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

Министерство угольной промышленности СССР

КЬмпленоный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт ойогащения твердых горючих ископаемых < И О Т Т )

На правах рукописи

МИХАЛЬЦЕВИЧ Владимир Викторович ■ " - УДК 622.766

ИССЛВДСВАНИБ И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ В ТЯЖЕДОСРЩИХ КОДЕСНЫХ СЕПАРАТОРАХ

Специальность 05.15.08 -"Обогащение полезных покопавши*

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г. Люберцы - 1991

Работа выполнена в Комплексном научно-исследовательском в проектно-конструкторском институте обогащения твердых горючих ископаемых (ИОТТ)

Научный руководитель; доктор технических наук, профессор Н.Н.Виноградов

Сфвдиалыщв оппоненты:

доктор технических наук В.П.Курбатов, кандидат технических наук Л.Ф.Истомин

Ведущее предприятие - институт Птромапуглеобогащение Минтяжэнергомаша.

Запита диссертации состоится " " июня 1991 г. в 10 часов на заседании специализированного совета К 135.01.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Институте обогащения твердых горючих ископаемых (ИОТТ) по адресуI 140004, г. Люйорцы-4, Московской обл., пое. ВУП1.

Автореферат разослан " мая 1991 г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института. Отзывы в двух экземпляре*, 'заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять ученсцу секретер» совета.

Ученый секретарь П // _

специализированного совета /я В.А.ОстриП

» » ч

г. ?..ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время увеличивается количество угля, разделяемого в тяжелосредних сепараторах на обогатительных фабриках ((Ф). Это обусловлено снижением качества добываемых утлей и повышением содержания в них смежных фракций,т.е. фракций, близких к плотности суспензии, что создает трудность их обогащения. Так на ряде месторождений, например,в Карат ал-■данском бассейне, содержание смежных фракций достигает 10£ и более.

к

Ддя обогащения крупных классов углей применяются в основном тяжелосредные сепараторы с вертикальным элеваторным колесом (СКВП20, СКВПЗ2-3^0 и СКВП32-500). Эти сепараторы обеспечивают достаточно высокие показатели обогащения при разделении углей с относительно низким (менее 10?) содержанием смежных фракций. Ухудшение качества угля снижает показатели его разделенияв этих сепараторах. Поэтому пра обогащении труднообогатимых углей по высокой плотности разделения получаются отходы, которые в ряде случаев не удовлетворяют предъявляемым требованиям.

Таким образом, актуальной является задача совершенствования конструкции тяаелосредных сепараторов для обогащения углей со значительным содержанием смежных фракций, в которых не снижается производительность а эффективность разделения.

Одним из перспективных направлений интенсификации обогащения крупного угля в тяжелосредных сепараторах является рационализация условий движения суспензии в ванне аппарата и созда-; гае оптимальных условий действия вторичных циркуляционных потоков. Это позволит повысить производительность сепаратора и улучшит качество продуктов обогащения.

Работа выполнена в соответствии о тематическим планом ВДОКР ИОТТ: тема 15 1318105000 "Исследовать и разработать методическое обоснование использования тяяелосредного оборудования большой единичной мощности для обогащения крупных и мелких углей" и теш й 1318167000 "Разработка исходных требований и технических заданий на создание опытных образцов усовершенствованного гравитационного оборудования для обогащения углей различной крупности". При участии автора выпущено пять научных отчетов.

Результаты диссертационных исследований рекомендуются автором к широкому использовашю на межотраслевом уровне,так как установлешше в работе закономерности разделения материала с большим содержанием см самих фракций являются общими и могут бить использованы При обогащении различных полезных ископаемых в минеральных суспензиях.

Целью работы является научное обоснование интенсификации процессов обогащения крупных классов угля в тяжолосредннх сепараторах (путем установки в ванне специального преобразователя потоков) и создания (на основании результатов аналитических я эксперимент алы гых исследований) усовершенствованной техники а технологии, обеспечивающих решение важной прикладной задачи -повышение качесгвснно-количесгвенншс показателей работы тяже-лосредных сепараторов при обогащении углей с высоким содержащем сможных фракций.

