Спосіб сухого збагачення вугілля

Реферат: Спосіб сухого збагачення вугілля включає попередню підготовку на грохоті вузьких машинних класів вугілля, збагачення кожного машинного класу вугілля на конвеєрі із сітчастою стрічкою, де видаляють зерна продуктів збагачення із певною щільністю за допомогою сопел, що мають розрідження повітря у межах 300-800 мм водн. ст., встановлених над сітчастою стрічкою із різним зазором, які всмоктують по ходу проходження шару вугілля під соплами зерна продуктів збагачення з наростаючою по величині щільністю по відношенню до щільності концентрату, нагромадження цих зерен у відповідних осадочних камерах, видалення породи, що залишилася на сітчастій стрічці. На ділянках верхньої гілки сітчастої стрічки, що проходять під соплами в зоні їхньої дії, створюють гармонійні коливання, а евакуацію зерен продуктів збагачення з осадочних камер здійснюють сепараторами тертя стрічкового типу. UA 87682 U (12) UA 87682 U UA 87682 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до методу збагачення корисних копалин під впливом потоку повітря та із використанням інших видів, методів впливу, із урахуванням властивостей матеріалу, і може застосовуватись у вугільній промисловості для збагачення рядового вугілля й антрацитів, а також у гірничорудній, хімічній й іншій галузях промисловості. Відомий спосіб сухого збагачення, здійснений у противопоточному пневматичному сепараторі (Уманец А.С., Дробченко В.И., Чумак В.Ф. "Керування процесом поділу сипучих матеріалів на противоточних пневновібраційних сепараторах", "Вугілля України" - 2012- № 12С. 35-39; а.с. СРСР № 1713682, В07В 4/08, опубл. 23.02.1992 р.; патент України на винахід № 72961, В07В 4/08, В07В 13/08, опубл. 16.05.2005, бюл. № 5). Пневматичний сепаратор за патентом України № 72961 вміщує короб з перфорованою декою, поверхня якої складається з двох частин, що встановлені під кутом одна до одної, завантажувальний пристрій над декою, систему повітроподавання під деку та привід з самобалансним віброзбуджувачем. Під завантажувальним пристроєм між двома частинами поверхні перфорованої деки розташований коритоподібний перфорований пристрій для приймання та підготування до розподілу вихідного матеріалу. Вихідне вугілля подають із завантажувального пристрою в середину перфорованої деки. Від впливу вібрацій і потоку повітря, що подається під деку, вихідне вугілля розпушується. При цьому легкі зерна вугілля концентруються у верхніх шарах і постійно переміщуються по деці вниз, а важкі зерна осідають у нижніх шарах і переміщаються по деці в протилежну сторону. Таким чином, відбувається поділ вихідного вугілля по щільності на два продукти: концентрат і породу. Недоліком відомого способу сухого збагачення, здійсненого у противопоточних пневматичний сепараторах, є відсутність можливості виділення в окремий продукт зерен із проміжною щільністю, тобто промпродукт. Зерна промпродукту, потрапляючи в концентрат, підвищують його зольність, а при їхньому попаданні в породу ростуть втрати вугілля з відходами. Це приводить до зниження ефективності процесу збагачення. Недоліком є й підвищення вимог до герметизації корпуса сепаратора, оскільки тонкий вугільний пил, що видувається із шару вугілля потоками повітря, яке подається під перфоровану деку перш, ніж потрапити в систему пиловловлення, проходить через корпус сепаратора. З рівня техніки також відомий спосіб пневматичного збагачення корисних копалин (патент України на корисну модель № 25404, B07B 9/00, опубл. 10.08.2007р., бюл. № 12), що включає подачу вихідного матеріалу у зону розділення, дію на матеріал повітряного потоку, розділення та виведення одержаних продуктів. Матеріал, який розділяється, отримує вертикальні коливальні переміщення, а знизу доверху його продувають постійним та рівномірним потоком повітря по всьому об'єму розділення. Відомий спосіб має наступні недоліки. 