Министерство угольной промышленности СССР

Комплексный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых "ИОТТ"

Украинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по обогащению и брикетированию угля "УкрНИИуглеобогащение"

Ворошиловградский филиал института 'Типроуглеавтомати з алия "

УТВЕРЖДЕНО

Начальником Технологического управления по обогащению углей Минуглепрома СССР

А.И.Сипотенко

21 декабря 1987 г.

РЕКОМЕНДАЦИИ

по технологическим схемам и параметрам обогащения крупного и мелкого угля в магнетитовых суспензиях

Москва

1988

Ковдорский ГОК    - 13 руб. 00    коп.

Азербайджанский ГОК    - 14 руб. 30 коп.

1.2. Гранулометрический состав.

В СССР до настоящего времени существует классификация магнетитовых утяжелителей по трем классам крупности с разделением на три сорта:

Класс, ыкм	Выход классов, %: К (крупный) М (мелкий)		Т (тонкий)
4-150	2-10	2-10	0-5
-40	40-50	50-60	60-75
-20	3-10	10-25	25-35

Магнетитовые концентраты сортов М и Т рекомендуются для двухпродуктовых гидроциклонов и трехпродуктовых сепараторов, однако они широко используются и для двухпродуктовых сепараторов. В двухпродуктовых сепараторах может быть применен и сорт К при некотором увеличении восходящего потока. Дхя трех-продуктовых каскадных гмдроцикдонод этот сорт является предпочтительным, т.к. он обеспечивает наибольшую разность плотностей разделения между первой и второй секциями гидроцмклока.

Гранулометрический состав м&гнетитовых концентратов, получаемых с ГОК" о в - поставщиков утяжелителя, предстаиен в табл.1.1.

Для объективной оценки гранулометрического состава утяжелителей рекомендуется один обобщенный показатель. Таким показателем может служить средний размер зерна, определяемый по формуле:

d_cp =    >    «.»

Таблица IЛ

Гранулометрический состав магнетитовых концентратов--утяжелителей суспензии

Класс,	!	Горно-обогатительные комбинаты
мкм	! Южный	!Соколовско-!Коршунов-		*!Ковдор-	!Азербайд-
	!	,Сарбайский !ский i ■		! ский (	|Жанский
		Выход классов, %:
+500	-	-	-	1,3	2,8
250-500	0,7	5,8	2,0	2,7	6,7
150-250	I.I	2,0	И.4	11,5	2,2
74-150	9,3	5,9	24,3	51,5	32,8
40-74	29,1	19,3	9,4	18,7	32,6
20-40	38,2	41,7	36,0	11,3	20,7
-20	21,6	25,3	16,9	3,0	2,2
+150	1.8	7,8	13,4	15,5	и,7
-40	59,8	67,0	52,9	14,3	22,9
-20	21,6	25,3	16,9	3,0	2,2
Сорт	Т	Т	М(К)	К	К

где di - средний размер зерна узкого класса крупности;

- выход узкого класса крупности.

Средний размер зерна (в мкм) для магнетитовых концентратов перечисленных выше Г0К"ов в соответствии с табл.IЛ составляет:

Южный    -    45

Соколовско-Сарбайский -    58

Коршуновский    -    74

Ковдорсжий    -    115

Азербайджанский    -    112

II-

Минимальный средний размер зерна имеют магнетитовые концентраты Вкного и Соколовско-Сарбайского ГОК ов, к промежуточной крупности относится магнетит Коршуновского Г0К»а, максимальный средний размер зерна имеют утяжелители Ковдорского и Азербайджанского ГОК’ов.

Гранулометрический состав для частиц крупностью более 40 мкм определяется промывкой водой на стандартных ситах (40,

74, 100, 250, 500 мкм). Высушенные продукты рекомендуется подсевать на тех же ситах и присоединять к соответствующим классам. Гранулометрический состав класса С-40 мкм определяется седиментационным анализом (метод Сабанина, фотоседиментометр и др. приборы), с выделением классов менее 10, 10-20 и 20-40 мкм.

у)

1.3. Плотность и насыпная масса*'

Плотность магнетитового утяжелителя определяется пикнометрическим способом в лабораторных условиях.