Основная идол работы заключалась в установке в средней части (по длине) вшпш тяжелосредного сепаратора специального преобразователя потоков с целью воздействия его на характер движения суспензии. При втом происходит образование вместо одного вторичного циркуллдаогаюго потока двух подобных потоков. Эти потоки, воздействуя на частицы сложных фракций,обеспечивают более точное юс разделение.

Методы исследования. При проведении аналитических иссле-довшаей процесса разделения угля в тяжслосредпых сепараторах использовались сооремешгые методы изучения обогатителышх процессов, гидродинамики аппарата и кинетики разделения. Для изучения особенностей движения юшкой среды в ванне сепаратора применялся стробоскопический метод с использованием фотосъемки. Обработка результатов экспериментальных исследований проводилась с помощью математических методов при использовании ЭВМ для обоснования адекватности полученных аналитических выражений.

Научная новизна:

- предложена уточненная физическая модель и дано математическое описание процесса разделения угля в ванпе сепаратора с учетом влияния частиц смежных фракций и действия вторичного циркуляционного потока. Математическое описание выполнено в виде дифференциальных уравнений первого и второго порядков;

3,

- показано, что процесс роэделашя материала в ванне сепаратора происходит в результате действия сил гравитационного поля и вторичного циркуляционного потока;

- установлена взаимосвязь между содержанием смежных фракций в исходном материале и выходом продукта, например, отходов, во времени для условий разделения под действием сил гравитационного поля;

- обоснована возможность интенсификации процесса разделения в минеральных суспензиях угля о большим содержанием смежных фракций за счет преобразований характера движения суспензии в ванне сепаратора и создания двух вторичных циркуляционных потоков..

Обосновашость и достоверность выводов и основных положений обеспечена применением современных методов аналитических и экспериментальных исследований, использованием математических методов обработки данных экспериментальных исследований и соответствием полученных результатов аналитическим викладкам. Сравнение аналитического уравнения и уравнения, полученного в результате обработки экспериментальных данных при разделении материала под действием гравитодиошщх сил, показало их адекватность с уровнем значимости Результаты полупромышленных и промышленных испытаний подтвердили обоснованность получешпа научных выводов и направления интенсификации процесса разделения углей в тяаелосредных сепараторах.

Научное значение работы заключается в:

- установлении зависимости выхода продуктов обогащения во времени от содержания смежных фракций при раэделешш в гравитационном пола;

- повышении эффективности разделения смежных фракций за счет действия вторичных циркуляционных потоков;

- определении оптимального положения преобразователя пото-1са по дайне вашш сепаратора.

Практическая ценность. В результате выполненных исследований разработаны ноше условия движения потоков суспензии в ванне сепаратора, основанные на усовершенствовании внутреннего устройства ванны. На конструкции сепаратора с новым внутренним устройством ванны получено авторское свидетельство № 1613164.

Сепаратор с преобразователем потока был испытан на 05 разреза . "ЧерниговсюЛ" концерна "Ку-эбассразреэуголь". Результаты испытаний показали, что в втом случае достигается снижение потерь концентратных фракций с отходами на 0,2% (абс)и уменьшается засорение концентрата породными фракциями на 0,3$(або).

Оснопные положения. вмесеннне автором на защиту:

- уточненная физическая модель и математическое описа!ше процесса разделения частиц, на примере отходов, в тяжелосред-ном сепараторе о учетом содержания смежных фракций под действием гравитационного поля и дополнительного разделения этих фракций во вторичном циркуляционном потоке;

- направление интенсификации процесса разделения угля о тяжелосредном сепараторе за счет преобразований характера движения потоков суспензии в ванне сепаратора;

- рациональное место расположения преобразователя потоков по длино ванны сепаратора;

- повышенно технологических показателей разделения материала в тяжелосредних сепараторах с новим внутренним устройством вшпш. . ~

Апробация работы. Основные положения а результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на отраслевых научно-технических конференциях молодых ученых в специалнстов-углеобогатителсй (Люберцы, 1997-1939 гг.), на Ш Годичной оессии Ученого совета ИСТГ (1990 г.), на заседании Ученого совета ИСГГТ (1990 г.), на научно-техническом совете ИОТТ (1990 г.) и на научно-техническом совете института Птромаш-углеобогаоение (1991 г.).

Публикации. Результаты работы изложены в 4 публикациях я пяти научно-исследовательских отчетах ИОТТ, а также в полученном авторском свидетельство.

