CC BY
0
coal preparation • переработка угля
P
УДК 622.755:622.7.062: 622.7.069.2
Распределение магнетитовой суспензии между сливом и песками тяжелосредного гидроциклона
Проф. И.И. Углёв продолжает публикацию ответов на вопросы, задаваемые персоналом углеобогатительных фабрик. В данной статье рассматривается оптимальное распределение магнетитовой суспензии между сливом и песками тяжелосредного гидроциклона.
Ключевые слова: тяжелосредный гидроциклон, объемное отношение потока магнетитовой суспензии между сливом и песками, плотность магнетитовой суспензии, вязкость суспензии.
Контактная информация - e-mail: uglev@expert-coalprep.ru.
Как добиться оптимального распределения магнетитовой суспензии между потоками слива и песков в тяжелосредном гидроциклоне?
Чтобы уменьшить погрешность разделения в тяже-лосредных гидроциклонах, мы увеличили количество магнетитовой суспензии, подаваемой на регенерацию в магнитные сепараторы. Но в результате суспензия стала менее стабильной, что привело к снижению плотности среды, уходящей в слив. При новой плотности суспензии, уходящей в слив, мы не смогли поддерживать требуемое распределение тяжелой среды между потоками слива и песков. Я не совсем понимаю, что нам делать. Не могли бы Вы дать рекомендации по решению данной проблемы?
Технолог ОФ, Нерюнгри
Заданный вами вопрос важен с точки зрения обеспечения оптимальной работы тяжелосредного гидроциклона. Первое, что вам нужно сделать, это убедиться, что циркулирующая кондиционная суспензия является устойчивой, то есть не происходит быстрого осаждения магнетита. Условиями, обеспечивающими устойчивость суспензии при работе на низких плотностях 1250-1450 кг/ м3, являются: применение тонкого магнетита марки «Т» и добавление в суспензию угольного шлама в определенном количестве.
Наличие в суспензии глины также способствует повышению ее устойчивости. С другой стороны, слишком большое количество немагнитной фракции в суспензии (более 400 кг/м3) может привести к тому, что она станет слишком вязкой, что будет препятствовать разделению угольных частиц по плотности за время нахождения их в гидроциклоне. Определить реологическое состояние
суспензии можно экспериментально, измеряя ее вязкость и предельное напряжение сдвига с помощью вискозиметров в лаборатории.
На практике контроль содержания шлама в кондиционной суспензии осуществляется измерением ее плотности О взвешиванием 1 л суспензии и определением содержания твердой фазы путем фильтрования, высушивания и взвешивания осадка с отделением магнитной фракции. Самый простой способ контролировать устойчивость суспензии - производить измерение плотности среды мерной кружкой на входе в гидроциклон (в питании) и на выходе из него (в сливе и в песках). Практика эксплуатации тяжелосредных гидроциклонов показала, что относительная плотность суспензии в сливе ОСЛ обычно находится в пределах 88-97% от плотности исходной суспензии в питании О„„, •
0,88 < GCJ1 /GHCX < 0,97.
(1)
Если отношение ОСЛ /ОИСХ слишком низкое, значит, среда неустойчива, и может произойти расслоение частиц магнетита. В этом случае из-за большого градиента плотности суспензии в гидроциклоне происходит засорение концентрата, уменьшается выход нижнего продукта, являющегося отходами. Если отношение О „/О„„^ слиш-
СЛ ИСХ
ком высокое, то тяжелая среда может оказаться слишком вязкой. Высокая вязкость суспензии отрицательно влияет на способность частиц угля перемещаться в среде и, в конечном счете, снижает эффективность разделения -повышает значение погрешности разделения Ерт.
Таким образом, в тяжелосредном гидроциклоне очень важен баланс между устойчивостью суспензии и ее вязкостью.
