CC BY
231
© С.Г. Глухих, 2003
УДК 622.76 С.Г. Глухих
АНАЛИЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЕЙ В ТЯЖЕЛОСРЕДНЫХ ГИДРОЦИКЛОНАХ
В
связи с созданием экологически чистых предприятий и повышением требований потребителей к качеству товарного продукта возросла необходимость развития
прогрессивных методов обогащения угля.
Для мелких и средних машинных классов наиболее эффективным является процесс разделения угля в тяжелосредных гидроциклонах. Это обусловлено простой конструкцией, удобством обслуживания и регулирования процесса, высокой эффективностью разделения
материала.
В результате накопленного опыта разработано большое количество тяжелосредных гидроциклонов,
которые можно классифицировать по следующим признакам:
- числу продуктов обогащения;
- способу подачи питания и суспензий;
- форме разделительной
камеры.
По числу продуктов на предприятиях используются
двухпродуктовые аппараты с получением концентрата и отходов, и трехпродуктовые гидроциклоны с выделением концентрата,
промпродукта, и отходов.
По способу подачи питания и суспензии аппараты делятся на прямоточные, когда суспензия и питание поступают в аппарат в одном направлении, и противоточные, когда питание и суспензия в рабочую камеру поступают с разных сторон.
По форме разделительной камеры гидроциклоны делятся на
цилиндроконические, цилиндрические и цилиндрические с кольцевым уступом.
В России широкое
распространение получили
трехпродуктовые гидроциклоны: на ОФ шахты «Северная» и ЦОФ «Печорская» в Воркуте, на ОФ «Нерюнгринская» в Якутии. Опыт работы тяжелостредных
гидроциклонов на ОФ
«Нерюнгринская» показал, что помимо конструктивных недостатков существенное влияние на
эффективность разделения оказывает качество сырьевой базы, в часности ситовой и фракционный составы. В процессе эксплуатации установлено, что в гидроциклонах ГТ-710/500 и ГТ-710/500-1 значительная часть концентратных фракций поступает во вторую ступень, где разгружается с промпродуктом, что является дополнительными потерями.
Для устранения указанного недостатка сотрудниками ИОТТ совместно со специалистами ОФ «Нерюнгринская» разработана и внедрена в промышленное производство конструкция
гидроциклона с кольцевым уступом ГТУ - 900/630. Новый аппарат
позволил снизить потери концентрата с промпродуктом на 1-2 %. Однако при обогащении углей с большим содержанием сметных фракций в питании (до 80%), потери концентрата остаются значительными.
В 2001 г. проведено комплексное опробование основных процессов переработки угля ОФ
«Нерюнгринская». Схема обогащения в тяжелосредных гидроциклонах представлена на рис. 1 и включает следующие операции:
обесшламливание материала
крупностью 0-30 мм в обезвоживающих элеваторах,
обогащение машинного класса 0,5 -30 мм в тяжелосредных гидроциклонах ГТУ - 900/630 с получением трёх продуктов: концентрата, промпродукта, отходов. Первые два продукта обезвоживаются на ситах предварительного сброса
суспензии, вибрационных грохотах, в центрифугах и направляются на сушку. Отходы обезвоживаются на
вибрационных грохотах и
транспортируются в отвал.
Рис. 1. Схема обогащения угля в тяжелосредных гидроциклонах на ОФ «Нерюнгринская»
ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ ПИТАНИЯ КРУПНОСТЬЮ 0,5 - 30 ММ И ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ТЯЖЕПОСРЕДНОХ ГИДРОЦИКЛОНОВ ГТУ 900/630
Плот- Концентрат Промпродукт Отходы Питание
ность - Выход, % Золь- Выкод,% Золь- Выкод,% Золь- По расчету По анализу
>азделе ния кг/м3 от продукта т пита-ни я ность, % от продукта от питания ность, % от продукт а от питания ность ,% Выь ход, % Золь- ность,% Выьход,0/ Золь-юсть, %
1300 18,6 8,37 4,3 2,5 1,27 4,0 0,3 0,01 4,6 9,65 4,26 7,9 5,2
1300- 1350 53,1 23,90 7,4 14,0 7,13 7,6 0,9 0,02 9,1 31,04 7,45 33,1 7,2
1350- 1400 19,9 8,96 12,2 28,5 14,51 13,2 0,5 0,02 13,8 23,48 12,82 26,8 13,0
1400- 1450 5,3 2,39 16,7 16,4 8,35 17,9 0,3 0,01 18,7 10,74 17,63 13,2 18,6
1450- 1500 2,3 1,04 21,3 15,2 7,74 22,2 0,3 0,01 23,8 8,78 22,10 5,0 23,7
1500- 1600 0,7 0,32 25,8 10,6 5,40 27,8 0,3 0,02 29,0 5,74 27,69 4,0 28,0
1600- 1800 0,1 0,05 38,3 8,0 4,07 35,0 0,4 0,02 40,0 4,12 35,06 3,0 37,9
1800 - - - 4,8 2,44 51,5 97,4 3,99 73,2 6,44 64,96 7,0 67,4
Итого 100 0 45 0 8 8 100 0 50 9 19.5 100,0 4,1 71,8 100,0 Т 16,81 100,0 16,9
тяжелосредних гидроциклонов ГТУ-900/630
Режим работы гидроциклонов регулировался диаметром насадок: 360 мм;
240 мм; 130 мм, нагрузкой по твердому на один аппарат - 150 т/ч, плотностью суспензии - 1400 кг/м3. Качество продуктов разделения определялось фракционным методом,
результаты которого представлены в таблице. Из данных таблицы видно, что в период
опробования на обогащение в
тяжелосредные гидроциклоны поступал уголь зольностью 16,9 % с содержанием сменных фракций ( +100кг/м3 от
плотности разделения) равным 70,9 %. В процессе работы получен концентрат зольностью 8,8 %, выход которого равен 45,0 %; промпродукт зольностью 19,5 %, выход которого равен 50,9 %;
отходы зольностью 71,8 %, выход которых составляет 4,1 %.
По результатам фракционного анализа построены кривые разделения
Тромпа (рис. 2), определены
плотности разделения и показатели
эффективности обогащения.
Плотности разделения в первой и второй ступенях составляют
соответственно - 1360 и 1865 кг/м3. Показатель эффективности Ерт равен соответственно 50 и 75 кг/м3. Потери концентрата с промпродуктом составляют 8,4 % (от питания)
зольностью 7,1 %.
Для снижения потерь концентрата с промпродуктом предлагается
провести научные исследования в двух направлениях:
- разработка конструкции гидроциклона с оперативным управлением плотностью разделения;
- разработка технологии
обогащения и классификации зернистого шлама крупностью 0,5-1 мм в гидроциклонах, винтовых сепараторах, на дуговых ситах.
Реализацию научных направлений следует осуществить с помощью «Программы и методики
совершенствования техники и технологии тяжелосредного
комплекса ОФ «Нерюнгринская» ГУП «Якутуголь», которые разработаны совместно с сотрудниками ИОТТ.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Глухих С.Г. - ГУП «Якутуголь».
