Слайд 1СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК
МОДУЛЬ 7
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЕЙ В
ТЯЖЕЛЫХ СУСПЕНЗИЯХ
Лекция 1
СЕПАРАТОРЫ ДЛЯ ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ
Лозовая Светлана Юрьевна,
д.т.н., проф. кафедры механического оборудования
г. Белгород,
2011 г.
Слайд 2
СЕПАРАТОРЫ ДЛЯ ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ
Представляют собой ванны различной формы из листовой
стали, снабженные механизмами для управления и удаления продуктов обогащения, которые по конструкции разнообразны, но способны к непрерывному и полному удалению из ванны всплывших, утонувших и находящихся во взвешенном состоянии продуктов обогащения.
Д. Простота конструкции и имеют небольшое количество мало движущихся частей.
Н. Высокие требования к износоустойчивости металла, из которого изготовлены сепараторы.
Сепараторы для обогащения крупного угля должны:
-быть пригодны для обогащения углей в широких пределах крупности;
-обеспечивать возможность обогащения углей плотностью в пределах 1,3—2,0 г/см3;
-обеспечивать возможность обогащения самых различных углей;
-иметь высокую производительность.
Классификация:
1) по форме ванны сепаратора:
-глубокие (сепараторы с пирамидальной ванной и конусные);
-мелкие (корытные, барабанные и сепараторы с элеваторным колесом);
2) по числу выдаваемых продуктов:
-для разделения на два продукта;
-для разделения на три продукта;
Слайд 33) по принципу действия и типу ванны:
Слайд 54) по виду среды обогащения:
в суспензии; в псевдоожиженном слое (аэросуспензии) минеральных
частиц (смесь магнетита и песка или барита и песка);
5) по способу стабилизации суспензии:
- с неподвижной суспензией, устойчивость которой обеспечивается свойствами утяжелителя, слабым механическим перемешиванием;
-с вертикальным перемещением суспензии (восходящим, нисходящим);
-с горизонтальным перемещением суспензии;
-с комбинированным движением суспензии (в горизонтальном и вертикальном направлениях).
Форма ванны сепаратора определяется следующими факторами:
-необходимостью достижения максимальной стабильности суспензии;
-стремлением к максимальной производительности при уменьшении размеров;
-необходимостью использования механических приспособлений для удаления продуктов обогащения и для спокойного ввода угля в суспензию.
На производительность сепаратора влияет следующие факторы:
1. Подвижность обогащаемых частиц. Зависит от размера угля, количества фракций.
2. Скорость удаления продуктов обогащения.
3. Степень разрыхления угля в верхнем слое суспензии. Чем полнее разрыхление слоя угля, тем точнее разделение частиц, но меньше производительность
Слайд 6ГЛУБОКИЕ СЕПАРАТОРЫ
Используют для обогащения в минеральных суспензиях.
Сепараторы Де-Войса применяются для получения
двух продуктов концентрата и промпродукта, состоящего из смеси породы и сростков или чистой породы и концентрата в смеси со сростками.
Уголь направляют в верхнюю часть ванны. Всплывший продукт удаляется скребковым конвейером, расположенным почти по всей длине ванны. Конвейер двигается со скоростью от 150 до 200 мм/с и углублен на 150 мм ниже поверхности суспензии..
Отходы (смесь промпродукта и породы) погружаются в ванну и извлекаются элеватором. Концентрат перемещается скребковым конвейером по щелевидному ситу, на котором отделяется суспензия, возвращающаяся обратно в ванну. Затем концентрат сбрасывается на грохот, где прилипшие к поверхности угля частицы утяжелителя отмываются струей воды
Слайд 7Сепараторы Де-Войса применяются
Для одновременного получения трех продуктов обогащения (концентрата, сростков
и породы).
К ванне 1 двухпродуктового аппарата присоединена вертикальная труба 2, в которой образуется восходящий поток суспензии насосом 3, создающим циркуляцию суспензии между трубой и кожухом элеватора 4 для удаления породы. В результате образования восходящего вертикального потока плотность разделения в трубе 2 значительно повышается, поэтому промежуточный продукт,
спускающийся вместе с породой в коническую часть ванны, подхватывается соответственно отрегулированным восходящим потоком и выносится на поверхность суспензии, откуда удаляется скребковым конвейером 5. В ряде случаев восходящий поток в трубе 2 создается импеллером.
Слайд 8Сепаратор Тромпа предназначен для обогащения углей в неустойчивой суспензии с одновременным
получением трех продуктов.
