автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.08, диссертация на тему:Исследование и интенсификация процесса обогащения угля в трехпродкутовых тяжелосредных гидроциклонах

министерство топлива и энергетики российской федерации

Компле ка! ый и аучно-иссл едователь ск и Й и рроектно-. конструкторский институт обогащения теердых горючих ископаемых -ЙОТТ-

На правах рукописи {САЛА Б УХО В Михаил Леошщошп

УДК 6 22.760

ИССЛЕДОВАНИЕ И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ В ТРЕХЛРОДУКТОВЫХ ТЯЖЕЛОСРЕДНЫХ ГИДРОЦИКЛОНАХ

Специальность 05,15.08 'Обогащение полезных ископаемых"

Автореферат.

днссерташш на соискание ученой степени кандидата технических наук

Люберцы - 1992 год

/Л-

Работа вгаолнеНа р Комплексно!! научно-исслбдовательском и (фопктш-конструкторском институте обогащения ^'вердых горших и-копармкх (ИОТТ) Минтопэнерго России ; ' -

Научный руководитель: докт.техн.наук, профессор Н.Н.Виноградов.

Официальное оппоненты: ' докт.техн.наук, профессор В.В.Кармаэин канд.техн.наук Е.Г.Треской

1 / .- 1

Ведущее предприятие - 0$"Нерюнгринская"'

Защита диссертации состоится . в 10 часов

на заседании специализированного Совета К. 135.01.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Институте обогащения твердых горечих ископаемых (ИОТТ) по адресу: 140004, г.Лю-берцы~4 Московской обл., пос.ВУГИ, ИОТТ

С диссбфтацией можно ознакомиться в библиотеке института. Отзывы в двух окземплярах, заверенные гербовой печать» учреждения, просим направлять ученому секрётарп совета.

Автореферат разослан 3 нт^иашт.

Ученый секретарь специализированного' Совета В.А.0стрь1й

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В сеязи с созданием экологически чистых предприятий и повелением требований потребителей к качеству добываемого угля возросла необходимость развития прогрессист« методов его обогащения.

Для мелких и средних машинных классов наиболее эффективным является процесс разделения угля в тяжелосредннх гидроциклонах. В последние годи в мировой практике наибольшую популярность получили трехпродуктоЕые гидроциклонн. Это обусловлено сокращением затрат на оборудование и коммуникации по сравнению с трехпро,актовой технологической схемой о двухпродуктовыми гидроциклонами. При промышленной эксплуатации установлено, что в существующих конструкциях часть самых легких концэнтратннх фракций попадает из первой ступени во вторую и разгружается с промпродуктом в виде потерь.

В связи с этим актуальной задачей является разработка конструкции аппарата, позволяющей наиболее полно извлекать легкие фракции в концентрат.

Перспективнш направлением в решении поставленной задачи является создание специальной циркуляционной зоны для перечистки обогащаемого материала. Такую зону мо.тно получить путем усовершенствования форми разделительной камеры. Для определения оптимальной формы камеры и условий наиболее эффективного разделения материала необходимо провести специальные аналитические и экспериментальные исследования.

Работа выполнена з соответствии а тематическим планом IM0KP ИОТТ: тема Г» 1392547000 "Разработать и испытать тяделосредйьИ гидроциклон производительностью болео 200 т/ч с разработкой оптимальных технологических рзхшмов на 03 разреза "Нерюнгринский" (IS9Ir.) и тема Р I3I8I67000 "Разработка исходных требований и технических паданий на создение ощггннх образцов усовершенствованного гравитационного оборудования длл обогащения угляй различной крупностН' (IS3Ir.).

Целью работы является научкоо обоснование направлений интсн» с::фшсацкн процесса обогащения ¿тля в трзхпродуктових тгтаелосред-т.к гидроциклонах. В соответствии с еткм необходимо разработать

конструкцию аппарата, которая позволит сократить потери легких Фракций в промпродукте и увеличить выход концентрата.

Основная идея работ» заключается в создании зоны вторичного циркуляционного потока. Для этого в нижней части цилиндрической первой ступени имеется кольцевой уступ, который образует разгрузочную камеру меньшего диаметра перед входом во вторую ступень. За счет вихрей циркуляционного потока происходит разрыхление пристенного слоя обогащаемого материала и создаются условия длч перераспределения легких фракций из нисходящего в восходящий потоки. Это приводит к дополнительному извлечению концентрата в первой ступени трехпродуктового гидроциклона.

