А Н Корчевскии - Исследование работы обогатительного комплекса на базе сепаратора свп-551 на различных углях - страница 1

Страницы:
1 

Гравітаційна сепарація

УДК 622.764:621.928.6

А.Н. КОРЧЕВСКИИ, канд.техн. наук

(Украина, Донецк, Донецкий национальный технический университет),

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ОБОГАТИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА НА БАЗЕ СЕПАРАТОРА СВП-5,5*1 НА РАЗЛИЧНЫХ УГЛЯХ

Проблема и ее связь с научными и практическими задачами. Применение сухих методов предварительного обогащения рядовых углей на установках на базе пневматических сепараторов (СВП) различного производства получает все более широкое применение на отечественных предприятиях. Использование метода вибропневматической сепарации позволяет создавать малогабаритные, компактные и мобильные обогатительные комплексы с круглогодичным цик­лом работы (МОК-СВП). При этом имеется возможность регулирования основ­ных параметров процесса обогащения и автоматизированного управления. По­ложительным фактором является независимость от водных ресурсов и соору­жений для складирования высоковлажных продуктов.

Сухой метод обогащения может широко применяться при предваритель­ной переработке горной массы шахт для снижения зольности рядового угля и количества перевозимой пустой породы, а также при вторичной стадии утили­зации породоугольных отвалов, что является особенно актуальным в современ­ных условиях.

Анализ исследований и публикаций. В двадцатом столетии для обогащения каменных и бурых углей Северного и Южного Урала, Дальнего Востока, Пе-черского бассейна, Кузбасса, Подмосковного бассейна этот метод обогащения был признан технически и экономически наиболее целесообразным [1]. Разра­ботки кафедры ОПИ ДПИ способствовали быстрому строительству и пуску фабрик с пневматическим методом обогащения на шахтах Ленинск-Кузнецка и Прокопьевска. В тот период и позже работало 13 обогатительных фабрик и 10 обогатительных установок, которые ежегодно перерабатывали более 30 млн т углей или около 8% всех обогащаемых углей СССР.

Постановка задачи. Целью данной работы является исследование работы вибрационных пневматических сепараторов на различных углях.

Изложение материала и результаты. ГП "Укруглекачество", ЗАО "Лу­ганский машиностроительный завод им. А.Я. Пархоменко", ООО "Райт", ка­федра "Обогащение полезных ископаемых" ДонНТУ и ООО "Качество Плюс" совместными усилиями в 2010 г. осуществили реализацию проекта и курирова­ние строительства МОК-СВП на основе вибропневматического сепаратора СВП-5,5*1, изготовленного ЛМЗ им. А.Я. Пархоменко [2, 3].

Конструкция сепаратора СВП-5,5*1 основана на принципе пульсирующей подачи технологического воздуха под перфорированную деку. Бигармониче-ский режим колебаний позволяет получать высокие технологические показате­ли и может применяться для выделения товарного продукта из углесодержаще­го сырья с широким диапазоном крупности и зольности [3]. Техническая харак­теристика сепаратора СВП-5,5*1 приведена в табл. 1.

Таблица 1

Наименование параметра и размерность

Величина

1. Рабочая площадь разделения, м2

6,7

2. Ширина деки, м

1,4

3 Производительность по исходному материалу, т/ч,

50

4. Крупность обогащаемого материала, мм

до 75

5. Поверхностная влага материала, %

до 8

6. Насыпная плотность материала, т/м3

до 2,8

7. Погрешность разделения (при максимальной производительности)

0,25

8. Диапазон регулируемой частоты качания деки, с-1

3,0-6,7

9. Габаритные размеры, мм

 

длина

6450

ширина

3900

высота

7800

10. Масса, кг

12600

11. Установленная мощность, кВт, не более

15

Обогащение рядового угля (РУ) или горной массы террикона (ГМТ) грави­тационной крупности (-75+0 мм) происходит на наклонной качающейся деке сепаратора с рифленой и перфорированной рабочей поверхностью, через отвер­стия которой нагнетается воздух. Конструкция деки предусматривает возмож­ность изменения углов ее наклона в поперечном и продольном направлениях [4]. Дека содержит направляющие (рифли), изготовленные из стальных полос разной высоты. Наибольшую высоту рифли имеют в зоне разгрузки концентра­та. Высота направляющих постепенно уменьшается как в продольном, так и в поперечном направлении. Высота рифлей в зоне выгрузки отходов минимальна.

