Александр Полулях - Тяжелосредное обогащение углей

Для ориентировочных расчетов потери магнетита принимаются по табл. 1.14.

Большие значения потерь магнетита следует принимать при наличии размокаемых пород в рядовом угле. При содержании глинистых примесей в породе более 50 % приведенные в табл. 1.14 потери магнетита следует увеличить в 1,5 раза.

Таблица 1.14

Потери магнетита

Расчет основных параметров магнетитовой суспензии производится по формулам, основанным на балансе твердой и жидкой фаз в данном объеме. Твердая фаза в магнетитовой суспензии может быть представлена в виде магнетита или в виде смеси магнетита и угольного шлама.

В расчетных формулах приняты следующие обозначения:

δ – плотность, кг/м 3;

δ в – плотность воды, кг/м 3;

δ т – плотность твердого материала, кг/м 3;

δ м – плотность магнетита, кг/м 3;

δ ш – плотность шлама, кг/м 3;

δ р. у. – плотность рядового угля, кг/м 3;

δ с. м. – плотность магнетитовой суспензии, кг/м 3;

δ с – плотность суспензии, кг/м 3;

V – объем, м 3;

V в – объем воды, м 3;

V т – объем твердого материала, м 3;

V м – объем магнетита, м 3;

V ш – объем шлама, м 3;

V р. у. – объем рядового угля, м 3;

V с – объем суспензии, м 3;

V с. м. – объем магнетитовой суспензии, м 3;

М – масса, кг;

М в – масса воды, кг;

М т – масса твердого материала, кг;

М м – масса магнетита, кг;

М ш – масса шлама, кг;

М р. у. – масса рядового угля, кг;

М с. м. – масса магнетитовой суспензии, кг;

М с – масса суспензии, кг;

С т – содержание твердого в 1 м 3магнетитовой суспензии, кг/м 3;

С м – содержание магнетита в 1 м 3магнетитовой суспензии, кг/м 3;

С % – концентрация твердого по массе в магнетитовой суспензии, в долях единицы или в %;

R = Т: Ж – отношение массовых количеств компонентов магнетитовой суспензии.

В ориентировочных расчетах рекомендуется принимать:

δ в = 1000 кг/м 3 – плотность воды;

δ м = 4600 кг/м 3 – средняя плотность магнетита;

δ ш1 = 1500 кг/м 3 – средняя плотность угольного шлама;

δ ш2 = 1700 кг/м 3 – средняя плотность антрацитового шлама.

Все параметры магнетитовой суспензии рекомендуется определять на единицу объема.

Плотность магнетитовой суспензии выбирают в зависимости от свойства обогащаемого угля и целей обогащения.

Плотность магнетитовой суспензии

Принимая для воды δ в = 1000 кг/м 3получаем

Отсюда требуемое содержание магнетита

Количество магнетита необходимое для приготовления объема 1 м 3магнетитовой суспензии

При подсчете плотности рабочей суспензии необходимо учитывать наличие в ней угольного шлама. В этом случае определяют среднюю плотность твердой фазы, исходя из баланса магнетита и шлама.

Плотность рабочей магнетитовой суспензии δ с , образовавшейся из смеси магнетита и шлама

В процессе эксплуатации тяжелосредных установок плотность рабочей магнетитовой суспензии может систематически снижаться, например, при обогащении мокрых углей, либо повышаться за счет уноса воды с продуктами обогащения и возврата суспензии более высокой плотности из цикла регенерации.

Расчет добавок для корректировки плотности суспензии производится следующим образом.

Если первоначальная плотность суспензии δ с возросла до δ с 1 , то к ее объему V с нужно добавить низкоплотную суспензию (или воду) плотностью δ дн ( δ дн < δ с < δ с 1 ).

Объем добавки пониженной плотности V дн для восстановления первоначальной плотности магнетитовой суспензии

В случае понижения плотности рабочей суспензии до δ с 2 требуется добавка высокоплотной суспензии (или концентрата магнитной регенерации) плотностью δ дв ( δ дв < δ с < δ с 2 ) в объеме V дв

Наиболее важными физическими свойствами магнетитовых суспензий при гравитационном обогащении являются плотность, вязкость и гравитационная устойчивость.

Плотность суспензии – это отношение массы суспензии М с к занимаемому его объему V с

Плотность суспензии зависит от объемной концентрации и плотности магнетита δ м

откуда объемная концентрация магнетита

Плотность магнетитовой суспензии выбирают в зависимости от свойства обогащаемого угля и целей обогащения. Она должна быть промежуточной между плотностями разделяемых компонентов. В практике обогащения углей обычно используются суспензии плотностью от 1350 до 2050 кг/м 3.

Плотность суспензии является основным показателем, характеризующим граничную плотность разделения, которая зависит также от крупности обогащаемого угля, скорости потока суспензии в различных зонах обогатительного аппарата, зашламленности суспензии и дисперсности утяжелителя.

С технологической точки зрения различают два типа суспензии: кондиционную, или рабочую (суспензия заданной плотности, подаваемая из сборника в аппарат для обогащения), некондиционную или разбавленную (суспензия, получаемая после отмывки утяжелителя от продуктов обогащения на обезвоживающих грохотах, случайных переливов и капельных вод, содержащих магнетит). В некондиционную суспензию подается также часть кондиционной суспензии для очистки ее в процессе регенерации от шлама. Плотность некондиционной суспензии обычно не превышает 1100 кг/м 3.