Методы исследовани.-.. При выполнении аналитических исследований использовались основные закономерности гидродинашки, сгущэ-ния суспензии и механизма разделения материалов в тяжелосрадлых гидроциклонах. Экспериментальные исследования проводились на специальном гидравлическом стенде, включающем манометры, расходоыет-рм и оборудование для измерения плотности суспензии,- В процессо технологических испытаний новых конструкций выполнялись ситовыо и фракционные анализы исходного питания и продуктов обогащения с определением зольности каждой фракции. Оценка достоверности полученных данных осуществлялась с помощью математического планирования эксперимента при использовании ЭШ.

Научная новизна:

- показано, что выход концентрата в тялелосродном гидроциклоне зависит от основных действующих сил: центробежной, выталкивающей и может быть увеличен за счет перечистки сгущенного продукта ;

- установлено, что для перечистки сгущенного продукта целесообразно использовать цилиндрический гидроциклон, в нижней части которого имеется кольцевой уступ, образующий разгрузочную камеру для перечищенного продукта;

- исследовано влияние ширины уступа на расход и сгущение суспензии в трехпродуктовом гидроциклонв и определена оптимальная его ширина.

Обоснованность и достоверность выводов и основных положений обеспечена современными методами аналитических и экспериментальных

исследований. Для математического описания экспериментальных данных применено ортогональное центрально-композиционное планирование второго порядка. Адекватность моделей оценивалась при 95^-ном уровне значимости по критерию Фишера. Полученныз математические модели и экспериментальные зависимости подтверждены результатами полупромышленных и промышленных испытаний аппаратов новой конструкции.

Научное значение работы заключается в:

- разработке направления интенсификации процесса обогащения угля в тшкелосрэдном гидроциклоне за счет перечистки сгущенного продукта и доизвлечения легких фракций в концентрат ;

- установлении зависимостей расхода и сгущения суспензии в трехпродуктовом гидроциклоне от ширины уступа, который предназначен для перечистки сгущенного продукта;

- определении ширины уступа, при которой происходит наиболее аффективное разделение обогащаемого материала.

Практическая ценность и реализация результатов работу'. По результатам проведенных исследований разработана конструкция трехпродуктового тяжелосредного гидроциклона с кольцевым уступом, на которую получено авторское свидетельство !? 1629103. Изготовлены полупромышленный гидроциклон ГТУ-350/250 и промышленный -ГТУ-900/630. Экспериментальные образцы новых гидроциклонов успешно прошли испытания на ОПОЗ "Киловская и 03"Нерюнгринская". Технологические опробования ГТУ-350/250 и ГТУ-900/630 выполнялись параллельно с традиционными аппаратами ГТ-350/250 и ГТ-710/500-1. Исследованиями установлено, что при обогащении угля с содержанием сме.-кных фракций от 40 до 70£ потерн концеитратд в новом гидроциклоне сокращаются приблизительно в два раза. За счет этого выход концентрата увеличивается на 1,5$, его зольность снижается на 0,2%. При этом один аппарат ГТУ-900/630 способен заменить по производительности два гидроциклона ГТ-710/500-1 (или ГТ-710/500),

Основные положения, вынесенные автором на защиту:

- математическое описание процесса разделения материала н тяжолосредном гидроциклона с учетом поречистки сгущенного продукта и доизвлечения легких фракций в концентрат ;

- интенсификация процесса разделения угля в тяяелосрецном гидроциклоне за счет создания дополнительного циркуляционного потока ;

- зависимости расхода и сгущения суспензии в трехпродукто-вом гидроциклоне от ширины уступа в первой ступени ;

- конструкция трехпродуктового гидроциклона с кольцевым уступом, позволяющая доизвлекать легкие фракции в концентрат.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на конференциях молодых ученга и специалистов в ИОТТ (г.Люберцы, 1985, 1988гг.), на годичных сессиях Ученого совета ИОТТ (1989, 1991гг.), на технических советах ОФ"Нерюнгринская" (г.Нерюнгри, 1990, 1991гг.), за васедшши сек ции "физико-механические проблемы обогащения и брикетирования угля" Ученого совета ИОТГ (1992г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 статей, получено одно авторское свидетельство и выпущено 9 научных отчетов. Все теоретические и экспериментальны;» исследова ния проведены автором самостоятельно. Полупрошшлентщ и промышленные испытания усовершенствованной конструкции трохпродуктовог тяжелосродного гидроциклона выполнены при личном участии автора.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и выводов, содержит 120 страниц манинописног текста, 26 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 125 ncitsiio-ваний и двух приложений, включающих теоретические расчеты уравно ний регрессии на ЭШ и акт промышленных испытаний тяжелосредного гидроциклона ГТУ-900/630.