Воздух под деку нагнетается технологическим вентилятором через возду­ховод, разделенный в верхней части на патрубки и диффузоры. Число патруб­ков и диффузоров соответствует числу воздушных полей сепаратора. Запылен­ный воздух удаляется через брезентовый зонт.

Материал из загрузочного устройства поступает на деку сепаратора, где с помощью питателя распределяется и образует "постель". Дека установлена на наклонных опорах и совершает возвратно-поступательные движения, благодаря чему "постель" по инерции подбрасывается вверх в направлении, перпендику­лярном к плоскости опор. В результате одновременного подбрасываний и на­гнетания потока воздуха материал "постели" разрыхляется и приобретает свой­ства текучести. Благодаря наклону деки в поперечном направлении и поступа­тельному движению верхний (легкий) слой "постели", расположенный выше рифлей постепенно сползает вниз, под углом к оси сепаратора и разгружается вдоль его борта в передней части деки. Нижний (тяжелый) слой "постели", на­ходящийся между рифлями, движется вдоль них. Разгрузка продуктов сепара­ции происходит по периметру деки. Распределение зольности продуктов сепа­рации в потоке движения возрастает в дифференциальной зависимости по пе­риметру разгрузочной части деки и повторяет закон распределения зольности ивыходов фракций исходного сырья.

В настоящее время на территории СНГ применяются пневматические се­параторы типа FGX (Китай). Сепаратор FGX изготовлен в подвесном исполне­нии. В отличие от сепаратора СВП, FGX имеется возможность создания только синусоидального вибрационного возбуждения деки.

В январе-марте 2010 года были проведены независимые технологические испытания сепараторов СВП-5,5*1 и FGX-6 [5, 6]. Достоверность результатов достигалась применением операций подготовки сырья, включающих классифи­кацию исходного материала по классу 50 мм и выделение сухого отсева -8+0 мм. В ходе испытаний контролировалась влага сырья и производитель­ность сепараторов по исходному материалу, а также показатели продуктов обо­гащения. Сравнение показателей сепараторов выполнялось при выделении двух продуктов и определялось по извлечению горючей массы в концентрат и мине­ральной массы в отходы, по эффективности обогащения Е (по Ханкоку-Луйкену) и по селективности разделения SG (по Годэну). Сравнительные ре­зультаты обогащения рядового угля на сепараторах типа FGX-6 и СВП-5,5*1 представлены в табл. 2.

Таблица 2

 

Рядовой уголь

Продукты обогащения

Рядовой уголь

Продукты обогащения

 

 

концентрат

отходы

 

концентрат

отходы

Фракция

У,

Ad,

 

 

Ad,

 

Ad,

 

Ad,

wr,

 

Ad,

 

 

 

%

%

%

%

%

%

%

%

%

%

%

%

%

%

 

FGX-6, испытания 20.01.2010

СВП-5,5х1, испытания 11.03.2010

Концентратная

30,3

30,2

 

42,6

30,2

57,4

73,9

15,9

19,8

-

30,7

19,8

69,8

73,1

Породная

40,9

73,9

 

 

 

 

 

36,8

73,1

-

 

 

 

 

Питание

71,2

55,3

 

 

 

 

 

52,7

57,0

-

 

 

 

 

Отсев

28,8

31,6

 

 

 

 

 

47,3

35,8

-

 

 

 

 

Всего

100

48,5

6,5

 

 

 

 

100

47,0

8,9

 

 

 

 

Извлечение горючей массы, %

66,5

 

 

 

56,3

Извлечение минер. массы,%

 

 

 

76,8

 

89,5

Эффективность Е, %

 

 

 

43,22

 

45,83

Селективность SG, %

 

 

 

6,54

 

11,01

В ходе сравнительных испытаний выявлено, что при близких показателях по составу исходного сырья и более высокой влажности питания (выше на 69% отн.) и значительном содержании мелочи (выше на 60% отн.), которая не могла быть полностью удалена из питания при такой влажности, сепаратор СВП-5,5*1 обеспечивает более высокие технологические показатели. Общая эффективность работы сепаратора СВП-5,5*1 при более высокой влажности исходного питания на 2,6% выше, чем сепаратора FGX-6, извлечение мине­ральной массы в отходы выше на 13%, селективность разделения угольных и породных фракций на выше в 1,7 раза при вдвое меньшем содержании концен-тратных фракций в питании.