Все теоретические и аксперимеоталыше исследования проведены автором самостоятельно. Промышленные испытания в разработка конструкции тяжелосредного сепаратора выполнен при личном участии автора.

Применительно к тяжелосредноку обогащению автором диссертационной работы предложена уточненная физическая модель, учитывающая особенности движения суспензии и разделения частиц в ванне оепаратора. Согласно этой модели разделение в минеральной суспензии обусловлено движением внутренних потоков материала. В результате этого движения система, состоящая из большого числа перемешанных ыевду собой частиц, переходит в конечное равновесное состоите с образованием по высоте ванны зон легкого и тяжелого продуктов. Меаду этими зонами расположена зона разделения.В зоне легкого продукта имеет место транспортный поток среда; в зоне разделения формируется вторичное циркуляционное течете. Направление вращения этого течения совпадает с вектором скорости транспортного потока.

Концентрация основной массы конечного продукта, например, породных частиц в зоне тяжелого продукта происходит под действием сил гравитационного поля. Дополнительное количество этих частиц вццеляется в зону тяжелого продукта в результате действия вторичного циркуляционного потока.

В общем случае выход какого-либо продукта Т будет равен:

Г = Г*+ГЦ , (I)

где Т ^ - выход продукта в результате действия сил гравитационного поля;

- выход продукта под воздействием вторичного циркуляционного потока.

Согласно физической модели, предложенной автором, выделение породных частиц в зону тяжелого продукта может быть описано уравнением второго порядка исходя из баланса энергия системы:

где - количество тяжелых фракций, находящихся в зоне раз-

деления в данный момент времени, доли единицы; . ^ - коэффициент сопротивления; 2 - средний диаметр частицы , м;

^р - средняя плотность тяжелых частиц, кг/м3; У - объем тяжелых частиц, м"*3; Уд - объем ванны сепаратора, м3} д - ускорение силы тяжести, м/с^ Оц - глубина ванны разделения, м; ^ - плотность разделения, кг/м3; д- - средняя конечная скорость тяжелой частицы, м/с.

Уравнение для выделения легкого продукта составляется по аналогичной методике и отличается от уравнения (2) содержанием и величиной плотности зерен.

После соответствующих прообразовать и упрощений уравнения (2) получаем его ревенио, которое описывает кинетику выделения тяжелого предмета в ванне тяжолосредного сепаратора:

-

где - коэффициент, учитывающий эффективность процесса раэ-пр деления, доли едшшш; /у - солержатю тядслих фракций в потонувшем продукте,

^ доли едшшцы; Р^ - содоржшшо тяжелых фракций в исходном угле, доли сдишиш;

^ - содержание смежных Фраюдь! в исходном угле, доли единицы.

В первом праближешш для определения величины % была продлокена линейная зависимость вида:

(О

где й^ - коэффициент пропорциональности.

Результаты последующа экспсриментаяышх исследовшаШ подтвердили справедливость сто го выражения.

Для опроделеш1я вели шиш было использовано положение,

согласно котороыу скорость выделения породных частиц в зону тяжелого продукта пропорциональна их содержанию, в зоне разделения тяжелого продукта, а также относительной скорости перемещения

этих частиц. Это может быть описано дифференциальными уравнениями вида:

А1к = - 7 т( Н +// г

ИТ

где Т^, - содержание тяжелой фракции в зоне разделения, ^ доли единицы;

Л - коэффициент пропорциональности ,1/и\ Ц 1 И^ - соответственно скорости нисходящей и восходящей составляющих вторичного циркуляциошюго потока, г цЛ>;

II - конечная скорость тяжелой частицы, ц/с; t - время, с.

В результате решения уравнений (5,6) суммарная величина определяется уравнением, описывающим разность количества породных частиц, перемещаемых нисходящей и восходящей ветвями вторичного циркуляционного потока;

где о ^ - выход породных частиц в зоне разделения, доли единицы.

Область применения этого уравнения ограничена условием:

Анализ полученного уравнения (3) показывает, что увеличение содержания смежных фракций приводит к уменьшению выхода конечного продукта - отходов при том же их . качестве и соответственно снижению эффективности разделения. Поэтому при существующей тенденции увеличения содержания смежных фракций в углях, поступающих на обогащение, необходимо пршшмать специальные меры, обеспечивающие дополнительное повышение эффективности при обогащении в минеральных суспензиях.