СОСТОЯНИЕ Б0ПР0СЛ И ЗАДАЧИ ИССЩ0ВА1Ш

Среди современных методов обогащения мелких и средних машинных классов наиболее эффектишнм является процесс разделения угля в тяжелосреднкх гвдроциклонах. Из существующих двух- и трехпродук-товых конструкций наиболее технологичными являются последние, тол: как позволяют существенно сократить затраты на трзлепортныо ко;."!у-никацяи, оборудование и др. Однако в трохпродуктовых гидроциклоиах концентратные фракции не полностью выделявтея в первой ступени. Особенно при обогащении угля с большим содержанием смежных фракций значительная часть легких зерен попадает во вторуэт ступень, где разгружается с промлродуктом в виде потерь. Для устранения этого недостатка необходимо усоввршэнствовать конструкцню первой ступ с-Hit*

Изучению теории и практики разделения материалов в гидроциклонах посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных авторов: Ы.Г.Акопова, Н.Н.Виноградова, Л.С.Зарубина, М.Б.Ио-фа, В.Н.Коровина, В.П.Курбатова, А.Г.Лопатина, А.И.Поварова, В.И.Хайдакина, В.Н.Шохина, М.Дриссена, Г.Тарьяна и другие.

Однако в проведенных исследованиях недостаточно полно изучен механизм перечистки обогащаемого материала. Это затрудняет разработку направлений интенсификации процесса разделения угля в гидроциклонах.

Перспективные направлением в решении постаклзнной задачи является создание специальной циркуляционной зоны в области наибольшего сгущения суспензии. В плотных слоях суспензии, вблизи стенки аппарата, разделение обогащаемого материала практически не происходит.

Для интенсификации процесса разделения в пристенной части аппарата применяют различного рода рифленые поверхности, которые позволяют взрыхлять н перечищать обогащаемый материал. Однако до настоящего времени на выяснен механизм перераспределения материала из нисходящего в восходящий потоки и не установлена опрималь-нал конструкция таких устройств.

В связи с излононным сформулированы следующие основные направления исследований:

1. Проведение аналитических исследований механизма разделения угля в тяяолосрздном гидроциклоно.

2. Разработка направлений интенсификации процесса разделения материала в тяжолосредном гидроциклоне.

3. Проведение экспериментальных исследований по определению оптимальной конструкции устройства для перечистки сгущенного продукта.

4. Изучение влияния технологических и конструктивных параметров на эффективность разделения угля в трехпродуктовом гидроциклоне с уступом для перечистки сгущенного продукта.

5. Создание конструкции трехпродуктоЕого тгокалосродного гидроциклона с оптимальной формой кольцевого уступа.

6. Проведение полупромышленных и промштетп»х испытаний новой конструкции трехпродуктового гидроциклона в сравнении с традиционными аппаратами.

НАПРАВЛЕНИЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ В ТЯНЕЛОСРВДШ ЩЦРОЦИКЛОНЕ

Для повышения эффективности обогащения угля в тяжелосредннх гидроциклонах проведены аналитические исследования механизма разделения материала в существующих и предполагаемых конструкциях. Обобщив данные разных авторов по рассматриваемому вопросу, мы предложили математическую модель процесса разделения материала в первой ступени трехпродуктового гидроциклона с учетом механизма перечистки сгущенного продукта. В модели использованы основные закономерности теории разделения полезных ископаемых, разработанной д.т.н., проф. Виноградовым H.H.

Применительно к первой ступени трехпродуктового гидроциклона изучаемый вопрос рассматривался с позиции более полного выделения концентрата в виде конечного продукта. Согласно существующим представлениям, выделение концентрата в аппарате происходит под действием центробежной и выталкивающей силы. Для математического описания этого процесса предлагается дифференциальное уравнение второго порядка, которое выводится из уравнения необратимых переходных процессов:

где у - количество концентратных фракций в эоне разделения, Т доли ед.;

^ - коэффициент сопротивления движению внутреннего потока

обогащаемого материала; <£■ - средний диаметр частицы, мм; Пг - количество частиц;

СОц. - средняя окружная скорость суспензии, м/сек;

- средняя плотность суспензии, кг/м3;

Ш) - средняя окружная скорость зерна, м/сек;

- средняя плотность зерна, кг/м3;

С - радиус потока единичного слоя обогащаемого материала, мм;

градиент плотности суспензии в рабочем объеме

Л

л

2 гидроциклона.