Для быстрого определения плотности в производственных условиях при контрольных измерениях параметров партии поступившего на фабрику магнетита пользуются следующим спйсобоы: пробу магнетита массой - 0,5 кг помещают в цилиндр емкостью 0,5 л и заливают водой. Производят взвешивание сухого цилиндра без навески (масса Pj кг), цилиндра с навеской (масса Pg кг), цилиндра с навеской и водой до метки (масса Р3 кг), кроме того, взвешивается цилиндр без навески, заполненный до метки водой (масса Р^ кг).

Плотность магнетитового утяжелителя ( f ) определяется по формуле:

(Ро-Рт) *1000    .    о

Р г-2U- кг/м*³

^Уп (P₄-Pi>-(^p3 - Р₂>

Пример:

Pj * 0,315 кг; ?2 ^s 0,815 кг;

Р3 = 1,204 кг; Р₄ = 0,815 кг

Митрофанов С.И. Барский JI.A., Самыгин В.Д. Исследование полезных ископаемых на обогатимость. Л.: Недра, 1974 -352 с.

(0,815-0,315)-1000    ,    _{4М0    кг/и}3

(0,8I5-0,3I5)-(I,204-0,815)

В НОТТ были определены плотность и насыпная масса проб магнетитовых концентратов. Для всех Г0К»ов - поставщиков утяжелителя получены следующие значения плотности и насыпной массы, (кг/м^);

Окного    -    4330,    206G

Соколовско-Сарбайского    -    4680,    2550

Коршуновского    -    4355,    2570

Ковдорского    -    4560,    2630

Азербайджанского    -    4560,    2170

Средняя величина плотности, которой можно пользоваться при расчетах, 4500 кг/м**. Средняя величина насыпной массы -2400 кг/м³.

1.4. Магнитные свойства и содержание магнитных фракций

Шагнетитовые концентраты, получаемые на ГОК*ах после многостадийного измельчения и магнитного обогащения, обладают ярко выраженными магнитными свойствами. Магнитные свойства магкетитовых утяжелителей характеризуются величиной условной магьятной проницаемости JI^c измеряемой в долях единицы от значения магнитной проницаемости эталонной пробы чистого магнетита, для которой fit = I.

Магнитная проницаемость - физическая величина, характеризующая магнитную индукцию, т.е. результирующее магнитное поле при воздействии внешнего магнитного поля. Условная магнитная проницаемость измеряется компаратором, состоящим из моста переменного тока с катушками индуктивности и показывающего гальванометра. Магнетитовый концентрат считается пригодным к использованию в качестве утяжелителя, если для него ^<^0,7, а содержание магнитных фракций составляет более 90%.

- 13 -

Определение содержания магнитных фракций производится с помощью магнитного анализатора типа МА конструкции Гипромаш-углеобогащение (рис.1.1) или ручными магнитами.

Техническая характеристика магнитного анализатора типа МА

Масса пробы, г	до 100
Мощность магнитов, Вт	130
Напряжение тока в сети, В	127/220
Напряжение тока в обмотках, В Габаритные размеры, мм:	36
длина	480
ширина	250
высота	525
Масса, кг	60

Прибор удобен и надежен в эксплуатации. Позволяет определять содержание магнитной фракции в пульпах и порошках.

При отсутствии магнитного анализатора для приближенных определений используется постоянный магнит со съемным диамагнитным чехлом. Отделение магнитных фракций производится магнитом в ручную в фарфоровых чашках из проб массой 50-100 г с многократной перечисткой, пока вода в пульпе не станет прозрачной.

При измерении ^ус берется проба магнитной фракции, выделенной с помощью магнитного анализатора.

Магнитные свойства магнетитовых концентратов и содержание в них магнитных фракций для упоминавшихся выше ГОК"ов приведены в табл.1.2.

Таблица 1.2

Магнитные свойства и содержание магнитных фракций в магнетитовых концентратах

Схема магнитного анализатора типа МА

1,2 - магнитная система: 3-воронка; 4 - рама; 5 - патрубок перелива; 6 - выцускной патрубок рис.1.1

-15-

"Рекомендации по технологически* схемам и параметрам обогащения крупного и мелкого угля в магнетлтовых суспензиях" разработаны на основе обобщения последних данных по технолога:,оборудованию,параметрам автоматизации,пуску.наладке и эксплуатации процесса на действующих предприятиях.