Из уравнения (7) следует, что вторичный циркуляционный поток способствует разделению смежных фракций. Таким образом, впервые показано, что вторичный циркуляционный поток оказывает положительное влияние на результаты разделения и способствует повышению эффективности процесса. Это обусловлено тем, что при-

ментально к выделению отходов обогащения нисходящей ветвью втого потока переносится в зону тяжелого продукта большее количество породюа частиц, чем восходящей ветвью в зону легкого продукта.

Результаты анализа показывают также, что при наличии одного вторичного циркуляционного потока не реализуется полностью дополнительный аффект разделения. Для поводенил эффективности разделения целесообразно преобразование одного вторичного циркуляционного потока в несколько подобных потоков. Реализация этого положения может бить осуществлена при условии установки сепаратора в вшше преобразователя потока, представляющего собой вертикальную перегородку» расположенную перпендикулярно движению транспортного потока суспензии.

ЭКСПЕВС,Ш1ТШШБ 1КХЖД0ВШ1Я ПРОЦЕССА РАЭДЕЛЙШ УГЛЯ В ТЯЖЕЯОСРЕДИШ СЕПАРАТОРЕ

Для подтверждения аналитических исследований была выполнены эксперименты на специально созданных автором стендах.

Кинетика выделения породных частиц в зону тяжелого продукта под действием гравитационных сил изучалась па стенде, представляющей собой периодически действувдую модель тядояоередного сепаратора (рис. I). По высоте вашш сепаратора бшш установлены споцзалыше отсокотола. Походный материал загрузился в Еорхгао часть вашш с помощь» питателя. В качество исходного материала использовались приготовлешшо навесил угля с содержащем смег-ннх фракций 4, 12, 20, 28£. В вашо создавался оосходяшй поток суспензии для поддерешнпя постоянной плотности. По пстсчетш определенного промежутка времени отсекателл вводилась в ванну, что обеспечило возможность анализа материала с различных вонах по высоте аппарата.

Результаты экспериментальных исследований аппроксимировались на персональной £Ш типа РС/АТ-286 с использованием метода наименьших квадратов.

Обработанные подобным образом данные экспертгантатышх исследований установили их адекватность результатам уравнения (3). Уровень значимости при втом составил 95$. Эти результат!! подтвердили предположение о линейной зависимости коэффициента % от

и.

содержания смежных фракций, уравнении (4) равно 0,15.

Экспериментальное значение Ду в

Рио.1. Огенд для изучения кинетшси разделения материала в минеральной суспензии: I-модель тяжелосредного сепаратора; 2-конус с фланцем; 3-отводной патрубок;

4-специальнне отсекатели;

5-патрубок; 6-колоснико-вая решетка; ?-кокух; 8-сливной патрубок; 9-мерная емкость; Ю-бак суспензии; Н-мешалка; 12-на-сос; 13-напорннй бак;

14-питатель исходного материала; 15,16-регулирую-щие емкости

/¿дЬ———

Еио тахге показано, что имеет место линейная зависимость г-е-чУ выходом породннх частиц в зону тяжелого продукта исодер-пялпем смешпи фршащЯ_(рис• 2)•

о ь б а а а г* а ¡г и

Сс&р*низе/

Рис. 2. Влияние содержания смежных фракций на выход отходов

Для изучения возникновения вторичных циркуляционных потоков' и их воздействия на движение частиц была создана из оргстекла модель непрерывно-действующего тяжелосредного сепаратора с прозрачными стенками. Для визуализации движения потоков среды был использован метод трассеров. Для этого в модель сепаратора подавались полистироловые частицы-трассеры сферической формы плотностью, равной плотности среды. Движение частиц фиксировалось с помощью стробоскопического метода регистрации. В качестве стробоскопа применялось устройство с импульсной осветительной лампой типа УШИ50, которая включалась 2 раза в секунду. В этот момент производилась фотосъемка положения частицы-трассера в ванне сепаратора.

Проведенные опыты подтвердили наличие вторичного циркуляционного потока в ванне сепаратора и возможности разделения его на два независимых потока за счет установки специального преобразователя.