р Я<р-'

~ и/с > (2)

м3.

- аффективная плотность разделения, кг/м' После соответствующих упрощений и преобразований уравнение (I) имеет решение, которое определяет выход концентрата в первой ступени трехпродуктового гидроциклона:

^^хл^' гг 1 ■ <»

где р - содержание легких фракций в исходном продукте, доли ед.;

/Т^с - содержание легких фракций в концентрате, доли ед. Дополнительное извлечение легких фракций в гидроциклоне происходит под воздействием вторичного циркуляционного потока в зоне высоких плотностей суспензии: Д

ж3а

(4)

гявУг02п>ах~ иаксимальний выход концентрата из сгущенного продукта, кг/м3;

V/ - коэффициент пропорциональности;

- плотность сгущенного продукта, кг/мэ;

- плотность легких фракций в сгущенном продукте, кг/м3.

Анализ уравнения (4) показывает, что выход концентрата в тя-

желосредном гидроциклоно в основном зависит от величины окружных скоростей суспензии и обогащаемого материала. Увеличить выход концентрата можно ва счет перечистки огненного продукта. Применительно к первой ступени трехпродуктового гидроциклона таким продуктом является пристенный поток обогащаемого материала перед входом во вторую ступень. За счет дополнительного извлечения легких фракций из этого потока возрастает выход концентрата.

В связи с изложениям перспективнш направлением повышения ■эффективности обогащения угля в тяжелосредном гидроциклоне является использование специальных устройств для перечистки обогащаемого материала в зоне высоких плотностей суспензии,

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ ПЕРЕЧИСШОГО УСТРОЙСТВА В ТЯЖЕЛОСРЕДНОМ ГИДРОЦИКЛОНЕ

Аналитические исследования позволили сформулировать основные направления по усовершенствованию конструкций тлт.елосредных гидроциклонов. В качестве перечистного устройства сгущенного продукта в нижней части цилиндрической ступени трехпродуктового аппарата установлен кольцевой уступ (рис.1). Конструктивно аппарат состоит из следующих основных узлов: входного патрубка I; разгрузочной камеры легкого продукта 2; сливного патрубка 3; разделительной камеры первой ступени 4; кольцевого уступа 5, образующего разгрузочную камеру; переходного патрубка б; разгрузочной камеры промпродукта 7; разделительной калы еры второй ступени 8; песковой насадки 9.

Для подтверждения принятых направлений на специальном стенде (рис.2) проведены экспериментальные исследования по изучению сгущения суспензии в зависимости от ширины кольцевого уступа. Принцип действия стенда заключается с следущем. Исходная суспензия приготавливается в емкости I и с помощью насоса 2 подается в напорный бак .3. Из напорного бака большая часть суспензии поступает в трехпродуктовый гидроциклон 4, где происходит разделение на три продукта: слив I ступени, слив 2 ступени, сгущенный 2 ступени. Каждый из продуктов поступает в мерные емкости 5. Давление на входе в первую и вторую ступени определяется манометрами б. Вторая часть суспензии из напорного бака 3 поступает в емкость исходной суспензии в виде перелива. При этом часть потока проходит через плотномер 7. Показания плотномера контролируются пикнометрическим методом.

Для определения оптимальной ширины уступа в нижней части цилиндрической первой ступени поочередно устанавливались кольцевые шайбы различного внутреннего диаметра.

Рис Л. Трехпродуктовый тяжелосредннЯ

гидроциклон с кольцевым уступом

На рпс.З представлены зависимости изменения плотности суспензии продуктов разделения от ширины уступа. В качестве начальных условий экспериментальных исследований были определены значения плотности продуктов разделения для гидроциклона традиционной конструкции с цилиндрической первой и цилиндроконической второй ступенями. Анализируя работу первой ступени, можно сказать,

что с увеличением ширины уступа до 0,1-0,2 радиуса аппарата плотность слива (I) возрастает, а плотность сгущенного продукта (2) снижается. Это происходит из-за разрыхления пристенного потока сгущенной суспензии и перераспределения твердой фазы из нисходящего в восходящий потоки. При дальнейшем увеличении ширины уступа плотность слива снижается, плотность сгущенного - возрастает. Это происходит за счет накопления твердой фазы суспензии в нижней части аппарата из-за возрастающего сопротивления нисходящему по- -току.

