МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ УССР

Украинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по обогащению и брикетированию углей

*У крНИИуглеобогащение"

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРОБОВАНИЮ И ИССЛЕДОВАНИЮ ШЛАМОВ

Лаборатория обезвоживания и водно - шламового хозяйства

г. Ворошиловград, 1971

11.

В - ширина водослива, м;

Н - высота уровня воды над сливным порогом, м;

2

^    - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек ;

Hi - высота водослива, м;

_ЛЛо

для треугольного водослива с углом выреза 90

Q = 3600-l,‘i-H^=50iiO H^, п³/ч,    16)

где Н - высота уровня воды над водосливом, м.

Величина Н в формулах (3), (4), (5) и (в) определяется как среднеарифметическое из 15-20 измерений, производимых как при максимальном уровне воды, так и при минимальном в различных точках сливного порога.

Оценка водно-шламовой схемы производится путем определения показателя К , представляющего собой отношение количества шлама, содержащегося в рядовом угле и образовавшегося в процессе обогащения, к количеству шлама, поступающего в процесс с рядовым углем, циркуляционной водой, вновь образовавшегося в процессе обогащения, и энергетического шлама, теряемого со сбросовыми водами, т.е.

К= -—- ,    (7)

⁺ H'Ur *

количество твердого в подрешетных водах и сливах классификаторов, т/ч;

количество твердого в циркуляционной воде, т/ч;

количество твердого, теряемого в виде шлама, т/ч.

Режим водно-шламового хозяйства считается нормальным в том случае, если значение показателя £С равно:

12.

для фабрик,    обогащающих    антрациты    К    >    0,35;

для фабрик,    обогащающих    коксовые угли    К    ^    0,45;

для фабрик,    обогащающих    газовые угли    К    0,50.

Если значение К меньше указанных величин, то на фабрике водно-шламовая схема не обеспечивает нормальной работы, что влечет за собой большой сброс шлама или чрезмерное загрязнение циркуляционной воды.

При опробовании исходного угля и продуктов обогащения для ситового и других анализов и установления распределения шлама по продуктам минимальный вес порции, в зависимости от крупности кусков, принимается:

Максимальный размер

кусков, мм 150 50- 150 25-50 < 25 < 1 Минимальный вес порции, кг 150 100 50 25 0,5 Число порций зависит от зольности опробуемого мате- риала: Зольность, % 10 10-20 > 20 Число порций 18 27 36

Пример. Опробовать водно-шламовую схему фабрики, обогащающей коксовые угли, и дать ее оценку.

Пробы отбираются в соответствии со схемой (рис, 4) в течение трех схем.

В результате отбора, разделки и анализов проб получают данные (табл. 1 и 2), на основании которых строится балансовая водно-шламовая схема 1рис. 5).

По данным табл. 1 определяем количество вновь образованного шлама за счет измельчения угля и размокания породы. Всего образовалось 8,9% шлама от рядового угля зольностью 12,3%.

Шлам крупностью менее 0,5 распределился следующим образом:

Примечание:

Первая цифра вторая - *³/нас (.поводе) Третья - ^м luOc (по пульпе) Четвертая ~ %

Рис. 5. Водно-шламовая схема Чумаковской ЦОФ

14.

Виды определений	о а к О		б у е м ы е
	! Рядовой ! уголь		! Крупный ! концентрат
Вес или объем порции	50	кг		50 кг
Количество порций, шт	27			18
Вес (объем )общей проб ы	1350	кг		900 кг
Выход классов крупности
в мм к продукту, к ис-
ходному и зольность, %
10-80	20,20	38,79	88,00	4,15	5,31
6-10	11,40	22,17	5,60	0,26	5,63
3-6	10,70	17,53	2,10	0.10	5,27
1-3	27,50	14,32	3,50	0,16	4,04
0,5 - 1	9,13	11,90	0,42	0,02	6,70
0,25-0,5	8,13	9,80	0,16	0,01	4,90
0,145 -0,25	1, 66	12,30	0,06	-	6,20
0,06-0,145	5, 31	6,30	0,09	0,01	17,40
- 0,06	5, 97	19,60	0,07	-	16,80
Итого	100,00	19,70	100,00	4,71	5,31
Влажность, %	5,26			7,50
Содержание твердого,г/л	-			-
Выход, т/ч	424,00		20,00
з Объем пульпы, м /ч	-			-
з Объем воды, м /ч	22,30			1,50

Содержание и зольность шлама крупностью менее 0,5 мм в продуктах обогащения, %    21,07    11,9    0,38    0,02    10,25