Визуальные наблюдения показали, что при остром срезе верхней кромки преобразователя непосредственно перед ним и за ним образуются застойные зоны, препятствующие циркуляции частиц. Установка на верхней кромке специального обтекателя позволяет ликвидировать эти зоны.

Измерением скорости движения частиц-трассеров установлено, что максимальная величина скорости нисходящей ветви составляет величину, примерно равную 0,4 скорости транспортного потока, а максимальная величина скорости восходящей ветви на 2Ъ% меньше аналогичной скорости восходящей ветви.

Для определения влияния вторичных циркуляционных потоков на результат разделения в аппарат непрерывно подавались полистироловые частицы плотностью 0150 кг/м3 от плотной среды.

Результаты исследования действия циркуляционного потока на разделение частиц в сепараторах приведены в табл. I.

Исследования действия вторичных циркуляционных потоков на результаты разделения показали, что при установке преобразователя потока о обтекателем в верхней части уменьшается время разделения частиц на 15-20$ и повышается качество продуктов обогащения,

Это подтверждает сделанный ранее на основании аналитических исследований вывод о целесообразности создания двух вторичных циркуляционных потоков, вместо одного в существующих конструкциях тяжелосредних; сепараторов.

Таблица I

Влияние вторичного циркуляционного потока на разделение частиц

Количество про-|Необходимое врё—{Потери легких;Засорение тяже-образоватеяеи ¡мя разделешш ¡частиц в тя- ¡лнми частицами потока ;одной порции, с ¡желом продук-1 легкого гпюдук-__| те,% \ га, %

32 4 7

один 30

один с обтекателем 26 -

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ СЕПАРАТОРА С НОВЫМ ВНУТРЕННИМ устройства,1 ВАННЫ

Технологические испытания сепаратора с новым внутренним устройством ванны были выполнены в полупромышленных и промнилен-инх условиях.

а) Палупромшалетшо псгап-агшя

Полупромышленные исследования осуществлялись на Лилевской СПОФ на непрер1шгодЫ1ствующем аппарате, моделирующем конструкцию промышленных сепараторов. В качестве исходного сырья использовали угли ряда месторождений разл!гчной обогатимости.

Цсльо первой сепии опытов являлось определение оптималыго-го положения преобразователя потока tro длине ванны сепаратора.

В процессе проведения исследований преобразователь потока устанавливался на расстоянии в интервале 0,2-0,8 длины ваши от загрузочного устройства с иагом 0,1.

Результаты опытов показали, что наилучшие показатели в#ек-тявности обогащения материала достигаются при установке преобразователя потока в средней части ванны, то есть на расстоянии 0,5 длины ваши от загрузочного устройства. Одновремешю в этой серии опытов было изучено влиягае числа преобразователей потока па результаты обогащения. Выполнетше огагш позволили установить, что увмичение числа преобразователей потока более одного приводит к уменьшению скорости транспортного потока и снижению производительности сепаратора.

Во второй серии опытов было изучено влияние содержания смежных фракций в исходном угле на показатели обогащения в сепараторе стандартного типа и модернизированного сепаратора с преобразователем потока. Содержание смежных фракций менялось в пределах 2-16$.

Зависимость показателя эффективности от содержания смежных фракций приведена на рис. 3. Как видно из приведенных результатов, в сепараторе с новым внутренним устройством ванны увеличение содержания смежных фракций в меньшей степени снижает эффективность обогащения, чем в сепараторе с ванной стандартной конструкции. Установлено, что этот эффект наиболее существенен при содержании смежных фракций свыше 8$. Подобное содержание фракций характерно для значительной части углей, поступающих на обогащение, а также для углей предусмотренных к обогащению на вновь проектируемых ОФ.

\

2/Г

Ь,

- 4, >

1 * I в с а »

СоЗртаяи* сжялю ^сел^мй > %

№

Рио. 3. Эффективность обогащения углей с различным содержанием смежных фракции: 1-сепаратор с преобразователем потока: 2-сепа-ратор стандартной конструкции

В третьей серии опытов быиа определена производительность при ааданной эффективности процесса для сравниваемых типов сепараторов. Результаты этой серии представлены на рис. 4,

Вило показано, что установка преобразователя потока позволяет повысить производительность сепаратора на 15-25;?.

