Обогащение углей в тяжелых средах

Тяжелыми средами для разделения угля, промпродукта и по­роды служат тяжелые жидкости (водные растворы неорганических солей, некоторые тяжелые органические жидкости) и минеральные суспензии.

В промышленных условиях широко применяют минераль­ные суспензии, представляющие собой механические смеси (взвеси) тонкоизмельченного (до 0,1 мм) тяжелого материала с водой. Находясь во взвешенном состоянии в воде, минеральные частицы придают ей свойства тяжелой жидкости.

Сущность процесса обогащения угля в тяжелой жидкости за­ключается в погружении его в жидкость, плотность которой больше, чем плотность угля, и меньше, чем плотность промпро­дукта и породы. В этой жидкости чистый уголь всплывает, а промпродукт и порода тонут.

Большая эффективность процесса обогащения угля в тяжелых суспензиях, возможность получения низкозольного концентрата (близкого по зольности к чистым угольным фракциям) при мини­мальных потерях его с отходами даже при обогащении труднообогатимых углей выгодно отличают этот метод от метода обогаще­ния в отсадочных машинах.

В течение последних лет метод обогащения углей в тяжелых средах получил широкое распространение во многих странах. На обогатительных фабриках Советского Союза, особенно при шах­тах, внедряются установки по обогащению углей в тяжелых средах.

Для обогащения углей в минеральных суспензиях применяют специальные аппараты, называемые сепараторами, которые представляют собой сосуды, заполненные суспензией и снабжен­ные транспортными устройствами для раздельной выдачи продук­тов обогащения.

В настоящее время известно несколько типов различных сепа­раторов. В России на ЦОФ распространены колесные сепараторы (типа СК), на коксохимических заводах испытывали цилиндро-конические сепараторы конструкции УХИН.

Внедренный на ЦОФ колесный сепаратор (рис. 3) состоит из ванны, образуемой двумя наклоненными под углом 45° взаимно перпендикулярными стенками. На правой стенке на оси враща­ется лопастное колесо, которое выносит потонувший продукт. Уда­ление всплывшего продукта производится потоком горизонтально движущейся суспензии.

В соответствии с ГОСТ 10514—63 в России серийно выпуска­ются три типа аппаратов СК:

СК-12 СК-20 СК-32

Ширина ванны, мм . . 1200 2000 3200

Объем ванны, м3 . . 4,5 8,0 18,0

Диаметр колеса, мм 3200 3800 5350

Производительность сепараторов может быть от 95 до 320 т/ч в зависимости от их типоразмеров, крупности исходного угля. и его обогатимости.

Одним из основных факторов, влияющих на показатели ка­чества получаемых продуктов и их постоянство при обогащении углей в тяжелых средах, является обеспечение стабильности плот­ности циркулирующей суспензии, поступающей в аппараты для обогащения. Твердую фазу суспензии принято называть утяже­лителем.

В промышленных условиях для приготовления суспензии при­меняют следующие утяжелители: барит, лёсс, песок, прокатную окалину, магнетит, пиритные огарки, колошниковую пыль, мине­ралы высокой плотности и др.

Для мелкого класса с верхним пределом 1,5 —1 мм применяют гидроциклоны-сепараторы без подачи утяжелителя. В них роль утяжелителя выполняют зерна, подвергаемые обогащению.

Гидроциклоны- сепараторы просты в эксплуатации, не требуют больших капитальных и эксплуатационных затрат и успешно обо­гащают мелкий класс (до 1,5—1 мм).

Обогащение шламов в них впервые было осуществлено в про­мышленных условиях на углеобогатительной фабрике Днепропет­ровского коксохимического завода.

При применении гидроциклонов-сепараторов на этом заводе средняя зольность надрешетных шламов составила 6,7% (в отса­дочных машинах 7,0%); зольность промпродукта соответственно 42,7 или 34,3%.

Следует указать, что при обогащении угля в гидроциклонах происходит снижение сернистости концентрата. Так, на Ново-Ирминской ЦОФ работает гидроциклонная установка для обогаще­ния шлама, которая позволила вывести в породу до 35% серы. Гидроциклоны рекомендуется применять на других углеобогати­тельных фабриках.