В напорных бачках la, IIа, IIIa содержится суспензия возрастающей плотности. Напорные бачки создают горизонтальное движение суспензии. Подача суспензии из ванны в бачки производится аэролифтами или насосами.
Применяемая в таком процессе неустойчивая суспензия, состоящая из воды и крупноизмельченного утяжелителя высокой плотности, имеет следующие преимущества:
-сравнительно небольшая вязкость, позволяет снизить нижний предел крупности обогащаемого материала;
-утяжелитель легко извлекается из промывных вод;
-возможность одновременного получения в одном аппарате три продукта обогащения (концентрат, промежуточный продукт и породу).
Слайд 9Сепаратор СТС-1 состоит из ванны 1 с пирамидальной частью 2, на
раме 3. В ванне находится колесо 4 на приводных роликах 5. В нижнюю часть ванны подается суспензия, образующая восходящий поток, так же суспензия подается в торцевую часть через отверстия 6 и 7. Исходный уголь 13 мм через загрузочный желоб 8 поступает на лопасти 9 первой ступени лопастного колеса 4 . При вращении лопастного колеса уголь погружается в суспензию. Всплывшие частицы горизонтальным потоком разгружается в породный желоб.
Потонувшие частицы перемещаются лопастями колеса 4 по дну ванны в зону действия восходящего потока, частицы поднимаются над лопастями колеса и перемещаются в отделение с нисходящим потоком, где под действием собственного веса оседает между лопастями второй ступени колеса 4. Сюда же из пирамидальной части сепаратора поступают частицы промпродукта. При вращении колеса 4 осевший материал лопастями колеса второй ступени поднимается и разгружается в желоб для промпродукта.
Слайд 10МЕЛКИЕ СЕПАРАТОРЫ
Сепараторы корытного типа с приспособлениями для удаления продуктов обогащения, барабанные
сепараторы с подвижным и неподвижным внешним кожухом и сепараторы с элеваторным колесом.
Д. Можно устанавливать на место, ранее занимаемое породоотборной лентой, заменив ручную породовыборку механическим обогащением крупного угля; объем суспензии небольшой, что обеспечивает легкость изменения плотности суспензии; легкость регулирования процесса; стабильность циркуляции суспензии.
Сепаратор Е. А. Слепцова. Ванна сепаратора - деревянный ящик, дно которого имеет наклон под углом около 30°. Внутри ванны 1 установлен скребковый конвейер 2. Под верхней ветвью наклонной части конвейера, выдающей концентрат, располагается направляющая плоскость 3, по которой перемещается концентрат в желоб 4.
Слайд 11Суспензия при заливке перекрывает верхний край скребков верхней части конвейера. Материал
большей плотности, чем плотность суспензии, погружается и выносится из ванны нижней ветвью конвейера в желоб 5, а всплывший продукт выносится верхней ветвью.
Д. дно ванны очищается скребками конвейера, что удаляет утяжелитель;
удаление всплывшего и утонувшего продуктов производится одним конвейером; для обеспечения постоянства плотности суспензии достаточно движение жидкости от скребкового конвейера.
Сепараторы DSM
Ванна этого сепаратора снабжена бесконечной скребковой цепью, которая выносит легкий продукт в один конец сепаратора, а тяжелый — в другой. Обе звездочки цепи являются ведущими и синхронно связаны между собой. Для обогащения в сепараторе применяется устойчивая суспензия, приготовленная из глины или лёсса с водой.
Слайд 12Сепаратор ВУХИНа
Ванна с днищем, имеющим наклон в обе стороны. В ванне
перемещается скребковый конвейер 4 для ввода угля и удаления продуктов обогащения. Уголь загружается на верхнюю ветвь конвейера и вводится в суспензию. Под скребками в месте поступления угля уложено днище 2. Тяжелые продукты выпадают на нижнюю ветвь конвейера и удаляются через порог 1. Легкие продукты остаются между скребками и перемещаются по щелевидному ситу 3, отделяющему суспензию, а затем сбрасываются в желоб 6, куда попадает и слив суспензии через порог 5. Скорость потока суспензии 10—30 см/сек. Производительность сепаратора при ширине его 1500 мм составляет для класса 6—100 мм 35—40 т/ч. При увеличении нижнего предела крупности до 10 мм производительность достигает 70 т/ч.