Таким образом, сепаратор СВП-5,5*1 (Украина) является более эффектив­ным в более трудных условиях. При соответствующей настройке режима рабо­ты сепаратора СВП-5,5*1 выход концентратных фракций может быть увеличен при повышении его зольности до допустимых пределов. Возможность перена­стройки параметров СВП-5,5*1 в довольно широких пределах позволяет опера­тивно управлять процессом разделения в зависимости от свойств поступающе­го сырья. Установка МОК-СВП продолжает работать уже в течение трех лет с момента запуска в 2009 г.

На этой же установке (МОК-СВП) проведены два этапа испытаний по обо­гащению рядового угля марки "ДГ" ш. "Южно-Донбасская №1" (16.01 и 12.04.2012). Характеристика рядового угля приведена в табл. 3.

Таблица 3

Дата про­ведения испытаний

Показатели для классов крупности в рядовом угле, %

 

-6+0 мм

-50+6 мм

-300+50 мм

Исходный

 

выход

зольность

выход

зольность

выход

зольность

выход

зольность

16.01.2012 12.04.2012

28,60 53,50

45,25 46,14

47,20 37,80

40,14 56,99

24,20 8,70

60,18 62,50

100,00 100,00

46,45 51,66

Результаты работы сепаратора СВП-5,5*1 по классам крупности приведе­ны в табл. 4.

Таблица 4

Класс, мм

Питание СВП, %

Концентрат, %

Отходы, %

Коэффициент

 

выход

зольность

выход

зольность

выход

зольность

снижения зольности

-6+0

17,1

45,94

6,5

38,34

1,4

57,38

1,20

-50+6

37,8

56,99

15,2

23,22

29,4

76,70

2,45

Результаты работы комплекса МОК-СВП в целом приведены в табл. 5.

_Таблица 5

Аппарат

Питание, %

Концентрат, %

Отходы, %

Извлечение горючей массы, %

Извлечение золы в от­ходы, %

Эффективность по Фоменко

Селективность по Го-дэну

 

выход

зольность

выход

выход к операции

зольность

выход

выход к операции

зольность

 

 

 

 

СВП-5,5х1

54,9

53,55

24,1

43,90

24,99

30,8

56,10

75,89

32,93

79,51

26,18

9,45

МОК-СВП

100,0

51,66

62,7

-

36,60

37,3

-

76,99

39,75

55,59

22,10

5,80

Данные позволяют заключить, что сепаратор СВП-5,5*1 обеспечивает снижение зольности класса -50+6 мм (характерный исходный материал) прак­тически в 2,5 раза. Выход товарного продукта (концентрат марки ДГ) составля­ет 44% с зольностью Ad = 25%, отходы имеют зольность Ad >75%.

Комплекс МОК-СВП позволяет в целом получать около 63% товарного продукта с зольностью 36-37% при зольности питания 51,7%. Отходы МОК-

СВП имеют зольность 77% и являются отвальными.

Для снижения зольности рядовых углей других марок, например для марок Ж и К шахт ОАО "Краснодонуголь" комплекс МОК-СВП на базе сепаратора СВП-5,5*1 также может применяться. Его применение необходимо рассматри­вать только в качестве вспомогательного технологического передела (предва­рительного обогащения горной массы), результатом которого является сущест­венное снижение зольности рядовых углей, поступающих на последующее глу­бокое мокрое обогащение. Нецелесообразно выдвигать к МОК-СВП техниче­ские требования о снижении зольности концентрата Ad>25%, т.к. данное требо­вание приводит к уменьшению зольности отходов и выводит их из категории отвальной породы.

Целесообразны следующие технические требования к МОК-СВП:

- рядовой подвергается предварительной классификации на три класса крупности: крупный (+50 мм), средний (-50+6 мм) и мелкий отсев (-6 мм), что соответствует существующей технологической схеме МОК-СВП;

- крупный класс +50 мм подвергается дополнительной классификации по размеру 100 мм с направлением класса +100 мм на ручную углевыборку, а класса -100+50мм - на полуавтоматическую породовыборку в породовыбороч-ной машине;

- средний класс -50+6(0) мм подается на обогащение в сепаратор СВП-5,5*1 с выделением легкого и тяжелого продуктов. Основным требовани­ем к конструкции и настройкам СВП-5,5*1 является выделение отвальной по­роды в виде тяжелого продукта с выходом у>8% и зольностью Ad=76-77%. Лег­кий продукт с Ad<45 % является оптимальным обесшламленным исходным пи­танием отсадки (в перспективе - тяжело-средного обогащения) с минимальным коэффициентом образования шлама;