. Рис.2. Схема стенда для гидравлических нспшшшП тяжзлосредных гидроциклонов: I - емкость исходной суспензии; 2 - насос; 3 - напорный бак; 4 - трехпродуктовый гидроциклон; 5 - мерные емкости; 6 - манометры; 7 - плотномер

' Во второй ступени зависимость плотности слива (3) повторяет вид зависимости плотности сгущенного продукта первой ступени (2). При этом плотность сгущенного продукта второй ступени (4) падает

на всем диапазоне изменения. Это объясняется' увеличением сопротивления потоку суспензии церед входом во вторую ступень.

Рис.3. Изменение плотности суспензии в зависимости от ширины уступа

Для определения зависимости расхода суспензии от ширины уступа проведены опыты на суспензии различной плотности. При этом получена общая закономерность. Для первой ступени зависимость расхода повторяет вид зависимости плотности слива в первой ступени (рис.3). Для второй ступени от нуля до ширины уступа 0,4 радиуса аппарата расход суспензии стабилен, далее резко падает.

Таким образом, экспериментальна исследования подтверждают положительное воздействие дополнительного циркуляционного потока в зоне высоких плотностей суспензии. При этом определены оптималь-

ные размеры устройства, предназначенного дли перечистки обогащаемого материала. Таким устройством является кольцевой уступ, который расположен в шишей части цилиндрической первой ступени трехпродуктового гидроциклона и образует разрузочную камеру парад входом во вторую ступень. Оптимальный диаметр разгрузочной камеры равен 0,8-0,9 диаметра аппарата.

П0ЛУПР01,ПШЕННЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ГИДР0ЦИКЛ0Н0В С КОЛЬЦЕВЫМ УСТУПОМ

Полупромышленные испытания новой конструкции трехпродуктоьо-го гидроциклона проводились на тяжелосредном стенде 0ГК>5"Жилев-ская". В первой серии опытов определялась (эффективность работы новой конструкции в зависимости от основных технологических и конструктивных параметров: нагрузки по твердому, плотности исходной суспензии, содержания сметных фракций и ширины уступа.

■ В исследованиях использовались методы планирования эксперимента. Для математического описания полученных результатов применено ортогональное центрально-композиционное планирование второго порядка. Адекватность моделей оценивалась при 95^-ноы уровне значимости по критерию Фишера. Эффективность работы первой и второй ступеней аппарата определялась по м е ждун аро дн о ну показателю разделения Шрщ.

В результате исследований установлено, что наименьший значения срединного вероятного отклонения Ерт для экспериментального образца новой конструкции гидроциклона ГТУ-350/250 можно получить при минимальной нагрузке - 6 т/ч, минимальном содержании смежных фракций - 20$, плотности суспензии - 1350 кг/и5 и ширине уступа, образующего разгрузочную камеру, диаметром 0,8 диаметра аппарата.

Вторая серия опытов поставлена о целью сравнения эффективности обогащения угля в гидроциклонах традиционных и новой конструкций. В качестве традиционных использовались следующие аппараты: двухпродуктов^ цилиндроконический ГТ-350 и трехпродуктовый с цилиндрической первой и цилиндроконической второй ступенями ГТ-350/250.

В качестве исходного материала использовался уголь сверхтрудной обогатимости разреза "Нерюнгринский".

На рис.4 представлены кривые разделения для двухпро-дуктового и первых ступеней трехпродук-товых гидроциклонев. Анализ кривых показывает, что для новой конструкции все точки извлечения фракций плотностью менее 1400 кг/мэ лежат нияе этих точек традиционных аппаратов. Для цилинд-роконического гидроциклона кривая разделения (I) имеет аномальный изгиб п области самых низких плотностей. Это свидетельствует о сначителы:;г: потерях легких Фряпдий с тляелга продуктом. Такие потери характерны для углей с большим содержанием смежных фракций. Для гидроциклона с уступом пнд кривой (3) наиболее близок к идеальной кривой разделения.

По результата по-лупрои! таЛ'.чrríf к исследований подана заявка на

изобретение и получено авторское свидетельство I629I03.