Таблица 1

продукты

;    I

J Флотоконцентрат ’ Промпродукт

25 кг    0,5    кг    25    кг

18 18 36 450 кг 9кг 900 кг

19,00	9,03	8,02	_	_	_	15,10	0,59	34,02
16,40	7,78	7,10	-	-	-	17,50	0,68	33,91
41,60	19,74	7,46	-	-	-	51,70	2,00	45,24
12,07	5,73	9,55	17,89	4,85	3,3	6,02	0,23	41,80
4,96	2,35	14,30	25,66	6,96	4,5	4,53	0,18	32,40
0,68	0,32	10,85	7,28	1,98	5,4	0,72	0,03	25,50
2,11	1,00	6,30	19,45	5,28	6,4	2,12	0,08	23,60
3,18	1,51	12,40	29,72	8,06	13,1	2,31	0,09	28,90
100,00	47,46	8,25	100,00	27,13	7,27	100,00	3,88	39,77
	9,95			28,20			7,30
201,20				115,00		16,50
	-			92,00			-
	20,00			32,40			1,20

10,93    5,18    12,00    82,11    22,28    8,15    9,68    0,38    29,00

Виды определений 1 Слив радиаль- ! Сгущенный ! ного сгустителя ! продукт ! ! воюонки Объем порции, л 1 1 Количество порций, шт. 15 15 Объем общей пробы, л 15 15 Содержание твердого,г/л 00 517 Выход твердого, т/ч 156 110 з Объем воды, м /ч 1610 130 Объем пульпы, м3/ч 1734,80 230 Влажность, % - - з Возврат в оборот, м /ч - - Ситовый состав, %: Выход. Зольность + 0,55 40,80 8,50 0,25-0,55 2,15 6.7 24,30 26,00 0,145 -0,25 1,51 5,4 2,58 26,60 0,06-0,145 17,76 4,8 8,46 18,80 -0,06 78,58 17,7 14,68 21,70

Итого 14,08    100,00    16,00

100,00

10.

Таблица 2

Слив гидроциклона ! ! j Сгущенный , 1гндроциклона j Фильтрат 1 1 1,0 15 15 15 15 15 15 230 450 34 9,4 4,1 10,3 33,5 5,7 264,9 41,0 9,0 303,1 - - - _ —

5,58	7,10	29,80	4,5	10,74	3,0
5,89	11,70	26,06	7,5	26,78	4.4
1.74	8,40	4,07	9,2	7,02	4,65
19,72	5,00	12,54	10,5	22г80	5,85
67,07	17,10	27,53	18,2	32,86	14,2
100,00	13,69	100,00	10,00	100,00	7,8

17,

1 г Слив наружных! ОТСТОЙНИКОВ j Хвосты флотации ! Подрешет-! Надрешет-! ный п/п ! ный п/п ! грохота ! грохота - 1,0 1 25 кг - 15 15 18 - 15 15 450 кг 4 36 175 1,1 10,3 1,0 1,0 277,9 280,2 5,0 0.4 278,5 288 5.7 1,1 - - - 28,8 207,8 - - - 0,75 38,2 0,52 44,7 7,43 48,8 91,30 58,3 10,87 15,75 22,91 45,00 6,15 57,00 19,75 57,35 40,32 70,43

100,00    57,20 100,00    55,25

Степень совершенства данной водно-шламовой схемы определяется коэффициентом К, равным

а_ зт_б2__-07

+ _Q    390,62+    156 + 10,3

if >с

т.е. данный режим водно-шламовой схемы обеспечивает относительно нормальную работу фабрики.

Дальнейшее совершенствование водно-шламовой схемы должно обеспечить снижение твердого в циркуляционной воде с 90 до 50 г/л за счет снижения содержания твердого в сгущенном продукте радиального сгустителя с 368 до 250 г/л. Это позволит весь шлам обогащать флотацией и избежать его сбросов в необогащенном виде в наружные отстойники.

2. Опробование продуктов радиального сгустителя

При определении общей эффективности и работы ра-

_ анального сгустителя достаточно опробовать исходное

питание, слив и сгущенный продукт с установлением содержания в них твердого и ситового состава.

К опробованию в этом случае предъявляются общепринятые требования - представительность проб. Отбор -:озс производится установленным порядком: места отбора обеспечивать безопасность и пересечение всего ютока приспособлениями необходимой емкости. Обычно применяется литровая кружка на длинной ручке.

Обработка шламов (улавливание, сгущение и обезвоживание) на углеобогатительных фабриках является одной из важных проблем, решение которой будет способствовать уменьшению потерь топлива с отходами и улучшению технологии обогащения углей.

Сложность этой проблемы обусловила необходимость тщательного контроля этих процессов и проведение исследований шламов.

Между тем опробование водно-шламового хозяйства и широкое исследование различных шламовых продуктов на многих фабриках осуществляются в недостаточной мере и часто по разным методикам. Это приводит к тому, что получаемые результаты не всегда могут быть сравнимы и обобщены.

В связи с этим в настоящей работе приведены негостированные методики по опробованию водно-шламового хозяйства, аппаратов, устройств и исследованию свойств различных шламов.

Методики рассмотрены, одобрены и рекомендованы Главуглеобогащением МУП УССР (протокол от 27 мая 1971 г.) для применения их при опробовании водношламовых схем и исследовании шламов.