В работе приведены данные по характеристике магнети-товых утяжелителей,применяемых на фабриках Минуглепрома СССР, а также сформулированы требования у их пригодности. Технологические схемы охватывают подготовку угля,собственно обогащение .обработку продуктов обогащения,регенерацию суспензии, приводятся характеристики основного и вспомогательного оборудован ия,применяемого в цикле тяжелосредного обогащения крупного и мелкого угля,основные параметры для расчёта технологических схем. Специальные разделы посвящены современным отечественным средствам автоматизации,а также пуску.наладке и эксплуатации тяжелосредных комплексов.

"Рекомендации по технологическим схемам и параметрам обогащения крупного и мелкого угля в магнетитовых суспензиях" предназначены для специалистов-обогатителей.работаших на предприятиях по обогащению углей в минеральных суспензиях,в научно-исследовательских к проектно-конструкторских организациях.

К.С.: ТЯШОСРЕЛНОЕ ОБОГАЩЕНИЕ,МАПШГИГОВЬИ УТЯШИТЕЛЬ, СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ,ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ, АВТОМАТИЗАЦИЯ, ПУСК .НАЛАДКА, ЖСПЛУАТАЩЯ.

- 2 -

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ......................................... ⁷

1.    Характеристик* магнетмтовых утяжелителей и расчет основных параметров суспензий ............

о

1.1.    Перечень ГОК"ов -поставщиков утяжелителей ...

ТЛ

1.2.    Гранулометрический состав ...................

1.3.    Плотность и насыпная масса.................. ^

1.4.    Магнитннс свойства и содержание магнитных

фракций..................................... 13

1.5.    Твердость, истираемость ..................... 16

1.6.    Реологические параметры суспензии; нормы содержания алама.............................. 16

1.7.    Устойчивость суспензии...................... 21

1.6. Расчет основных параметров суспензий....... 26

1.9.    Расход утяжелителя и пути его снижения......    31

1.10.    Улучшение свойств суспензий....... 35

2.    Схемы технологического процесса #богащения крупного и мелкого угля в магнетитовой суспензии ... 39

2Л. Выбор структуры технологической схемы тяжело-

средного обогащения угля .......... 39

2.2.    Условные обозначения основного и вспомогательного оборудования тяжелосредных комплексов ... 39

2.3.    Технологические схемы обогащения крупного

угля..........................................39

2.3.1.    Схемы подготовки угля ...................... 40

2.3.2.    Схемы обогащения с разделением на два продукта ...................................... 46

2.3.3.    Схемы обогащения с разделением на три

продукта .................... ......... 47

2.4.    Технологические схемы обогащения мелкого угля

2.4.1.    Схемы подготовки угля ......................

2.4.2.    Схемы обогащения мелкого угля в тяжелосредних гидроциклонах ..........................

2.4.3.    Схемы отделения суспензии и магнетита, промывки и обезвоживания продуктов обогащения...

2.5.    Технологические схемы регенерации суспензии...

2.5.1.    Схема регенерации суспензии в одну стадию...

2.5.2.    Схема регенерации суспензии в две стадии....

2.5.3.    Схема раздельной регенерации суспензии .....

2.6.    Приготовкение магнетитовой суспензии ••••••••

3.    Оборудование, применяемое для обогащения угля

в тяжелых средах.............................

3.1.    Сепараторы для обогащения крупного угля.......

3.2.    Оборудование ддя обогащения мелкого угля......

3.3.    Сепараторы ддя регенерацмк суспензия ..........

3.4.    Вспомогательное оборудование..................

3.5.    Брызгалькые устройства........................

3.6.    Насосы для перекачки суспензий ................

4.    Ос но иные показатели для расчета технологических схем обогащаем угля в магнетитовой суспензии ...

4.1.    Подготовка ..................................

4.1.1.    Классификация угм сухая и мокрая. Обеснлам-

ливанме угля ................................

4.2. Обогащение крупного угля ......................

4.2.1.    Кр/упность иашишых классов .................

4.2.2.    Нагрузка на тяхалосредкые сепараторы........