Слайд 13Сепаратор Тромпа для разделения угля на два продукта представляет собой ванну,
состоящую из двух частей: для суспензии 1 и для поддержания нижней ветви пластинчатого конвейера 2,
снабженную верхним 3 и нижним 4 скребковым конвеерами. Уголь подается в сепаратор и расслаивается на две части: концентрат, удаляемый нижней ветвью конвейера 3, и отходы, удаляемые верхней частью конвейера 4 . Суспензия вводится в сепаратор вместе, указанном стрелками, а удаляется из сепаратора вместе с отходами.
Конструкция сепаратора обеспечивает движение продуктов обогащения по направлению движения рабочих ветвей конвейеров, что способствует более точному разделению угля по плотности и уменьшает износ цепей конвейеров, так как цепь в большей своей части перемещается вне суспензии.
Слайд 14Сепаратор «Дрюбой» состоит из ванны 1, образуемой двумя наклонными под углом
45° взаимно перпендикулярными стенками 2 и 3. Стенка 3 представляет собой обечайку, в которой на оси 4 вращается лопастное колесо 5. Лопастное колесо не тащит утонувший продукт по днищу, а выносит его лопастями 6, так что колесо работает без большого трения. Подшипники 7 и 8, в которых помещена ось лопастного колеса, защищены от суспензии.
Удаление всплывшего продукта производится потоком горизонтально движущейся суспензии, чему способствует поступательное перемещение цепей или шарнирно укрепленных пластин 9 при вращении шестигранного колеса 10.
Тяжелый продукт опускается, попадает в лопастное колесо и перемещается в верхнее положение, по достижении которого он выпадает через выпускное отверстие. Суспензия переливается через порог 11 и сито 12 и удаляется из ванны через выпускное отверстие.
Слайд 15Достоинства сепаратора «Дрюбой» являются:
-устройства для удаления продуктов обогащения, не вызывающее турбулентного
движения суспензии в зоне разделения;
-отсутствие трущихся деталей (шарнирных соединений и др.), находящихся в суспензии, что резко уменьшает износ механизмов сепаратора;
-отсутствие поломок при наличии инородных тел в обогащаемом угле, так как они быстро тонут и выносятся большими ячейками лопастного колеса.
Слайд 16Сепаратор с элеваторным колесом типа СК состоит из ванны 2, элеваторного
колеса 2, гребкового устройства 3 и привода 4. Нижняя часть корпуса имеет форму прямоугольника, к большей части которого примыкает обечайка элеваторного колеса. Корпус книзу суживается, переходя во входной патрубок. Суспензия поступает в корпус через боковой патрубок. Все узлы корпуса усилены ребрами жесткости. Поперек ванны установлено гребковое устройство, выполненное в виде шестигранного барабана с навешенными на нем цепями. Порода удаляется элеваторным колесом с перфорированным днищем для отделения суспензии от породы (куски до 300 мм, пр-ть до 400 т/час).
Слайд 17Сепаратор «Бауэр» с выносным вертикальным колесом состоит из ванны 1, выносного
колеса 2 с приводом 3, помещенного в неподвижном резервуаре 4, и опорной рамы 5, расположенной на верхней кромке ванны. В нижней части ванны имеется патрубок. Суспензия подается в ванну по трубопроводу 6, присоединенному к одной из ее стенок на уровне суспензии. Уголь поступает над этой же стенкой из загрузочного желоба 7
Всплывающий продукт удаляется через переливной порог на противоположной стороне ванны. Направляющие стенки 8, перпендикулярные плоскости колеса, препятствуют переливу суспензии из ванны в боковые полости между ванной и выносным колесом. Для обеспечения выгрузки крупнозернистого материала нижняя половина одной из этих стенок шарнирно подвешена на резиновой диафрагме (пр-ть до 400 т/час)..
Слайд 18Вертикальное выносное колесо состоит из цилиндрического кожуха 9 и двух кольцевых
дисков 10, соединенных поперечными перфорированными лопастями 11. Колесо установлено на четырех опорные роликах 12, попарно соединенных горизонтальными осями, укрепленными в подшипниках. Вращение первой пары роликов осуществляется через клиноременную передачу от электродвигателя 13 и передается другой паре роликов при помощи клиноременной передачи по другой стороне сепаратора. Сверху выносного колеса установлены нажимные ролики 14, горизонтальная ось которых вращается в подшипниках 15, расположенных на подвижной раме 16, один конец которой шарнирно соединен с опорной рамой, а другой прижимается вниз резиновой пружинящей прокладкой. Эта прокладка обеспечивает прижатие нажимных роликов к направляющим кольцам на торцах кольца. Внутри колеса между опорными роликами на раме укреплены стенки направляющего желоба 17 для разгрузки осевшего продукта, подхваченного лопастями колеса и сбрасываемого при верхнем положении лопастей.