На основании полученных данных разработан и изготовлен экспериментальны! образец гидроциклона с уступом ГТУ-900/630 производительностью 200 т/ч. Промышленные испытания нового аппарата

Í500 1SB3 17С0 Плотность, кГ/м!

то

Рис.4. Кривые разделения для полу-промттекных тяжелосредных гидроциклонов: 1 - двухпро-духтового ГТ-350 ;

2 - первой ступени трехпро-дуктопого ГТ-350/250;

3 - первой ступени трехпро-дуктового ГТУ-350/250

проводились на ОФ'Иерюнгринская". Для сравнения технологических показателей обогащения угля параллельно опробовался поток с двумя гидроциклонами ГТ-710Д00-1. Результаты сравнительных испытаний гидроциклонов ГТУ-900/630 и ГТ-710/500-1 представлены в табл.Х.

Таблица .1

Результаты промышленных испытаний гидроциклона с уступом ГТУ-900/630 на ОТ "Нерюлгринекая"

Показатели

Гидроц иклони

:ГТ-: (2 :по -7Ю/Ь0и-1 аппарата 100 т/ч) '•ш-уш/ьзи' :(1 аппарат :200 т/ч)

17,7 17,7-

1410 1415

45 35

69,6 71,1

9,8 9,6

1980 1995

60 63

24,1 22,7

25,6 27,4

6,3 6,2

74,8 74,7

Зольность исходного угля, %

I стадия Плотность разделения, кг/м3 Показатель эффе ктивнэсти кг/м3

Выход концентрата, % Зольность концентрата, %

П стадия Плотность разделения, кг/м8 < Показатель эффективности Ерш, кг/м3

Выход промпродукта, % Зольность промпродукта, % Выход отходов, % Зольность отходов, %

Из данных тобл.1 следует, что за счет усовершенствования конструкции первой ступени выход концентрата в гидроциклоно ГТУ-900/630 по сравнению с ГТ-710/500-1 увеличивается на 1,5?:, а его зольность снижается на 0,2$. При этом работа второй ступени но ухудшается. Показатель Ер,-а для вторых ступеней новой и традиционной конструкций составляет соответственно 63 и 60 кг/ма. Зольность отходов достаточно высока и составляет б первом случае 74,7%, во втором - 74,8$.

Таким образом, промышленные испытания подтверждают результаты аналитических, экспериментальных и полупромышленных исследований.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения одного гидроциклона ГТУ-900/630 на 03"Нершгринская" составляет 544,7 тыс. руб./год в ценах 1990г.

По результатам выполненных исследований разработаны исходные требования на создание опнгного образца трехпродуктового тяжело-средпого гидроциклона ГТУ-900/630.

ВЫВОДЫ

1. Анализ работы современных конструкций тяжелосредннх гид-рэцчнлонов показал, что в трехпродуктопых аппаратах часть кон-центрятных фракций попадает из первой ступени во вторую и теряется с промпродуктом.

3 связи с этим актуальной задачей является усовершенствованна конструкции аппарата с целью более полного извлечения легких фракций в концентрат.

2. Для научного обоснования направлений интенсификации процесса обогащения угля в тяяолосродных гидроциклонах выполнено математическое описание процесса разделения материала в центро-бгсшон потоке суспензии. При этом учитывается механизм перечистки пристенного продукта с цэлья донз течения легких фракций в концентрат. Для описания отого процесса предлагается дифференциальное урагнетю второго пордцка. Решение уравнения учитывает влияния оснопных действующих на обогащаемы'! материал сил: центробежной я ЕыгалкиваггдеГп Анализ полненного уравнения показал, что

выход концентрата в тят.елоерздном гидровдаклоне в основном зависит • от округа«« скоростей су.нензтш и зерен обогащаемого материала. Увеличить №'-:од концентрата котио при перечистке сгущенного продукта путем доизвлепения легких фракций в первой ступени аппарата за счет дополнительного циркуляционного потока.

3. Для разработки устройства, позволяющего перечищать обогащаемый материал, проведены экспериментальные исследования:

- установлено, что для перечистки пристенного продукта наиболее целесообразно использовать цилиндрический гидроциклон, в

нижней части которого имеется кольцевой уступ, -образующий разгрузочную камеру для перечищенного материала;

- исследовано влияние ширины уступа на расход и сгущение суспензии в трехпродуктовом гидроциклоне.