Второе, что вам нужно сделать, это убедиться в правильной пропорции разделения объема потоков ис-
СЕНТЯБРЬ, 2024, "УГОЛЬ"
29
переработка угля • coal preparation
ходной суспензии (УИСХ) в слив (УСЛ) и в пески (УП). В идеале, 2/3 подаваемой суспензии должны переходить в слив, а 1/3 - в пески. Поскольку измерение расхода суспензии на обогатительной фабрике является сложной задачей, долю суспензии, уходящей в пески УП, можно вычислить, зная плотность исходной суспензии, поступающей в гидроциклон, и плотность суспензии в сливе, по формуле:
Vn = (°ИСХ - Gcn) /(Gn - Gcn)'
(2)
1,00
0,98
0,96
0,94
0,92
ф
3 о х i-
О
0,90
0,88
0,86
0,84
где ОИСХ- плотность исходной суспензии в питании; ОСЛ - плотность суспензии, уходящей в слив с концентратом (измеряется под дуговыми ситами перед грохотом отмывки концентрата), а ОП - плотность суспензии, уходящей в пески с нижним продуктом гидроциклона. Поскольку направление одной третьей части суспензии в пески УП не всегда может точно поддерживаться, допускается диапазон этой доли между значениями 0,29 и 0,38.
Условия, выраженные уравнениями (1) и (2), могут быть визуализированы с помощью «карты плотности среды». Эта карта, приведенная на рисунке, представляет собой графики зависимости отношения О^/О,^ от отноше-
СЛ ИСХ
ния ОП/ОИСХ. Границы, установленные уравнением (1), на этом графике представлены прямыми горизонтальными линиями при ОСЛ /ОИСХ = 0,88 и 0,97. Границы, заданные уравнением (2), на данном графике показаны в виде наклонных пунктирных линий, при этом уравнение (2) преобразовано в линейную функцию следующим образом:
ч. ЗомаЗ Вязкая среда
\
мк
14 \ ч Зона 2 Увеличить
V, \ ч. \ \ N ч размер песковой насадки
Зона1 > Уменьшить 41 \ V \ \ N
пескоееи насадки V' \ щ \ ч \ ч \
Зона 4 Нестабильна) I ч ч n Ч ч ч \ X
среда ч V
1,00
1,05
1,10
1,15
1,20
1,25
1,30
1,35
G /G
СП ИСХ
Ъ - т (Gn ^исх),
(3)
где пересечение линий с осью ординат равно Ь =1/(1 - УП), а тангенс угла наклона линий равен т = УП /(1 - УП).
По обозначенным ограничениям на «карте плотности среды» может быть построен определенный участок, выделенный зеленым цветом, в котором соблюдены как оптимальное распределение суспензии в слив и пески, так и требование к устойчивости среды.
Например, если значения плотности исходной суспензии питания, слива и песков равны соответственно 1,6; 1,5 и 1,8, это даст нам значение отношений О „/О„„^ = 0,94 (ось
СЛ ИСХ
ординат) и ОП /ОИСХ = 1,13 (ось абсцисс). Строим точку с этими координатами на графике и видим, что она попадает в рабочую зону зеленого цвета.
Если опробование тяжелосредного контура показывает работу в зоне2, характеризующейся пониженной долей суспензии, уходящей в пески, то, скорее всего, имеется проблема, связанная с накоплением частиц промежуточной плотности и с затруднением их выгрузки из гидроци-
Отношение плотности песков к плотности питания Сп Юисх
«Карта плотности среды», на которой отмечена зеленым цветом рекомендуемая рабочая зона параметров работы гидроциклона
клона. Обычно эта проблема решается за счет применения увеличенной песковой насадки.
Контур, работающий в зоне 1 , имеет противоположную проблему, заключающуюся в том, что доля суспензии, уходящей в пески, слишком высока. В этом случае, скорее всего, сильно изношена песковая насадка, что не позволяет достаточному количеству суспензии уйти в слив. Замена изношенной насадки на насадку с меньшим диаметром исправит эту проблему.
Нахождение в зоне 3 показывает, что контур работает с вязкой суспензией, что неудовлетворительно сказывается на эффективности работы. Необходимо большее количество магнетитовой суспензии направить в схему регенерации, чтобы вывести из суспензии «лишний» угольный шлам.
Рабочая точка в зоне 4 говорит о том, что магнетито-вая суспензия неустойчива. Скорее всего, применен сорт слишком крупного магнетита, который быстро осаждается, или в суспензии мало тонкого угольного шлама. Это приводит к расслоению суспензии и делает процесс поддержания заданной плотности разделения угля в гидроциклоне нестабильным и непредсказуемым.
Таким образом, «карта плотности среды» поможет вам определить, работают ли ваши тяжелосредные гидроциклоны в оптимальной области с точки зрения устойчивости среды и распределения суспензии по продуктам.
30
СЕНТЯБРЬ, 2024, "УГОЛЬ"