Для разгрузки всплывшего концентрата большого размера на некоторых модификациях колесного сепаратора устанавливается вращающийся барабан с длинными пальцами или гребками для ускорения эвакуации всплывшего продукта.
Слайд 19Сепаратор «Теска» состоит из ванны 1, в которую по желобу поступает
обогащаемый уголь и через сопло 2 суспензия заданной плотности. Всплывший продукт удаляется потоком суспензии и вращающимся гребковым устройством 3 в желоб 4 со щелевидным ситом, через которое производится частичное отделение суспензии. Потонувший продукт разгружается с помощью вращающегося элеваторного колеса 5, установленного вертикально. В нем происходит также отделение суспензии и частичное обезвоживание продукта. Элеваторное колесо опирается на четыре ролика 6 и приводится в движение электродвигателем через редуктор и цепную передачу. Во избежание осевого сдвига в нижней части колеса установлены упорные ролики (куски до 1200 мм, пр-ть до 1000 т/час).
Слайд 20Колесный сепаратор «Диса» состоит из двух двухпродуктовых сепараторов, установленных рядом. Элеваторные
колеса имеют индивидуальные приводы, расположенные на шарнирных уравновешивающихся площадках. Исходный уголь поступает в ванну первой ступени и разделяется на два продукта: всплывший выгружается у кромки ванны гребковым устройством, а осевший — перфорированными ковшами вертикального элеваторного колеса. После отделения от суспензии продукт по специальному желобу направляется в ванну другого сепаратора. Таким образом, в двух отделниях уголь разделяется на три продукта по двум плотностям (куски до 250 мм, пр-ть до 400 т/час).
Слайд 21Сепаратор СКВ состоит из ванны 1, внутри которой вращается вертикальное колесо
2 с перфорированными лопастями 3, проходящими от одной торцовой стенки к другой.
Привод колеса осуществляется электродвигателем 4 через фрикционные ролики посредством зубчатой передачи, расположенной внутри колеса. Для транспортирования всплывшей фракции вдоль ванны сепаратора предусмотрено гребковое устройство 6. Потонувшая порода поднимается колесом и выгружается в породный желоб 7. Обогащаемый уголь поступает в желоб 5. Суспензия подается через трубу 8 (куски 300х300х600 мм, пр-ть до 380 т/час).
Слайд 22Сепаратор «Саймон-Карве». Ванна сепаратора имеет крестообразный вид и состоит из двух
дугообразных желобов, вмещающих нижние части вращающихся колес, расположенных под прямым углом друг к другу.
Одно колесо 1 предназначено для удаления всплывшего продукта, а второе 2, расположенное под первым, — для удаления утонувшего продукта. Каждое колесо поддерживается 4мя роликами 3. Колеса медленно вращаются с помощью зубчатых венцов.
Питатель установлен на высоте 1—1,2 м от уровня суспензии. Каждое колесо для удаления продуктов обогащения разделено на отсеки перегородками.
Синхронизация лопастного питателя с колесом для удаления всплывшего продукта позволяет осуществить процесс загрузки аппарата углем так, чтобы уголь из каждого отсека лопастного питателя попадал в один отсек колеса для удаления концентрата.
Слайд 23Суспензия вводится в ванну под лопастным питателем, а когда уголь вместе
с отсеком колеса для удаления концентрата погружается в суспензию, начинается его расслоение. Дальнейшее движение колеса для удаления концентрата происходит над колесом для удаления утонувшего продукта, в который выпадает порода, в то время как всплывший уголь перемещается угольным колесом к желобу 5, через который удаляется концентрат. Выпавшая порода удаляется колесом к соответствующему желобу 6, расположенному перпендикулярно желобу для удаления концентрата. Медленное движение колес достаточно для поддержания утяжелителя во взвешенном состоянии и стабилизации суспензии без применения восходящих потоков. Каждая из лопастей колеса покрыта слоем резины, что предохраняет их от износа.
Диаметр колеса для удаления концентрата равен 3600 мм, ширина его — 300 мм. Колесо вращается с окружной скоростью 150 мм/сек; второе колесо имеет диаметр 3000 мм, ширину 1200 мм и перемещается со скоростью 100 мм/сек. Это колесо предназначено для удаления утонувшего продукта (отходов). Такое различие в ширине колес объясняется необходимостью обеспечить полноту разделения на участке, равном ширине колеса для удаления породы.
Суспензия из ванны отводится изпод желоба для удаления продуктов обогащения, на которых установлены щелевидные сита.