CC BY
118
© М.Л. Калабухов, Д.Ф. Романова, 2002
УДК 622.7
М.Л. Калабухов, Д.Ф. Романова
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИКИ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ
II ервые промышленные ус-I тановки с пневматическими
* сепараторами применялись в 1930-е годы для обогащения мелких классов углей. Наибольший подъем метод получил в США в 60-е годы, где сепараторы эксплуатировались на 95 обогатительных фабриках.
В Англии в 1957 г. работали 86 пневматических установок. Новые предприятия не строились, вследствие чего переработка этим методом и особенно участие в механическом обогащении стали снижаться. Во Франции начиная с 1964 г. также наблюдается снижение обогащения угля пневматическим методом. В Бельгии на 1964 г. участие пневматического метода в механическом обогащении составляло 4,2 %. Однако динамика развития с 1958 по 1962 г. показывает сокращение установок со 18 до 51.
До середины 60-х годов пневматическое обогащение применялось в Канаде, ФРГ, Польше, Венгрии, Чехословакии, Японии, Норвегии, Голландии. Однако в конце 60-х годов сухое обогащение было вытеснено тяжелосред-ными методами, которые являются более эффективными и позволяют получать продукты высокого качества.
Технология пневматического обогащения за рубежом предусматривала в основном переработку мелких классов. Однако известны фабрики, где верхний предел крупности достигал 150 мм, традиционно верхний предел круп-ности не превышает 50-75 мм.
В ряде случаев сухому обогащению подвергаются угли по узкой шкале классификации: 0,5-3 мм, 310 мм, 10-45 мм. Известны уста-
новки, обогащающие неклассифицированный уголь крупностью 075 мм и 0-150 мм.
В нашей стране пневматическое обогащение начало развиваться с 1931 г. при шахте Горловка, где была смонтирована установка с четырьмя сепараторами фирмы «Бертлей». Пневматическое обогащение широко использовали в 40-е годы в Печорском и Кузнецком бассейнах для переработки каменных углей крупностью 6-50 мм. В 50-е годы для обогащения углей мелких классов 0-6 мм и 0-13 мм на фабриках была внедрена пневматическая отсадка с использованием машин типа ПОМ. Кроме того, пневматическое обогащение стали применять в сочетании с гидравлической отсадкой - комбинированный метод.
На рис. 1 представлены схемы для Кузнецкого бассейна при обогащении угля крупностью 6-50 мм [1]. Технология переработки крупного угля включает классификацию материала 0-50 мм на классы 6-50 мм и 0-6 мм, обогащение класса 6-50 мм без выделения промпро-дукта (схема а) и с выделением промпро-дукта (схема б), класс 0-6 мм присаживается к концен*трату без обогащения. Уголь крупностью более 50 мм после выборки из него породы добавляется к концентрату или направляется после дробления до 50мм на обогащение в сепараторы.
На рис. 2 представлена схема обогащения угля крупно-
стью 10-50 мм и 1-10 мм. В схеме а товарный промпродукт не выделяется, в схеме б разделение происходит на три продукта: концентрат, промпродукт, отходы.
На рис. 3 представлена схема глубокого обогащения, где предусматривается дробление пром-продукта с целью раскрытия сростов, дополнительного выделения породы и угольного концентрата.
На рис. 4 представлена каскадная схема глубокого обогащения угля в последовательно установленных пневматических отсадочных машинах. Целью такой схемы является перечистка концентрата первой стадии процесса. Технология предусматривает получения три конечных продукта: концентрат, промпродукт, отходы.
На рис. 5 показана каскадная схема пневматического обогащения с перечисткой породы и пром-продукта в гидравлических отсадочных машинах.
В 50-60-е годы пневматическим методом начали обогащать каменные и бурые угли Северного и Южного Урала, а также Дальнего Востока. В те же годы были построены обогатительные установки в Подмосковье, Средней Азии, Прибалтике. В 70-е годы в связи с повышением влажности добываемых углей на фабриках Печорского бассейна и некоторых фабриках Кузбасса сухой метод был заменен гидрав-
Рис. 1. Схема пневматического обогащения крупных классов угля
Рис. 2. Схема пневматического обогащения крупных и мелких классов угля
Рис. 3. Схема глубокого пневматического обогащения угля с дроблением промпро-дукта
лической отсадкой. С 1981 по 1986 г. сданы в эксплуатацию четыре обогатительные фабрики Подмосковного бассейна: "Владимирская" и "Никулинская" АО "Ту-лауголь", "Бельковская" и "Березовская" АО "Новомосковскуголь".
Преимуществом пневматического метода обогащения является отсутствие водно-шламо-вого хозяйства, простота технологических схем, отгрузка продуктов обогащения в сухом виде без сушки. Экономические показатели по сравнению с мокрыми методами следующие: в 2-2,5 раза меньше себестоимость обогащения, в 2,53 раза меньше капитальные затраты на производственные площади.
