Почему крупные частицы попадают в слив классификационного гидроциклона Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

coal preparation • переработка угля

P

УДК 622.7.01:622.755:622.755:662.741

Почему крупные частицы попадают в слив классификационного гидроциклона

Проф. И.И.Углев продолжает публикацию ответов на вопросы, задаваемые персоналом углеобогатительных фабрик В данной статье рассматриваются причины попадания крупных частиц в слив классификационных гидроциклонов и как связаны значения параметров D50 и D95 с крупностью частиц в сливе гидроциклона. Ключевые слова: классификационный гидроциклон, параметры крупности частиц D50 и D95.

Контактная информация - e-mail: uglev@expert-coalprep.ru.

Почему в классификационных гидроциклонах

крупные частицы попадают в слив?

На нашей фабрике обогащаются энергетические угли с глубиной обогащения 150 мкм. Шламовую схему замыкает блок классификационных гидроциклонов диаметром 380 мм, слив которых после сгущения и обезвоживания направляется в отходы. Опробование работы классификационных гидроциклонов показало, что значительное количество крупных частиц угольного шлама попадает в слив гидроциклонов, что увеличивает потери угля в процессе обогащения. Вскрытие гидроциклонов не обнаружило никаких неисправностей. Давление на входе в блок гидроциклонов соответствует рекомендованному значению. Визуально из песковых насадок каждого гидроциклона, как положено, выходит коническая струя. Можете помочь решить нам эту проблему с работой классификационных гидроциклонов?

Технолог ОФ, Новокузнецк

Вопрос, заданный вами, важен с точки зрения понимания работы и выбора размера классификационных гидроциклонов.

Особенность работы классификационных гидроциклонов заключается в том, что, в отличие от сит, процесс разделения в них более сложен и происходит на основе скорости осаждения частиц в водной среде под воздействием центробежных сил. Скорость осаждения частиц зависит от их размера, формы и плотности. Так как частицы угля и породы существенно различаются по плотности, а плотность угля и его зольность связаны линейной зависимостью, то и скорость осаждения угольных частиц будет так же меняться в зависимости от их зольности.

Для частиц угля, породы и их сростков распределение частиц в слив и пески будет существенно отличаться. Гидроциклон для классификации угольного шлама должен быть выбран так, чтобы в слив попадало как можно меньшее количество частиц крупнее заданного размера. Поэтому выбор гидроциклона производится с учетом плотности угольных частиц, а не породных, так как по-

родные крупные частицы, как более тяжелые, с большей вероятностью попадут в пески.

Выбор классификационных гидроциклонов основан на таких параметрах, как Р50 и Р95. Параметр Р50 - это граничное зерно разделения, определяется узким классом крупности, который при классификации делится в слив и пески пополам 50/50. Параметр Р95 - это такой размер граничного зерна, при котором частицы, крупнее него, попадают в пески с вероятностью 95% и только 5% попадут в слив гидроциклона. Обычно производители гидроциклонов при выборе его диаметра ориентируются на параметр Р50, но на практике для угля рекомендуется выбирать размер гидроциклона по принципу «чрезмерной классификации» - по параметру Р95.

Предлагаем вам упрощенным графическим методом проверить правильность выбора ваших классификационных гидроциклонов по параметру разделения частиц Р95. На рис. 1 приведены графики зависимости размера граничного зерна разделения Р50 (в мкм)отдиаметра классификационного гидроциклона (в дюймах) для частиц рядового угля с относительной плотностью 1,45

90 70 50

40

30 25 20 15

10

*

о

**

6 10 15 20

Диаметр гидроциклона (дюймы)

26 33

Рис. 1. Зависимость граничного размера D50 от диаметра гидроциклона для частиц относительной плотности 1,45 и 2,65

4

АВГУСТ, 2024, "УГОЛЬ"

65

■

переработка угля • coal preparation

Рис. 2. Основные технические причины попадания крупных частиц в слив гидроциклона

соединение элементов футеровки внутри гидроциклона, когда выступающая «полка-ступенька» футеровки навстречу потоку пульпы может вызвать изменение траектории крупных частиц и попадание их в сливной поток. Эта проблема обычно возникает, когда производится замена изношенного нижнего конического элемента корпуса и песковой насадки. В-шестых, сколы и разрушение футеровки внутри корпуса гидроциклона могут привести также к отскоку частиц от препятствия и их выносу в слив. В-седьмых, забитый воздушный компенсатор (гусак) в верхней точке трубы слива может привести к возникновению эффекта сифонирования, при котором частицы питания еще до разделения засасывает в слив.

Если все вышеназванные технические причины исключены, а проблема осталась, то, возможно, причина в недостаточной длине сливной насадки, которую рекомендую заменить другой с большей длиной. Это должно исключить возможное попадание крупных частиц из входящего в гидроциклон потока пульпы сразу в сливную насадку за счет турбулентности потока. Как видите, существует множество причин попадания крупных угольных частиц в слив классификационных гидроциклонов, определив и исключив которые, вы сможете уменьшить потери угля на фабрике.

и породных частиц, представленных кварцем, с относительной плотностью 2,65. Эти зависимости получены от главных производителей гидроциклонов для угольной промышленности.

Из графика видно, что для частиц рядового угля с плотностью 1,45 при классификации в гидроциклоне диаметром 15 дюймов (380 мм) размер зерна разделения Р50 составляет 45 мкм. Применив эмпирическое отношение (Р95 : Р50) = 3, вычисляем для этого гидроциклона параметр Р95 = 135 мкм. Таким образом, угольные частицы относительной плотностью 1,45 и размером 135 мкм с вероятностью 95% попадут в пески гидроциклона диаметром 380 мм. Графики рис.! можно применить и в обратном расчете - задавшись желаемым значением Р95, можно рассчитать Р50 и определить диаметр гидроциклона.

При значительном увеличении количества крупного класса в сливе следует исключить наиболее часто встречающиеся технические причины, приводящие к засорению слива. Эти причины указаны на рис. 2.

Во-первых, зашламовка песковой насадки в процессе текущей работы из-за неоднородности гранулометрического и фракционного состава твердого материала в питании, попадание в гидроциклон крупных кусков угля или посторонних предметов. Во-вторых, нестабильность подачи питания по объему пульпы и колебание плотности пульпы в питании. В-третьих, низкое давление на входе в гидроциклон, вызванное изношенностью насоса или другими причинами. В-четвертых, коррозия стенок сливной насадки и образование в ней отверстий, через которые крупные частицы из питания гидроциклона по короткому пути попадают в слив. В-пятых, неправильное

ООО НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

«ЗАВОД МОДУЛЬНЫХ ДЕГАЗАЦИОННЫХ УСТАНОВОК»

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ И УТИЛИЗАЦИИ МЕТАНА

МЕТАН ПОД КОНТРОЛЕМ!

РОССИЯ WWWZAVODMDU.RU

Г. НОВОКУЗНЕЦК INFO@ZAVODMDU.RU

ШОССЕ СЕВЕРНОЕ, 8 ТЕЛ.: +7 (3843) 991-991

66

АВГУСТ, 2024, "УГОЛЬ"