- мелкий отсев -6+0мм подвергается дополнительной классификации по классам 2,5-3,5 мм (эффективный размер определяется экспериментально на основе грансостава рядового угля) с направлением надрешетного продукта в сепаратор СВП-5,5*1 для формирования пседво-ожиженной постели, а подре-шетного продукта - в шламовый отсев для дальнейшего глубокого мокрого обогащения. Выведение из технологии сухого обогащения основного объема тонких пылеватых частиц позволит резко снизить пылеобразование в сепарато­ре СВП-5,5*1 и запыленность промплощадки МОК-СВП.

Целесообразны следующие изменения схемы цепи аппаратов для комплек­тации МОК-СВП:

- основным требованием к конструкции и настройкам является сепаратора СВП-5,5*1 должно быть максимальное выделение отвальной породы при обес­печении эффективного улавливания пыли и минимальной запыленности

МОК-СВП;

- дымосос ДН-17 (ДН-19), вентилятор ДНу-12,5 и циклон Ц-24 обязаны быть заменены идентичным (или аналогичным) оборудованием украинского производства;

- следует предусматривать секцию ручной углевыборки класса +100 мм;

- необходимо иметь секцию полуавтоматической углевыборки класса -100+50 мм на базе породовыборочной машины МПВ;

- предусмотреть секцию дополнительной классификации отсева на базе грохота с эластичной упруго-деформируемой поверхностью ГЭДП-52.

Выводы. Сравнительные испытания показали, что отечественный сепара­тор СВП-5,5*1 обеспечивает более высокие технологические показатели в бо­лее трудных условиях и имеет проверенную надежность работы.

Возможность перенастройки параметров СВП-5,5*1 в широких пределах позволяет оперативно управлять процессом разделения в зависимости от свойств поступающего сырья. Динамическая и кинематическая схема сепарато­ра СВП-5,5*1 обеспечивает более высокую разрыхленность постели, что спо­собствует улучшению селективности разделения концентратных и породных фракций.

Комплекс МОК-СВП может применяться для снижения зольности рядовых углей других марок, что следует рассматривать в качестве предварительного обогащения горной массы, результатом которого является существенное сни­жение зольности рядовых углей, поступающих на последующее глубокое мок­рое обогащение.

Список литературы

1. Оборудование для обогащения угля: Спр. пособие / Под ред Б.Ф. Братченко. - М.: Недра, 1979. - 335 с.

2. Применение вибрационных пневматических сепараторов веерного типа при обога­щении углей / Е.Е. Гарковенко, Е.И. Назимко, А.Н. Корчевский и др. // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. - 2011. - Вип. 45(86). - С. 66-70.

3. Гарковенко Є.Є., Корчевський О.М., Назимко О.І. Модульна установка переробки вуглевмісних матеріалів // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. - 2009. -Вип. 36(77)-37(78). - С. 17-22.

4. О.І. Nazymko et al. Simulation of the Coal and Rock Particle Interaction Kinetics During the Dry Separation / Nazymko O.I. , Garkovenko Е.Е., Corchevsky A.N., Nazymko V.V., Rozanov Y.A., Martyanov S.V. // Proceedings of XVI ICCP. - USA. - 2010. - Р. 581-586.

5. Сравнительные испытания вибрационных пневматических сепараторов веерного ти­па при обогащении углей / Е.Е. Гарковенко, Е.И. Назимко, А.Н. Корчевский и др. // Збага­чення корисних копалин: Наук.-техн. зб. - 2010. - Вып. 41(82)-42(83). - С. 169-175.

6. Исследование работы вибрационного пневматического сепаратора / Е.Е. Гарковенко, Е.И. Назимко, А.Н. Корчевский и др. // Збагачення корисних копалин: Наук. -техн. зб. - 2011. - Вип. 45(86). - С. 78-84.

© Корчевский А.Н., 2012

Надійшла до редколегії 27.07.2012 р. Рекомендовано до публікації д.т.н. О.І. Назимко

Збагачення корисних копалин, 2012. - Вип. 51(92)

Страницы:
1 


Похожие статьи

А Н Корчевскии - Исследование работы обогатительного комплекса на базе сепаратора свп-551 на различных углях

А Н Корчевскии - Влияние разрыхленности слоя материала на показатели пневматической сепарации лома цветных металлов