Нами разработана классификация пневматических машин по основным технологическим признакам (рис. 6) :
• способ работы короба;
• способ подачи воздуха;
• способ движения продуктов;
• количество продуктов обогащения.
К машинам с неподвижной рабочей поверхностью и пульсирующей подачей воздуха относятся сепараторы "Плана", "Киркупа", "Ведаг", "Эр-Флоу", "Мармини", "Ридж", ПОМ-1, ПОМ-1М, ПОМ-2М, ПОМ-2А. К машинам
с подвижной рабочей поверхностью относятся конструкции ЮШП-3, Гипрококса, "Супер-Эр-Флоу". В ряде машин рабочая поверхность разделена по ширине на две параллельно работающие половины ("Эр-Флоу", "Супер-Эр-Флоу", "Ридж", ПОМ-1, ПОМ-1 М, ПОМ-2, ПОМ-2А).
К машинам с подвижной рабочей поверхностью и непрерывной подачей воздуха относятся «Шпе-та» и «Шкода».
В машинах «Минье» фирмы «Эванс Коппе К» с подвижной рабочей поверхностью и непрерывной подачей воздуха разгрузка продуктов производится сверху вниз путем
Рис. 5. Каскадная схема пневматического обогащения с перемывкой породы и прромпродукта в гидравлических осадных машинах
отделения слоев специальными устройствами.
Известны конструкции, где разгрузка тяжелого продукта производится через искусственную постель.
Отличительной особенностью пневматических сепараторов от пневматических отсадочных машин является постепенное расслоение постели по всей рабочей площади и разгрузка продуктов с периферийных участков дек.
По своей конструкции пневматические сепараторы делятся на вибрационные с пульсирующей подачей воздуха и вибрационные с непрерывной подачей воздуха "Саксон", "Берри".
Наибольшее распространение получили сепараторы с веерной разгрузкой продуктов обогащения типа "Армса", БКВ, "Ведаг", СП-12, СП-112. Известны сепараторы с противоточным движением про-
дуктов разделения и пульсирующей подачей воздуха типа "Мак-Нелли-Брюссе". К машинам этого типа с подвижной рабочей поверхностью и непрерывной подачей воздуха можно отнести сепаратор Гумбольдта.
Таким образом, несмотря на создание целого ряда пневматических отсадочных машин, появившиеся позже сепараторы с подвижной рабочей поверхностью получили более широкое распространение в промышленности. Особенностью аппаратов с подвижной рабочей поверхностью является обеспечение транспортировки продуктов разделения независимо друг от друга. Если в машинах типа "Супер-Эр-Флоу", "Баркера", КРМ, "Карлс-Хютта", ПОМК-1 и др. применяется прямоточное транспортирование продуктов, то в машинах типа "Саксон", "Беррис-Форда", "Мак-Нелли-
Брюссе" использован противоточ-ный принцип разгрузки продуктов обогащения. Однако наиболее распространенным способом является веерная схема транспортировки и разгрузки продуктов, которая применяется для сепараторов "Бамаг-Мегуин", КМД, УШ, СПБ, СП и др.
Все серийно выпускаемые в нашей стране сепараторы имеют веерную схему транспортировки продуктов с продольным и поперечным наклонами рабочей поверхности к горизонту, в которых продольное движение материала по декам осуществляется за счет качаний.
На практике технологическая эффективность обогащения углей в пневматических сепараторах зависит от большого числа факторов и прежде всего от влажности исходных углей.
Для решения задачи по снижению влажности перед обогащением в ИОТТ разработана технология термоаэроклассификации угля, которая позволяет снизить количество шлама, поступающего в сепараторы и уменьшить влаж-
ность машинного класса, что повысит эффективность разделения по плотности.
Выводы
1. Анализ технологии и техники пневматического обогащения показывает, что этот метод является
Руденко К.Г. Основы обогащения и брикетирования угля. - М.: Углетехиздат, 1958.
Рис. 6. Классификация пневматических се-паратооров
более дешевым сравнительно с отсадкой и тяжелыми средами. При этом накоплен большой опыт эксплуатации пневматических установок в условиях месторождений Кузбасса, Воркуты, Подмосковья.
2. Недостатком пневматического обогащения является низкая эффективность разделения углей повышенной влажности.
3. С целью повышения эффективности пневматического обогащения необходимо использовать на стадии углеподготовки процесс термоаэроклассификации для снижения влажности угля и уменьшения содержания тонких классов.
4. Для повышения экономической эффективности необходимо осуществлять комплексный подход к разработкам новых технологий, который на одном предприятии включает процессы углеподготовки, обогащения и брикетирования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Калабухов М.Л. — кандидат технических наук, ИОТТ. Романова Д.Ф. — НПФ "Жилевская ОПОФ - Углепродукт"