Результаты аналитических, лабораторных и полупромышленных испытаний были использованы для разработки сепаратора о усовер-

шенствованным внутренним устройством вашш. Принципиальная схема конструкций этого сепаратора, защищенная авторским свидетельством, приведена на рис. 5.

! i -----

и

jr 1 \

1 i

я а я и я а тр

Rio. 4. Зависимость между показателем афЬектив-ностн и производительностью: I-сепаратор с преобразователем потока; 2-сепа-ратор стандартной конструкции

СьГФПш!

S •

•fytltm tyc/чгим

Рис. 5. Принципиальная схема сепаратора с преобразователем потока (а.с. Л 1613164): 1-элевпторпое колесо; 2-прнвод элеваторного колеса; 3-вапла; З-випускное устройство: 5-перелквной порог; 6-преобразопатель потока; 7-труоопровод восходящего потока; 8-прлеиппс исходного материала; Э-карман транспортного потогл; Ю-опортае 1еаткл; И-рама

б) Промышленные испытания

Сравнительные промышленные испытания сепаратора с преобразователем потока и сепаратора с ванной стандартной конструкции типа СКШ32 были проведены на 05 разреза "Черниговский" концерна "Кузбассразрезуголь". С этой целы) один из двух параллельно работающих сепараторов был переоборудован установкой преобразователя потока. Это обеспечило получение достоверных сравнительных показателей при обогащении одинакового исходного угля в сепараторах о различным внутренним устройством ванны. Результаты промышленных: испытаний приведены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты истстаний сепаратора СКВП32

Показатели работы сепаратора СКВП32

¡Серийный Модернизиро-1 Разница (Сепаратор ванный сепа- в пока-»беэ преоо-1ратор с пре-!зателях, , разоват еля|образовате- | л потока {'лем потока {

Производительность, т/ч

Показатель Ер, кг/м3

Засорение концентрата, %

Потери концентрата, %

Суспензия:

плотность, кг/м3

объем подаваемой суспензии, мз/ч

450-500 35 1.3 0,5

1740 360

450-500 30 1,0 0,3

1740 360

-5 -0,3 -0,2

Приведенные результаты свидетельствуют, что в сепараторе с преобразователем потока были улучшены показатели разделения за счет снижения потерь частиц легких фракций в отходах обогащения и уменьшения засорения концентрата частицами тяжелых фракций.

Промышленные испытания подтвердили основные выводы аналитических исследований и данные экспериментальных и полупромш-ленных испытаний.

Утвержденный главным инженером разреза экономический эффект при применении модернизированного автором сепаратора преобразователем потока на ОФ разреза "Черниговский" составил В2,6 тис. руб.

На основании выполненных исследований автором разработано и утверждено Минуглепромом СССР техническое задание на опытный образец тяжелосредного сепаратора нового поколения СТК12. Изготовление и начало испытания втого сепаратора намечено на 1У кв. 1991 г.

Сепаратор СТК12 явится Головным в параметрическом ряду новых тяжелосредных аппаратов.

осноншв вывода

1. Анализ современного состояния техники и технологии процесса обогащения в тяжелосредных сепараторах показал, что в настоящее время на 05 о шахт и разрезов поступают угли о повышенны!! содержанием смежных фракций.

Это обуславливает снижение качества продуктов разделения. Поотоцу проведение исследований о целью интенсификации процесса обогащения крупных клаосов угля в минеральных оуспензиях пред» стовляэт собой актуальную задачу.

2. Для научного обоснования направления интенсификации обо-гезенкя утлой в тяжелосредных сепараторах авторш разработаны фпвичаокая и математическая мелели процесса разделения частиц

в ванне сепаратора. Для математического описания процеоса разделения попользованы дифференциальные уравнения первого и второго порядков. В решениях этих уравнений учтено влияние частиц смежных фракций и вторичных циркуляционных потоков на эффективность процесса разделения.

Анализ физической и математической моделей показал:

- изменение выхода конечного продукта, например, отходов во времени зависит линейно от содержания смежных фракций в исходном угле) с увеличением содержания смежных фракций выход ко- > ночного продукта уменьшается»

• вторичный циркуляционный поток способствует повшению эффективности обогащения угля за счет более точного разделения смежных фракций}

- перспективно преобразовать один вторичный циркуляционный поток в ваше сепаратора в два подобных потока.

