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

и глубоким осветлением части шламовой воды. Схемы с глубоким осветлением всей оборотной воды на фабриках практически не применяются.

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ВОДНО-ШЛАМОВЫХ СХЕМ УГЛЕОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

Различные варианты схем осветления шламовых вод целесо­ образно анализировать с помощью математических моделей, пред­ полагающих одинаковые технологические параметры сравниваемых схем.

Для оценки схем осветления рекомендуется показатель цирку­ ляции К ■ Он представляет собой отношение количества шлама, поступающего в систему с рядовым углем н дополнительно образо­ вавшегося в процессе обогащения, ко всему шламу, поступающему с рядовым углем, дополнительно образовавшемуся, с оборотной водой, энергетическому и теряемому со сбросами [39, 68]

Отсюда, чем больше шлама в оборотной воде, тем меньше пока­ затель циркуляции К . При чистой оборотной воде и отсутствии сбросов показатель циркуляции максимальный и равен 1.

Режим работы водно-шламового хозяйства считается нормальным, если показатель К равен для фабрик, обогащающих [39]:

Если К меньше указанных величин, водно-шламовая схема не обеспечивает нормальной работы, что влечет за собой. большой сброс шлама или чрезмерное загрязнение оборотной воды.

O'ряд “г О доп “Г ^цир

Учитывая классификацию шлама в сгустительно-осветлительпых аппаратах, выражение (117) можно представить в виде

ÉfOi + ëOo

Si+ £2

или

где g01 — количество тонкого шлама крупностью менее граничного зерна *, поступающего в систему с рядовым углем п дополнительно образовавшегося, т/ч; g0, — количество зернистого шлама более граничного зерна, поступающего с рядовым углем и образовавшегося в процессе обогащения, т/ч; — количество всего тонкого шлама, поступившего в систему с рядовым углем, дополнительно образо­ вавшегося и с оборотной водой, т/ч; g2 — количество всего зернистого шлама, поступающего в систему, т/ч.

Исходя из аналогичных рассуждений показатель циркуляции тонких шламов будет

а зернистых шламов

а2 ё(І2 (120)

”"І2~ *

1Под граничным зерном понимается крупность таких зерен, извлечение которых в продукты равпо 50%.

212

ющего в систему водно-шламового хозяйства, доли ед., можно записать

Первый член этого выражения характеризует количество тонкого шлама, поступающего в систему при равновесном состоянии, а вто­ рой член — количество зернистого шлама.

Для анализа технологической эффективности различных схем осветления оборотных вод определяются показатели циркуляции соответствующих схем. Величины ух и у 2 в формуле (121) характе­ ризуют гранулометрический состав исходного шлама и не зависят от принятой схемы. Значения К г и К 2 показывают во сколько раз количество оборотного тонкого и зернистого шламов превышает количество вновь поступившего шлама той же крупности. Следо­ вательно, величины Кг и К 2 зависят от принятой схемы водно-шла­ мового хозяйства и определяются степенью извлечения шламов, обеспечиваемой схемой.

Определение показателя циркуляции рассматриваемой схемы состоит в нахождении показателей циркуляции тонкого и зернистого шламов. Для этого составляется статическая математическая модель схемы, определяются значения Кг и К 2, а затем по формуле (121) определяется общий показатель циркуляции К ■Сопоставляя между собой полученные для различных схем показатели циркуляции, можно определить, какая из рассмотренных схем более эффективна.

Рассмотрим наиболее часто применяемые схемы с неглубоким осветлением шламовых вод и комбинированные.

С х е м а с н е г л у б о к и м о с в е т л е н и е м в с е й ш л а ­

213

где ех — извлечение тонкого шлама в шламовые воды при обезво­ живании продуктов обогащения, доли ед.; ц1 — извлечение зер­ нистого шлама в шламовые воды и при обезвоживании продуктов обогащения, долп ед.; е2 — извлечение тонкого шлама в слив сгустительно-осветлитѳльных устройств, доли ед.; г]3 — извлечение зернистого шлама в слив сгустителы-іо-осветлптѳльного устройства,

а другая — непосредственно на флотационную установку. В оборот возвращается загрязненный слив сгустителя и чистая вода после осветления отходов флотации. Статическая математическая модель этой схемы приведена на рис. 103.

Согласно этой модели количество тонкого шлама, поступающего в процесс, будет

£і - йГох + ( 1 — п)Леі8а. т/4-

Аналогично количество зернистого шлама, поступающего в про­ цесс, будет

≤2 = £о2 + (1-га)£2титі2, т/ч,

214

где п — часть шламовой воды, направляемой непосредственно на флотацию.