1. Знижена ефективність збагачення корисних копалин (наприклад - вугілля). Відомий спосіб забезпечує виділення лише двох продуктів збагачення: легкої фракції (концентрату) і важкої фракції (породи). А в рядових вугіллях чимало проміжних фракцій (зростки вугілля з породою), які з рівною ймовірністю можуть потрапити в легку або важку фракцію, знижуючи їх якість (зольність концентрату підвищується, а зольність породи знижується). 2. Підвищення енергоємності, металоємності й заниження експлуатаційної надійності устаткування. Для здійснення вертикальних коливань у відомому способі необхідний складний і металомісткий двозальний віброзбуджувач (самобалансовий). Причому коливання передаються ємності з перфорованим днищем, куди надходить увесь потік збагачуваного матеріалу. Знакозмінні динамічні навантаження, що виникають при коливаннях, руйнівно впливають на ємність, тому для експлуатаційної надійності її конструкція повинна бути твердою й вібростійкою, що призводить до росту металоємності й підвищення потужності електропривода віброзбуджувача. 3. У відомому способі евакуацію важкої фракції здійснює шнековий живильник, який разом з перфорованим днищем перешкоджає висхідному потоку, завищуючи при цьому споживану електроенергію повітродувок. Крім цього шнековий живильник сприяє підвищеному стиранню породи, що транспортується, а отримані в результаті стирання дрібні породні частки підхоплюються висхідним потоком повітря й попадають у концентрат, підвищуючи його зольність. Найбільш близьким по технічній суті є спосіб сухої переробки важкозбагачуваного вугілля (патент РФ на винахід № 2282503, B07B 9/00, опубл. 27.08.2006 бюл. № 24). Його суть полягає в тому, що збагаченню підлягає виділений з рядового вугілля клас 0-25 мм, що попередньо обробляють на класифікаторі, де відокремлюють клас 0-1 мм, а інший продукт класу 1-25 мм 1 UA 87682 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 піддається розсіву на вузькі класи на ситах з відносними розмірами отворів попереднього сита до наступного в межах 1,7-2,0 мм. Потім один із класів (наприклад 13-25 мм) подають на конвеєр із сітчастою стрічкою, де за допомогою сопел, які встановлені над стрічкою та мають під впливом вентиляційної установки розрідження повітря в межах 4000-8000 Па, всмоктують послідовно першим соплом по ходу конвеєра, встановленим своїм зрізом на максимальну 3 відстань від стрічки, зерна матеріалу із щільністю 1250-1350 кг/м (низькозольний концентрат), потім другим соплом, встановленим зрізом на меншій відстані від стрічки, чим перше сопло, 3 зерна матеріалу щільністю 1350-1600 кг/м (промпродукт). Нарешті, третім соплом, встановленим своїм зрізом під стрічкою на найменшій відстані, витягають зерна матеріалу 3 щільністю 1600-1800 кг/м (більше зольний промпродукт). 3 Матеріал, що пройшов через весь конвеєр, щільністю 1800-2500 кг/м , являє собою породу, що відправляють у відвал, а витягнуті соплами із шару зерна матеріалу (продукти збагачення) випадають із повітряного потоку у відповідні осадочні камери, з яких за допомогою транспортних засобів (наприклад стрічкових конвеєрів) направляють у акумулюючі бункери для наступного відправлення по призначенню. Неосівший в камерах тонкий вугільний пил разом з повітрям надходить у систему аспірації. Після очищення повітря надходить в атмосферу. Недоліком цього способу є низька ефективність. Клас вугілля, що надходить на переробку, утворює на сітчастій стрічці суцільний шар, що складається із зерен різної щільності (вугілля, порода, промпродукт) і форми, причому легкі зерна (вугілля) можуть опинитися внизу шару, бути придавленими більше важкими зернами й не бути витягнутими із шару першим соплом, настроєним на всмоктування легких фракцій, а потрапити в друге сопло - в промпродукт. Крім цього на плоскі породні зерна у відмінності від округлих зерен вугілля в момент, коли більша грань породного зерна орієнтована перпендикулярно руху потоку повітря діють більш значні по величині сили, що зміщують