4.2.3.    Показатели тешюлогии .......................

4.3.    Обогащение мелкого угля.......................

4.3Л. Крупность мышиных классов...................

4.3.2.    Нагрузка на тяжел осредные гидр отклони.......

4.3.3.    Показатели технологии ........................

4.4.    Промывка и обезвоживание продуктов обогащения...

4.5.    Регенерация нагнетитовой суспензии .............

4.5.1.    Основные технологические задачи регенерации...

4.5.2.    Расчет количества и состава разбавленной суспензии .......................................

4.6.    Эффективность обогащения угля в нагнетктовой

суспензии......................................

5. Автоматизация процесса обогащения угля в магнетя-товой суспензии ..................................

5.1.    Комплекс аппаратуры автоматизация тяжелосредных

установок РУТА .................................

5.2.    Комплекс аппаратов автоматизации тяжелосредных

установок KA17-I ...............................

5.3.    Средства яитоматизада процесса тяжелосредного

обогащения .....................................

5.4. Монтащ, наладка ж эксплуатацкя средств автомати-

...............................................

5.4.1. Установка пультов управлении комплекса ШУ-1    172

5.4.2. Монтаж пермферкЯных устройств хошхекса КАТУ-1 173

5.4.3 Монтаж технических емкостей и устройств, не

•ходящих в состав комплекса КАТУ-1............ Х7д

6. Цусх, наладка и акспкуатацкл тлжалосрадных установок ............................................ Х82

5.1.    Подготовка к пуску, цуох л на кадка тцаелооред-

вых установок........... Л.    Х82

6.2.    Эксплуатация тяжал о средних установок........... Х84

6.2.1.    Общие положения .............................. Х84

6.2.2.    Эксялуатациа сепараторов...................... Х86

5-

6.2.3.    Эксплуатация гидроцихдонов ..............

6.2.4.    Эксплуатация электромагнитных сепараторов

6.2.5.    Эксплуатация грохотов ...................

6.2.6.    Эксплуатация суспензионных насосов ......

6.3.    Остановка тяжелосредных установок .........

6.4.    Правила безопасности при эксплуатации тяже

лосредных установок ......................

ЗШШЕНИЕ......................................

Список использованных источников ...............

ВВЕДЕНИЕ

В целях обеспечения проектных институтов к инженерно-технических работников действующих фабрик исходными данными для выбора и расчета технологических схем и оборудования тяжело-средного обогащения углей, а также регулирования и контроля технологического процесса обогащения, ШГТ и УкрНИИУглеобога-щением в 1967г. были разработаны и выпущены "Основные параметры технологии обогащения угля в магнетитовой суспензии",

В связи с созданием нового оборудования, совершенствованием и отработкой в промышленности технологии тяжелосродного процесса, возникла необходимость в пересмотре и корректировке этого материала, в результате чего ШГТ и УкрНИИУгдеобогаще-нмем в 1976г. была подготовлена и издана новая редакция "Рекомендаций по обогащению угля в магнетитовой суспензии (основные параметры)".

На основании "Рекомендаций..институтом " 1кгипрошахт" разработаны и в 1986г. утверждены Шщуглепромоы СССР "Нормы технологического проектирования углеобогатительных фабрик" ВНТПЗ-86 (разделы по тяжелосредному обогащению), в которых скорректированы выпущенные в 1977г. ВНТП8-77.

За проиеддше после издания в 1976 г, "Рекомендаций, "годы техника и технология тяжелосредного обогащения углей в СССР подучила дальнейшее развитие.

На 1,01.87г. этим методом обогащается более 134 мхн.т углей, антрацитов и сланцев на 68 фабриках и 22 обогатительных установках при шахтах (90 производственных единиц). Накоплен солидный опыт эксплуатации технологии обогащения крупного угля на многих фабриках в различных бассейнах страны, введена в эксплуатацию крупнейшая обогатительная фабрика в 1кной Якутии - ОФ разреза "Нерюнгринский", оборудованная трехпродуктовьам тяжелосродными гидроциклонами. Освоен серийный выцусх новых высокопроизводительных тяжелосредных ж регенерационных сепараторов, широко применяется комплекс для автоматизации тяжелосредного процесса "РУТА".

