Вспомогательные процессы обогащения

К вспомогательным относятся следующие процессы: обезвоживание, обеспыливание, обесшламливание, пылеулавливание.

Обезвоживание

Обезвоживание это процесс отделения влаги от минералов и продуктов их обогащения. Необходимость процесса вызвана тем, что после обогащения в водной среде в продуктах остаётся часть влаги, являющаяся балластом. Для дальнейшего передела продуктов влагу следует удалить, доведя до нормативных показателей. В углеобогащении влажность концентрата должна быть в пределах 8 – 10 %.

Общие сведения о влаге

По характеру связи с минералом различают следующие виды влаги.

1. Внутренняя – химически связанная с минералом;

2. Гигроскопическая, образующая на поверхности мономолекулярную плёнку, которая удерживается адсорбционными силами;

3. Капиллярная, заполняющая поры в частицах. Удерживается в порах силами капиллярного давления;

4. Свободная влага, содержащаяся в промежутках между частицами.

Из перечисленных видов влаги только свободная удаляется механическим способом. Остальные виды влаги удаляются с помощью термической сушки.

Факторы, влияющие на влагоёмкость углей

1. Степень метаморфизма (углефикации). Молодые угли содержат большее количество внутренней и гигроскопической влаги. Влажность бурых углей составляет 30 %, каменных – 4-7 %.

2. Гранулометрический состав. Чем мельче уголь, тем больше его поверхность, тем выше его влагоёмкость.

Методы обезвоживания

На обогатительных фабриках применяют следующие методы обезвоживания.

1. Дренирование (естественная фильтрация) – стекание свободной влаги через слой материала под собственным весом;

2. Центрифугирование – обезвоживание в центробежном поле;

3. Фильтрованиечерез пористую перегородку под действием вакуума;

4. Сгущение - гравитационное осаждение шлама под действием силы тяжести частиц;

5. Термическая сушка;

6. Естественная сушка на складах (площадках).

Дренирование

Дренированию подвергаются материалы гравитационной крупности. Как правило, это продукты гравитационного обогащения: концентрат, промпродукт, порода. Дренирование осуществляется:

1. В бункерах;

2. На обезвоживающих грохотах;

3. В обезвоживающих элеваторах

1.В бункерахэффективно обезвоживается крупный концентрат (13 – 100 мм). Влажность после обезвоживания составляет 4-5 %. Время обезвоживания – 6 – 8 часов. Время обезвоживания мелкого концентрата (0.5 – 13 мм) – 16 –24 часа. В настоящее время обезвоживание в бункерах применяется крайне редко.

2. На грохотахобезвоживаются продукты обогащения. Время обезвоживания на грохотах значительно меньше по сравнению с бункерами. Это объясняется постоянным разрыхлением материала, лежащего на сите грохота. При этом расширяются промежутки между частицами, что способствует эффективному отделению влаги. Для обезвоживания применяются грохоты с направленным колебанием рабочей поверхности типа ГИСЛ.

Влажность крупного концентрата после обезвоживания на грохотах составляет 4 –5 %, мелкого – 15 – 17 %.

3.В элеваторах обезвоживаются тяжёлые продукты отсадочных машин (порода, промпродукт). Рабочим органом обезвоживающего элеватора является бесконечная цепь с перфорированными ковшами. Цепь устанавливается в наклонном кожухе, который соединяется с пирамидальной частью отсадочной машины и составляет с ней систему сообщающихся сосудов (рис.10.1).

Длина надводной части элеватора, где происходит непосредственно обезвоживание, определяется исходя из времени обезвоживания продукта в элеваторе (t = 25 с.) и скорости движения цепи (V = 0.25 м/с.). Исходя из этого, для обезвоживания требуется длина надводной части, равная S= V×t = 0.25 × 0.5 = 6.25 м.

Угол наклона элеватора 60 – 75^о. В промышленных элеваторах ширина ковша колеблется в пределах 400 – 1000 мм, ёмкость - от 20 до 125 литров.

Рисунок 10.1 – Обезвоживающий элеватор:

1- пирамидальная часть отсадочной машины; 2 – кожух элеватора; 3 – цепь с перфорированными ковшами; 4 – перфорированный ковш; 5 – звено цепи; Н – высота надводной части элеватора

Центрифугирование

Центрифугирование это операция обезвоживания в центробежном поле. Этот процесс используется как вторичная стадия обезвоживания мелкого концентрата после обезвоживающих грохотов с целью снижения влажности до 6 – 8 %.

Идея центрифугирования состоит в следующем. Внутрь вращающегося перфорированного ротора подаётся влажный материал (W = 15 –17 %). Под действием центробежных сил влажный уголь прижимается к стенкам ротора. Влага уходит через перфорацию. Обезвоженный осадок, в зависимости от конструкции центрифуги, под действием собственного веса, либо с помощью шнека, либо под действием вибраций разгружается в приёмный бункер. Отфильтрованная влага вместе с тонкими частицами угля (фугат) направляется на переработку шламовых вод.

Все центрифуги по назначению делятся на две группы:

1. Фильтрующие, предназначенные для обезвоживания материалов крупностью 0.5 – 13 мм;

2. Осадительные, предназначенные для обезвоживания шламов крупностью 0 – 3 мм.

Фильтрующие центрифуги, в зависимости от способа разгрузки осадка, подразделяются на следующие типы:

1. с центробежной разгрузкой осадка;

2. с вибрационной разгрузкой осадка;

3. со шнековой разгрузкой осадка

Центрифуга с центробежной разгрузкой осадка приведена на рисунке 10.2.

Рисунок 10.3 – Фильтрующая центрифуга с центробежной разгрузкой осадка