Методики составили:    Т.Г.    ФОМЕНКО

В.С. БУТОВЕЦКИЙ Е.М. ПОГАРЦЕВА Л С. МЕЛЬНИКОВА

Редактор и ответственный за выпуск    А.М.КОТКИН

20.

Полученные при таком опробовании данные позволяют установить:

содержание твердого в продуктах;

распределение зерен различной крупности в продуктах;

выход продуктов классификации;

общую и удельную нагрузку на сгуститель;

граничный размер зерен классификации и эффективность осветления воды.

Содержание твердого в продуктах определяется путем опробования сгустителя по методике опробования водношламовой схемы.

Ситовый анализ продуктов осуществляется на стандартных ситах и позволяет судить о распределении зерен раз -личной крупности в различных продуктах.

Объемный выход сгущенного продукта и слива рассчитывается из условия баланса

₌ тл-л) , _0/в>

л -

-    содержание твердого в питании сгустителя,

-    содержание твердого в сгущенном, г/л;

-    содержание твердого в сливе, г/л.

Г« = —^ ~^Л) ■ °^А■ ^ИЛИ "°~^Г~ ■ < 9 )

По измеренной одним из водосливов объемной нагрузке Q на радиальный сгуститель определяем нагрузку по твердому (г

& ~ Д, т/ч.

4.

Стр.

П. МЕТОДИКИ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ    ШЛАМОВ    61

1.    Исследование гранулометрического состава

шлама.......... 61

2.    Определение    осаждаемости шламов .    .    75

3.    Определение    флокулируем ости шламов .    .    77

4.    Определение    фильтруемости шламов ...    79

5.    Определение    вязкости суспензий ....    82

6.    Определение предельного напряжения сдвига

суспензий.........84

7.    Определение набухания    шламов    ....    87

8.    Определение флокулирующей активности реагентов ..........91

Литература    ...... 100

1. МЕТОДИКИ ОПРОБОВАНИЯ ШЛАМОВ

Под опробованием понимается совокупность всех операций отбора и подготовки проб для производства химических, петрографоминералогических, ситовых, седименто-метрических, фракционных анализов, для определения свойств и характеристик шламов, определения количественных и качественных характеристик шламообразования

на фабриках и составления балансов водно-шламовых схем

1. Опробование водно-шламовой схемы фабрики

Для получения данных, характеризующих работу отдельных сгустительно-осветлительных и классифициру -ющих аппаратов и устройств и в целом всей водно-шламовой схемы, а также для ее оценки и разработки мероприятий по дальнейшему улучшению полученных показателей производится отбор проб от продуктов в таких местах схемы, чтобы возможно было составить качественно-количественные балансы как по отдельным процессам, так и всей схемы. Это значит, что в результате опробования должны быть получены данные, характеризующие не только продукты, поступающие в отдельные аппараты и устройства, но и продукты, получаемые после этих аппаратов и устройств.

Минимальный вес пробы по твердому, принимая максимальный размер частиц шлама 1 мм, составляет

f - 0,5 d² = 0,5 . I² = 0,5 кг,    11)

где d - максимальный размер частиц, мм.

6.

Порции в пробу отбираются в течение одной смены работы фабрики с интервалами между отбором в 30 мин., т.е. за смену необходимо отобрать 15 порций.

Минимальный вес порции по твердому равен

““Г-    =    33,6    ~    35 г.    (2 )

15

Объем порции в зависимости от содержания твердого в пульпе определяется по кривой 1 (рис. 1 ).

Объем пробы за рабочую смену равен объему порции, полученному по кривой 1 (рис. 1), умноженному на 15 (кривая 2 рис. 1).

Учитывая возможные колебания в изменениях режимов работы машин и непостоянство питания, опробование водно-шламового хозяйства фабрики производится в течение 3-х смен, в результате чего получают три среднесменные пробы. Каждая из этих трех проб подвергается дальнейшей обработке и анализу самостоятельно.

Полученные по трем пробам результаты позволяют более точно составить баланс по воде, твердому и другим показателям. Эти же пробы служат для производства ситового и других анализов.

Содержание твердого в 1л пульпы определяется путем отбора пробы объемом не менее 1 л, ее высушивания и взвешивания твердого остатка.

Определение расхода пульпы или технической воды производится, в зависимости от местных условий и мощности потока, двумя способами: отводом потока в специальную емкость объемом ^1,5 м³ за определенное время или расходомером.

Объемный метод применим для потоков, дебит которых не превышает 800 м³/ч, а метод измерения различными расходомерами применим для любых потоков.

Наиболее точный способ измерения - с помощью расходомеров с профилированной шелью (рис. 2).

7.

20    *>    60    80    юс    Ж    г/л Содержание т&ердого 6 опросЯемогг продукте

Рис. 1. Зависимость объема пробы от содержания твердого в опробуемом продукте.

1    -    объем    порции;

2    -    объем    пробы