4. В процессе полупромышленных исследований установлено, что наилучшие показатели обогащения угля в трехпродуктовом гидроциклоне можно получить при ширине уступа, образующего разгрузочную камеру,диаметром 0,8-0,9 диаметра аппарата.

Потери концентрата в новой конструкции гидроциклона по сравнению с традиционными аппаратами сокращаются приблизительно в два раза. По результатам испытаний подана заявка на изображение и получено авторское свидетельство f,'J I629I03.

5. На основании данных полупромышленных исследований разработан и изготовлен экспериментальный образец гидроциклона с уступом ГТУ-900/630 производительностью 200 т/ч. Промшшэнные испытания на 05"Нерангринская" показали, что выход концентрата в гидроциклоне ГТУ-900/630 по' сравнению с двумя аппарата},ш ГТ-710/500-1 увеличивается на 1,5$ при снижении вольности на 0,2%.

6. Экономический аффект от внедрения одного аппарата ГТУ-900/630 на ОЗ'Иерюнгринская" составляет 544,7 тыс.руб./год в ценах 1990г.

7. В перспективе гидроциклоны с уступом могут успешно использоваться в технологиях обогащения коксующихся, энергетических углей и антрацитов по плотности от 1250 до 2460 кг/мЕ, а также для других полезных ископаемых.

8. По результатам выполненных исследований разработаны исходные требования на создание опытного образца трохпродуктового тяжелосредного гидроциклона с уступом ГТУ-900/630.

Опубликованные работы по темо диссецтапик

I. Калабухов Li.Л. Разработка и испытание гидроциклона повышенной производительности. - Обогащение и брикетирований угля: Реф.на картах/ЦНИЭИуголь. Bim.II, IS25.

ft. Власихин В.II., Смураго Э.В., Калабухов Li.Л. Освоенко обогащения коксующегося угля в трохпродуктовых тяжелосродных гидроциклонах на 0-2 разреза "Норзнгринский". Б кн.Проблемы обогащения и брикетирования угля. Люберцы: И0ТТ, 1997,с.50-.

ó. Калабухов Н.Л. Влияние форм}' разделительной камеры на. эффективности работы тяжелосредних гидроциклоноп. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции:'"Создание методов и средств,'снижающих потери горючий м&есы с отходами углеобогаще-» ния". И., 1988, с..26-31. ' ¡

•1¿ Калабухов М.Л., Поплявский D.B. Обогащение угля в тяжело-среднкх гидроциклонах на 0Í разреза "Нерюнгринский". Тезисы док-1 ладов Всесоюзной научно-технической конференции: "Создание мето- ' дов и средств, сникающих потери горючей иассг с отходами углеоб -разования". М., 1968,с.12?.

5. Калабухов М.Л. Анализ и перспективы разбития конструкций тяжело средних гидроциклонов. В кн.: Пробле«' обогащения и повышения техникб-экономического уровня углеобогащения. Люберцы! ЛОТТ, 1989г. • .

' б. Виноградов H.H., Коровин В.Н., Калабухов М.Л. Иссдрдорт-ние и разработка новой конструкции трехпродуктового тятело'-ргдно-го гидроциклона. - В кн.: Разработка перспективной техники il тех нологи'обогащения углей. Люберцы: i'üTT, 1989, е.47-51.

7. A.CJí I629I03. Аппарат для обогащения полезных нсаопяр-мых. Опубл.В.И.!? 7, 1991. /Авторы: Виноградов H.H., Кинпреепский В.А., Коровин В.Н., Калабухов М.Л., Таиров З.Х., Филатов D.H./

8. Коровин В.Н., Калабухов М.Л. Математическая модель разделения материала п тяжелосредиом гидроциклоне-Новой конструкции, ' Инф.сб.ЩИЭИуголь "Научно-технические постижения и передовой опыт-Ь угольной промышленности" - М., 1991, bmi.№ 7.

9. Калабухой Й.Л., Коровин В.Н. Промышленные испытания попой конструкции трехпродуктового тя*елосред}юГо гидроциклона. Инф.сб. ЦНКЭПуголъ "Научно-технические достижения и передовой опыт в угольной промнзяенноСтй" - М., 1991, 9.

.- Подписано в печать 03.11.92 ' ■, Заказ 933_Объем 1,0 уч.л._- Тдрад 100

Типография 0X0 ' Люберцы, 140004, Октябрьский просп.