3. Для проведения эксперименташшх исояедований были ис-* пользованы специальные стенды и методики изучения процессов.

Данные опытов были обработаны с помощью персональной ЭВМ типа I ВМ РС АТ-286 и подтвердили выводы аналитических выкладок, В результате проведенных экспериментов было установлено:

-наибольшая эффективность обогащения достигается при изив-нении внутреннего устройства ванны путем установки в ее средней части преобразователя потока}

- преобразователь потока способствует формированию двух вторичных циркуляционных течений, максимальная скорость ниохо« ддшей ветви каждого на этих потоков составляет величину пример« но равную 0,4 скорости транспортного потока, а максимальная око« рость восходящей ветви меньше на 25$ аналогичной скорости ниохо-дящей ветви. Время пребывания смежных зерен в ванне с преобразователем потока на 15-20$ меньше, чем в конструкции ванны стан-, дартного сепаратора.

4. Полупромышленные испытания тяжелосредного сепаратора показали, что в тяжелосредноы сепараторе о преобразователей потока величина показателя эффективности Ер в меньшей степени зависит от содержания смежных фракций, чем в сепараторах стандартной конструкции.

5. В соответствии с результатами исследований разработана конструкция тякэлооредного сепаратора СТК12 с новым внутренним устройством ванны, в которой расположен преобразователь потока, выполненный в виде вертикальной перегородки, установленной перпендикулярно транспортному потоку суспензии, и разделяющий ванну на две части. На конструкцию сепаратора получено авторское свидетельство # 16Е3164.

6. Результаты промышленных технологических испытаний работы сепаратора СКБП32 на Оф разреза "Нерниговский" концерна. "Кузбассразрезуголь" подтвердили выводы аналитических, экспериментальных и полупромышленных исследований. При обогащении угля в сепараторе о новым внутренним устройстве»,1 ванны достигнуто снижение потерь концентратных фракций с отходами на 0,2% (або),

уменьшено васорепие породными фракциями концентрата на 0,3#(абс) по сравнения о сепаратором без преобразователя потока.

7. Ожидаемый экономический эффект от внедрения тяжелосред-ного сепаратора о новым внутренним устройством ванны составляет 82,6 тнс. руб.

8. Рекомендации, подученные на основании проведенных исследований, были использовали при разработке технического задания на создание опытного образца сепаратора нового поколения СШ2.

Техническое задание на разработку сепаратора СТК12 утверждено Минуглепромом СССР в мае 1990 г.

В 1У кв. 1991 г. будет изготовлен опытный образец сепаратора и начато его промышленное испытание.

1. Исследование и создание новых тяжелосредннх сепараторов высокой единичной мощности / И.А.Доброхотова, Л.С.Зарубин, Б.ВЛ.Ьоса^льцевич // Обогащение и брикетирование угля. - М.: ЦШЕИугаль, 1983. - * 4. - С. 4-5.

2. Влияние обогатимости угля а режимов тякелосредной сепарации на вШотивность процесса разделения / В.В.Михальцевич // Тезисы докл. Всесоюэ. научн.-техн. конференции "Создание методов н средств, снижающих потеря горючей массы с отходами углеобогащения.- 19-23 апр. 1988. - М.: ИОТТ, 1988. - С. 106-112.

3. Мнхапьцсвич В.В. Изучение механизма воздействия внутреннего циркуляционного потока в канальных сепараторах на разделение материала по плотности // Перспективные направления научных исследовали:! по развитию обогащения углей: Сб. научн. тр. / ИОГТ. - Люберцы, 1990. - С. 39-45.

4. Виноградов Н.Н., Волков Л.Л., ГИлхальцевич В.В. Особенности кинетики разделения крупного угля в могнетитовой суспензии // Перспективные направления научных исследований по развитию обогащения углей: Сб. научи, тр. / ИОТТ. - Люберцы, 1990. -С. 45-53.

5. А.с. № 1613164 В 03 В 5/42. Тллелосредоый сепаратор / Н.Н.Виноградов, В.А.КгшареепсгшЙ, В.В.Михальцевпч, И.А.Доброхотова, А.А.Бочаров, В.И.ЯЬвипк: ИОТТ. - 1990. - Б.И. № 46.

(публикованные работы по теме диссертации