Тяжелосредные гидроциклоны для обогащения угля применяются на углеобогатительных фабриках США, Великобритании, Франции, Голландии, Бельгии, Австралии, Канады, Индии, России и других стран. Гидроциклоны применяются при обогащении мелких и средних классов угля различной обогатимости (в основном трудной и очень трудной), используемого для коксования и энергетических целей; обогащении мелких и средних классов антрацита; переобогащении промпродукта отсадочных машин мелкого машинного класса; переобогащении дробленого промпродукта после отсадочных машин и тяжелосредных сепараторов крупного машинного класса; обогащении угля и антрацита по низким плотностям для получения малозольного концентрата; выделении малосернистого концентрата из мелких классов сернистых углей; обогащении угольного шлама как в отдельной операции, так и в комплексе с обогатительными гидроциклонами и концентрационными столами. В тяжелосредных гидроциклонах можно обогащать уголь и антрацит в широком диапазоне крупности. Верхний предел крупности для крупногабаритных гидроциклонов (диаметром до 700 мм) может достигать 30 40 и даже 50 мм, однако чаще всего он составляет 10, 30 и 40 мм.
В зависимости от обогатимости угля и требований потребителей к качеству продуктов, обогащение в тяжелосредных гидроциклонах может быть одностадийным (разделение на два продукта) и двухстадийным (разделение на три продукта). В последнем случае используются два последовательно установленных гидроциклона и суспензия двух плотностей.
Современная технология обогащения углей в тяжелосредных гидроциклонах может осуществляться двумя способами: с дешламацией угля и без нее. Переход к обогащению в тяжелосредных гидроциклонах недешламированного угля позволяет полностью прекратить обогащение шлама по отдельной технологической схеме или резко сократить объем шлама, поступающего на самостоятельное обогащение. Однако применение технологии обогащения неклассифицированного угля не отвечает принципам однофункциональности гравитационных аппаратов (к которым относятся тяжелосредные гидроциклоны), что снижает качественные показатели их работы за счет взаимодействия двух разделительных признаков: крупности и плотности.
Технологическая схема одностадиального обогащения недешламированного угля в тяжелосредных гидроциклонах с упрощенной водно-шламовой системой, применяемой на фабрике "Аппальчиан Покахонтас" (США), приведена на рис. 3. Сухой уголь крупностью 0-38 мм подается с рабочей поверхности в двухпродуктовый тяжелосредный гидроциклон 1. Продукты обогащения (концентрат и отходы) каждый по отдельной схеме обрабатываются последовательно на дуговом 2 и вибрационном грохоте 3. На дуговом грохоте и первом (по ходу движения угля) участие вибрационного грохота отделяется кондиционная суспензия, на втором участке вибрационного грохота материал последовательно промывается оборотной и свежей технической водой. По своей структуре эта часть технологической схемы ничем не отличается от стандартной схемы тяжелосредного обогащения. Отличие технологии глубокого обогащения по крупности заключается в последующей схеме раздельной регенерации суспензии и системе обработки шламовых продуктов обогащения [3].
Рис.3. Технологическая схема одностадийного обогащения недешламированного угля в тяжелосредных гидроциклоназ с упрощенной водно-шламовой системой
Разбавленная суспензия из-под грохотов концентрата с частью кондиционной суспензии подается на магнитные сепараторы 4. Двухстадальная обработка на магнитных сепараторах обеспечивает эффективное отделение магнитной фракции от немагнитной, выделяемой со сливом и отходами сепараторов. На двух последовательно установленных дуговых грохотах 5 обогащенный шлам классифицируется по крупности 0,15 мм. Крупнозернистый хорошо обогащенный материал (0,15-0,6 мм) обезвоживается в фильтрующей центрифуге 6 и объединяется на сборном конвейере 7 с более крупным концентратом 0,6-38 мм, также обезвоженным в фильтрующей центрифуге 8. Плохо обогащенный тонкий шлам крупностью 0-0,15 мм направляется в радиальный сгуститель 9. Разбавленная суспензия из-под грохотов отходов вместе с частью концентрированной суспензии поступает на свою группу магнитных сепараторов. Пульпа с немагнитной фракцией (зольный шлам) крупностью 0-0,6 мм не классифицируется, а поступает непосредственно в радиальный сгуститель. Сгущенный продукт из сгустителя сбрасывается в наружный шламонакопитель 10 или фильтруется на вакуум-фильтре I1, а затем подается на сборный конвейер отходов 12 или, если его зольность соответствует нормативу, добавляется к концентрату.
Такая технология обеспечивает обогащение в тяжелосредных гидроциклонах угля до крупности 0,1 (0,2) мм, позволяет существенно упростить схему цепи аппаратов фабрики, снизить количество единиц оборудования и уменьшить производственные затраты.
Заключение
В данной работе были рассмотрены основные принципы работы тяжелосредных гидроциклонов, которые применяются при обогащении мелких и средних классов угля различной обогатимости (в основном трудной и очень трудной), используемого для коксования и энергетических целей; обогащении мелких и средних классов антрацита; переобогащении промпродукта отсадочных машин мелкого машинного класса; переобогащении дробленого промпродукта после отсадочных машин и тяжелосредных сепараторов крупного машинного класса; обогащении угля и антрацита по низким плотностям для получения малозольного концентрата; выделении малосернистого концентрата из мелких классов сернистых углей; обогащении угольного шлама как в отдельной операции, так и в комплексе с обогатительными гидроциклонами и концентрационными столами [4].
Тяжелосредные гидроциклоны подразделяются на два вида по выполнению разделения: двухпродуктовые и трехпродуктовые.
Список литературы
1. Лекции по обогащению [Электронный ресурс]. URL: https://lib.kstu.kz
2. Лекции по обогащению полезных ископаемых [Электронный ресурс]. URL: https://studopedia.ru
3. Статья «ПРИМЕНЕНИЕ ТЯЖЕЛОСРЕДНЫХ ГИДРОЦИКЛОНОВ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ». Д.А. ПОЛУЛЯХ, Национальный горный университет. Збагачення корисних копалин, 2011. − Вып. 47(88)
4. Зарубин Л.С., Йофе М.Б. Технология глубокого обогащения и обессеривания угля в тяжелосредных гидроциклонах за рубежом. Обзор. – М.: ЦНИЭИуголь, 1980. – 29 с.