В соответствии с формулами (120), (121) п (122)

9і('-&і)*9г(<-‘Ь) ^

О л и В в о б о р о т

О с д е т л е н и е

Ѵ - ” ) ( 9 і Ы г * 9 г Ч і Ч і )

Рис. 103. Математическая модель комбинированной схемы осветления оборотных вод с предварительным сгущением части шламов

ш л а м а . По этой схеме часть шламовой воды направляется непо­ средственно на флотацию, а другая часть возвращается в оборот

2 1 5

■а количество зернистого шлама

£з = £оа + (1 —'О&Лі. т/ч.

С помощью показателен циркуляции К а, К б н К в можно выявить эффективную схему. Такой будет схема, которая имеет меньший показатель. Это легко осуществить обычным алгебраическим пре­ образованием, вычитая из одного выражения показателя циркуля­ ции другое. Например, сравним показатели циркуляции схемы с неглубоким осветлением шламовых вод с показателем циркуляции комбинированной схемы с предварительным сгущением части шла­ мовой воды.

Вычтем пз выражения К а выражение К б

{YI (1 — еіе2) + Yo (1 — Н1Н2)}— {YI [ 1 — (1 — п) 8x63] +

-T Y2 [1 — (! — «) И1 И2 І}-

После преобразования получим

Ка —Кб = —п (YxCie, -f Y2H1H2)<l0.

т. е. величина К6 больше величины К а. Следовательно, комбини­ рованная схема с предварительным сгущением части шламовой воды более эффективна.

Также устанавливается преимущество комбинированной схемы

спредварительным сгущением части шламовой воды по сравнению

скомбинированной схемой без предварительного сгущения. Вы­

читая из выражения К б выражение К в, получим:

{Yi [1 —(1 —п) 8I82] -f Ys [1 — (1 — га) ПхР,]} —

—{Yi [1 — (1 —га)ex] + Y2 [1 — (1 — га) т)х]}>0,

т.е. величина Кв больше величины К б-

Таким образом, комбинированная схема с предварительным сгущением части шламовой воды является самой эффективной.

Сравним между собой схемы с неглубоким осветлением шламовых вод и комбинированную без предварительного сгущения. Сопоставим показатели К а и Кв-

{Yx (1 — еіег) + YB(1 — П1П2)}— {Yi [1 — (1 — га)ex] + Y2f 1 — (1 — га) Пх]}.

216

Анализ этого выражения показывает, что

Ка — К в = 0 при п — 1 —е2 II п = і — г|2;

Так как п определяет количество шлама, направляемого по

сгустителя и направляемого на флотацию по схеме с неглубоким осветлением, то из приведенного анализа следует, что при равенстве количества шлама, направляемого на флотацию в обеих схемах, их технологическая эффективность будет одинаковой. Однако со­ держание твердого в питании флотации будет различным. Поэтому выбор рациональной схемы в данном случае будет состоять в опре­ делении экономической эффективности каждой схемы.

3. РАСЧЕТ ВОДНО-ШЛАМОВЫХ СХЕМ

Для определения экономической эффективности различных ва­ риантов схем по капитальным затратам необходимо установить

Количество сгущенного продукта, поступающего на флотацшо.

217

Так как количество технической воды, добавляемой в систему

Количество твердого в сливе сгустителя

Qs = Q ~ Q i’ кг/ч,

где Q — количество твердого в оборотной воде, кг/ч; Qi — коли­ чество твердого в осветленной воде отходов флотации и фильтрате, кг/ч.

Так как величиной VQ можно пренебречь, то

Подставив зпаченпе Q3 и Ѵэ в формулу (134), получим

Когда содержание твердого в осветленной воде отходов флотации и фильтрате невелико и им можно пренебречь (либо фильтрат на­ правляется на флотацию), то содержание твердого в сливе сгустителя будет

Содержание твердого в питании сгустителя определяется по формуле

ß i= − | 4 кг/м3.

Так как Qr = Q0 -j- Q\ Q = Fß и Vx = V, то после преобразова­ ний получим

218

При подаче на флотацию фильтрата вакуум-фильтров примерно 10% Q0 общее количество шламовой воды, поступающей на флотацию, будет

Содержание твердого в сгущенном продукте радиального сгу­ стителя при этом не равно содержанию твердого в питании флотации

219

При подаче на флотацию фильтрата или другой шламовой воды для разбавления сгущенного продукта количество отходов флотации определяется по формуле

Таким образом, получены выражения всех необходимых вели­

рованной схемы осветления с предварительным сгущением перед

Количество сгущенного продукта найдем из равенства

^ 3ß 8 = ^ ß -^ ß 4 »

где ß — содержание твердого в оборотной воде, кг/м3, ß4 — содер­ жание твердого в осветленной воде отходов и фильтрате, кг/м3. Для упрощения расчетов примем что ß4 = 0.

220