а затем монолитная железобетонлая плита толщиной 300 мм.

Стенки выполнены из монолитного железобетона с гидроизоля­ цией — торкретный слой, окрашенный два раза чистым битумом.

Для предохранения днища от разрушения при выгрузке осадка грейфером в днище заделываются рельсы, по четыре ряда в каждой ■секции. Уклон днища отстойников в сторону слива чистой воды ■составляет 500 мм на 100 м длины отстойников. Ширина каждой секции между центрами стенок составляет 5300 мм, а глубина 4500 мм. Емкость типовых секционных отстойников составляет 8000 м3.

Секции по очереди заполняются шламовой пульпой или отхо­ дами флотации с помощью распределительного желоба. Нагрузка по питанию в зависимости от характеристики илов или хвостов флотации составляет 0,15—0,2 м3/м2 ■ч. Отходы флотации посту­ пают обычно предварительно сгущенными в радиальном сгустителе. После заполнения секции осадок отстаивается, уплотняется и по достижении влажности не более 35% (для угольных шламов) п 45% (для отходов флотации) удаляется грейфером из отстойника на дренажные площадки или непосредственно на железнодорожные платформы.

Насыпная плотность выгружаемого из отстойника осадка со­ ставляет примерно для угольного шлама 0,9—1,1 т/м3, антрацито­ вого шлама 1,1—1,2 т/м3 и отходов флотации 1,5—1,8 т/м3.

Уплотненный осадок выгружается козловым или мостовым кра­ ном с грейфером (см. рис. 60). Перед выгрузкой осадка из секции •осветленная вода удаляется, а остаток загрязненной воды перека­ чивается передвижным насосом в другую секцию, которая в это время заполняется пульпой.

Осветленная вода из секций отстойников поступает в сборный резервуар, причем спускается она с разных уровней секции с по­ мощью специальных отверстий с шиберами.

1 2 4

Осветленная вода насосами подается на фабрику для исполь­ зования.

Техническая характеристика козлового крана ККС-10

н для приема вод с фабрики в случае внезапной остановки или очи­ стки емкостей.

Техническая характеристика шламового бассейна ШБ-1

Шламовые бассейны двухсекционные представляют собой от­ стойники длиной 25,5; 31,5 и 37,5 м в железобетонном исполнении. Секции изолированы друг от друга, но шламовая вода шиберами может направляться в любую из них.

Для удаления осадка обе секции оборудованы специальными устройствами. Общий вид типовых шламовых бассейнов показан на рис. 61. Они состоят из двух железобетонных отстойников, двух устройств для выгрузки осевшего шлама, насосных станций для перекачки осветленной воды и сгущенного шлама.

Осевший в отстойнике шлам передвигается шламовой машиной в приямок, откуда насосом направляется для дальнейшей обра­ ботки.

Устройство для выгрузки осевшего шлама представляет собой самоходную двухосную тележку, передвигающуюся по рельсовому пути вдоль шламового бассейна. К раме машины подвешен на шар­ нире скребок, удаляющий шламовый осадок. Этот скребок подъем­ ным механизмом можно поднять над уровнем воды или опустить

126

на дно секции бассейна. Механизм подъема скребка состоит из асин­ хронного электродвигателя и цилиндрического редуктора, иа конце вала которого имеется барабан для навивки каната. Канат соединен со скребком. Переключение хода скребка вверх или вниз произво­ дится конечным выключателем ВУ-250.

Для натяжения каната в конструкции предусмотрено устройстве

спротивовесом, вследствие чего канат скребка все время находится:

внатянутом состоянии. Положение скребка по высоте во время работы зависит от сопротивления, оказываемого скребку. При уве­ личении нагрузки на скребок последний поднимается, а при умень­ шении — опускается. Колебания нагрузки определяются уплот­ ненностью осадка и его толщиной.

Устройство для выгрузки осевшего шлама снабжено механизмом передвижения, обеспечивающим три скорости: две рабочих и одну холостого хода. При рабочем ходе скребок опущен, при холостом — поднят над поверхностью воды в бассейне.

Техническая характеристика устройства для выгрузки осевшего шлама

При непрерывной эксплуатации какой-либо одной секции или параллельно обеих содержание твердого в сливе слишком велико, и их эксплуатация при таком режиме малоэффективна. При периоди­ ческой работе содержание твердого в сливе уменьшается. В этом случае в работе находится одна секция, а в другой происходит от­ стаивание шлама и осветление воды. Одна секция в зависимости от гранулометрического состава шлама работает двое или трое суток. Затем эта секция останавливается и включается другая с осветленной водой. Наличие чистой воды позволяет нормально вести эксплуатацию до сильного загрязнения воды тонкими части­ цами шлама.

Флокуляция шлама может осуществляться в шламовом бассейне. Однако из-за недостаточного уплотнения шлама более рационально производить флокуляцию его на фабрике. Остаточный (неиспользо­ ванный) флокулянт, содержащийся в воде, и предварительно разру­ шенные агрегаты при транспортировке сфлокулированных шламов интенсифицируют процесс осаждения и уплотнения в шламовом бассейне.

В шламовых бассейнах относительно хорошо улавливаются ан­ трацитовые шламы, если содержание твердого в питании не превы-

128

тает 120—170 г/л, а содержание тонкого класса (менее 63 мкм) 40%. При этом содержание твердого в сливе составляет 30—35 г/л, а в сгущенном осадке 400—500 г/л. Содержание класса менее 63 мкм в твердом сливе составляет 92—94%.

При более тонком шламе результаты работы шламовых бассейнов, даже при периодическом режиме их эксплуатации, резко ухудша­ ются. Это исключает применение таких отстойников для улавлива­ ния тонких шламов — фугатов и отходов флотации.

5. ПЛОИАКОШ1ТЕЛН

Илонакопнтели предназначены для приема сбрасываемых от­ ходов флотации и высокозольных илов. Поступающие в нлоиакопитель воды осветляются и возвращаются на фабрику для исполь­ зования, а твердые частицы осаждаются на дно накопителя и уплотняются.

1 — насосная станция осветленных вод; 2 — плотина № 2; з — плотина Л? 1; 4 — водовы­ пускное устройство

Размещаются илонакопнтели по возможности ближе к фабрике, в балках, топографические условия которых позволяют организо­ вать строительство плотины или плотин, если накопитель состоит из двух секций.

Емкость илонакопителей должна обеспечивать прием сбрасыва­ емых с фабрпки отходов минимум в течение 10 лет.

Многими проектами фабрик предусматривается строительство илонакопителей больших объемов (па 20—25 лет работы фабрики). Их строительство осуществляется в разные сроки, т. е. по мере