CC BY
16
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 175 1971
ИССЛЕДОВАНИЕ АГРЕГАТНЫХ СВОЙСТВ ФЛОТАЦИОННЫХ
ШЛАМОВ ПЕРЕД СУШКОЙ
О. А. ФУКС, В. м. витюгин
(Представлена научной итоговой конференцией химико-технологического
факультета)
На углеобогатительных фабриках, где для обогащения тонких классов используется способ флотации, шлам флотоконцентрата поступает на вакуум-фильтры. Кек, снятый с вакуум-фильтров, идет на сушку в трубы-сушилки. Сушка этого материала в трубах-сушилках является тяжелым и сложным процессом, так как поступающий кек представляет собой липкую, плотную массу, имеющую влажность 25—30%, равную капиллярной влагоемкости этого материала. Такое состояние материала затрудняет равномерное распределение его по сечению трубы-сушилки, что приводит к неравномерной сушке, в результате которой получается либо недосушенный, либо пересушенный продукт.
Для нормализации работы труб-сушилок и определения рационального режима сушки необходимо было изучить агрегатные свойства флотошламов и установить возможность их изменения с целью повышения сыпучести и газопроницаемости.
Основной характеристикой агрегатного состояния мелкозернистых материалов является влагоемкость. Максимальная молекулярная влаго-емкость, характеризующая внутреннюю или связанную влагу в углях, определяет количество влаги, адсорбированной на внутренней поверхности пор угольных частиц. Эта величина соответствует максимальной влажности, при которой материал сохраняет сыпучесть [1]. При влажности равной максимальной молекулярной влагоемкости, материал не смерзается, так как влага, связанная адсорбционными силами, отличается по физическим свойствам от влаги, удерживаемой капиллярными силами [2].
Таким образом, задача повышения сыпучести и газопроницаемости сырого мелкозернистого материала, в нашем случае флотационного угольного
концентрата^ сводится к повышению его максимальной молекулярной влагоемкости. Известно, что влагоемкость материала зависит от его гранулометрического состава и повышается с уменьшением размера частин
Таблица 1
Зависимость влагоемкости угольного флотоконцентрата от размера частиц
Размер частиц, мм 1 Максималь пая молекулярная влагоемкость, %
0-0,1 17,5
0—0,25 11,4
+ 0,25-0,5 9,62
+ 0,5-1,0 9,02
0 + 2,0 7,3
Прибавление к флотоконцентрату, идущему на сушку, сухой угольной пыли из циклонов должно повысить сыпучесть этого концентрата, во-первых, за счет простого снижения влажности, а во-вторых, за счет повышения максимальной молекулярной влагоемкости полученной смеси.
Влагоемкость мелкозернистого материала зависит также от различного рода вводимых в него добавок, таких как СаО, СаСЬ и т. д.
Сыпучесть угольного флотоконцентрата различной влажности оценивалась нами величиной угла скатывания изучаемого материала по наклонной металлической плоскости.
В результате экспериментальных исследований установлено, что угол скатывания увеличивается с повышением влажности материала. Особенно резко повышается величина угла скатывания при увеличении
•чО
£ 25
о о
:х * 20 ч «с со
а
10
5
30 50 70 90
У ГОЛ СКДТЫВДШЯ,0
Рис. 1. Зависимость угла скатывания угольного флотоконцентрата от е г о в л а ж и о с т и
влажности от 18 до 20%. Флотоконцентрат с влажностью выше 20% не скатывался вообще и падал под действием силы тяжести с вертикально поставленной плоскости.
Прибавление различных количеств высушенного материала (с = = 4%) соответственно снижало влажность, уменьшало угол скатывания материала и увеличивало его газопроницаемость. Однако для снижения влажности исходного флотоконцентрата от 30 до 18%, когда угол скатывания его резко уменьшен, требуется ввести 85% высушенного материала, что явно нецелесообразно.
Использование в качестве возврата сухой пыли класса — 0,1 мм в количестве, равном выходу этого класса, и дополнительная добавка окиси кальция повысят влагоемкость. Кроме того, мелкая сушонка будет присаживаться в горячем состоянии, что несомненно повысит сыпучесть за счет снижения поверхностного натяжения воды в сыром шламе.
Результаты опытов подтверждают приведенное предположение и показывают, что флотоконцентрат с влажностью 30% при добавлении 30% сухой пыли класса — 0,1 мм с температурой 90° и 3% СаО (считая на общую сухую массу) образовал довольно сыпучую массу с макси-
мальной молекулярной влагоемкостью, равной 11,1%. Угол скатывания такой смеси составил 81°.
Таким образом, для повышения сыпучести и облегчения сушки угольного флотоконцентрата в трубах-сушилках необходимо производить возврат всей горячей пыли из циклонов и дополнительно вводить 3—5% окиси кальция.
ЛИТЕРАТУРА
1.A. А. Агроскин и др. Увеличение насыпного веса угля микродобавкам» углеводородных жидкостей. АН СССР, 1947.
2. С. Г. Аронов, Л. Л. Нестере и к о. Химия твердых горючих ископаемых.
Изд. Харьковского гос. университета, 1960.