Новые материалы по технике, технологии и автоматизации тяжелосредного обогащения углей настоятельно требуют дополнительной переработки и корректировки имеющихся "Рекомендаций.."

-7-

В этой связи, Имнуглепромом СССР поручено институтам ЖЛТ, УкрНИИУглеобогащение и Ворониловградекому филиалу "Гипроуглеавтоматиэации" подготовить и издать новый вариант "Рекомендаций по технологическим схемам и параметрам обогащения крупного и мелкого угля в ыагнетитовых суспензиях".

В новом варианте "Рекомендаций..." приводится развернутая характеристика магнетитовых утяжелителей различных ГОКов, включая горно-обогатительные комбинаты, начавлие поставку магнетитовых концентратов угольной промоленности в XI пятилетке. Рассмотрены свойства и дана методика расчета основных параметров суспензий.

Значительная часть материалов посвящена технологическим схемам тякалосредного обогащения крупного и мелкого угля, описанию эксплуатируемого и нового оборудования.

С целью расчета технологических схем обогащения угля в магнетитовых суспензиях приведены по всем операциям основные параметры процесса.

В "Рекомендациях ..." помещен расширенный раздел по автоматизации процесса обогадения угля в магнетитовых суспензиях, включая новые разработки по этому направлению.

Для производственников особый интерес представят материалы по пуску, наладке и эксплуатации тякедосредных установок.

Введение, разделы I и 3 подготовлены ИОТТ, разделы 2,4 и б - УкрНИИУглеобогааениеы, раздел 5 - ВФ ГУА.

В разработке "Рекомендаций..." непосредственное участие принимали от ИОТТ: 3.С.Благова, В.И.Вдасихин, И.А.Доброхотова, Л.С.Зарубин, М.Б.Иофа, В.Н.Коровин, D.P.Маевский, Н.Н.Си-ницина, Э.В.Смураго; от УкрНИИУглеобогадения: Н.И.Абакумов, Д.Ф.Истомин, М.Н.Ковпарь, В.Н.Корнеева, В.Л.Краевой, А.Л.Крикунов, Е.Е.Марченко, В.И.Хайдакнн, Л.К.Цимбаренко; от Ворови-ловградского филиала "Гипроуглеавтоыатизации”: Л.В.Дроздова, Л.М.Михайлов, И.С.Сердюк, В.С.Синепольская.

-8-

X. ХАРАКТЕРИСТИКА «АПАТИТОВЫХ УТЯКЕЛИТЕЛЕЙ И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СУСПЕНЗИЙ

I.I. Перечень ГОК’ов - поставщиков утяжелителей

Тяжелосредные обогатительные фабрики и установки Минугле-прома СССР снабжаются утяжелителем - магнетитовкм концентратом с горно-обогатительных комсинатов Минчермета СССР: Окного горно-обогатительного комбината (СГОК), Соколовско-Сарбайского ГОК’а, Коршуновского ГОК»а, Ковдорского и Азербайджанского ГОК’ов.

Ккный горно-обогатительный комбинат снабжает фабрики Донецкого бассейна, производственных объединений: "Ростовуголь", "Г^ковуголь", "Тулауголь", "Интауголь", а также Зстонсланец и Ленинграделанец.

Соколовеко-Сарбайский горно-обогатительный комбинат снабжает фабрики 1фзбасса, Караганды и Кизеловского бассейна.

Коршуновский горно-обогатительный комбинат поставляет магнетит фабрикам Восточной Сибири, Дальнего Востока, Якутии и о.Сахалин.

Ковдорский горно-обогатительный комбинат снабжает магнетитом ОФ ш.Северная ПО ’’Воркутауголь”.

Азербайджанский горно-обогатительный комбинат поставляет магнетит Ткварчельской ЦОФ П0₍ Груэуголь.

В соответствии с прейскурантом )i 01-01 от 1982 г. "Концентраты железорудные" стоимость I т магнетитового концентрата на месте производства составляет:

Криворожские ГОК»и	- II руб.20 коп.
Соколовско-Сарбайский ГОК	- 19 руб.30 коп.
Коршуновский ГОК	- 14 руб.00 коп.
- 9 -