потік повітря. У результаті плоскі породні зерна попадають у концентрат першого сопла, засмічуючи його та при цьому підвищуючи його зольність. Таке засмічення продуктів збагачення знижує ефективність процесу збагачення. В основу корисної моделі поставлена задача створення нового ефективного способу сухого збагачення вугілля. Поставлена задача вирішується тим, що у способі сухого збагачення вугілля, який включає попередню підготовку на грохоті вузьких машинних класів вугілля, збагачення кожного машинного класу вугілля на конвеєрі із сітчастою стрічкою, де видаляють зерна продуктів збагачення із певною щільністю за допомогою сопел, що мають розрядження повітря у межах 300-800 мм водн. ст., встановлених над сітчастою стрічкою із різним зазором, які всмоктують по ходу проходження шару вугілля під соплами зерна продуктів збагачення з наростаючою по величині щільністю по відношенню до щільності концентрату, нагромадження цих зерен у відповідних осадочних камерах, видалення породи, що залишилася на сітчастій стрічці, згідно із корисною моделлю, на ділянках верхньої гілки сітчастої стрічки, що проходять під соплами в зоні їхньої дії, створюють гармонійні коливання, а евакуацію зерен продуктів збагачення з осадочних камер здійснюють сепараторами тертястрічкового типу. Технічний результат полягає в підвищенні ефективності способу, який дозволяє гарантовано, ефективно відбирати зерна за щільністю та формою, забезпечує високу якість поділу зерен та ефективний відбір продуктів збагачення - концентрату і проміжних продуктів різної зольності із вихідного матеріалу, забезпечує зниження зольності продуктів збагачення. Гармонійні коливання сітчастої стрічки забезпечують розпушування, розшарування та переміщення зерен вихідного матеріалу у різних площинах, що забезпечує переміщення шарів вихідного матеріалу, що в свою чергу забезпечує ефективний відбір продуктів збагачення. Для підвищення ефективності способу забезпечується можливість налаштування обладнання в залежності від вихідного матеріалу. Заявлений спосіб забезпечує підвищення ефективності збагачення вугілля й антрацитів сухим способом. Запропонований спосіб сухого збагачення вугілля здійснюють наступним чином. Заявлений спосіб може застосовуватись для обробки різної мінеральної сировини з метою збагачення корисних копалин - вугілля чи іншого. В залежності від сировини використовуване у способі обладнання налаштовують із урахуванням параметрів та властивостей сировини. Рядове вугілля на грохотах розділяють по величині на вузькі машинні класи. Потім отриманий матеріал - кожний із вузьких машинних класів вугілля моношаром подають на конвеєр із сітчастою стрічкою, над якою із різним зазором встановлені всмоктувальні сопла. Сопла, які всмоктують по ходу проходження шару вугілля під соплами зерна продуктів збагачення з наростаючою по величині щільністю по відношенню до щільності концентрату, мають під впливом вентиляційної установки розрядження повітря у межах 300-800 мм водн. ст., 2 UA 87682 U 5 10 15 20 25 30 35 40 яке регулюється в залежності від параметрів та властивостей вихідної сировини. При цьому кожне сопло може мати однакове різне розрядження повітря. Під час проходження вугілля, розміщеного на сітчастій стрічці, під соплами на ділянках верхньої гілки сітчастої стрічки, що проходять під соплами, за допомогою віброзбудника створюють гармонійні коливання для інтенсивного розпушення матеріалу в зоні дії сопел, які підвищують якість поділу матеріалу по щільності. Коливання передають ділянкам сітчастої стрічки, що проходять під вузькими соплами, в одному з можливих варіантів виконання за допомогою простого інерційного одновального віброзбудника з малопотужним електроприводом. Амплітуду й частоту коливань підбирають так, щоб забезпечити інтенсивне розпушення шару вугілля. При розпушенні знижуються сили зчеплення зерен матеріалу між собою і стрічкою, руйнуються злиплі грудки, матеріал стає більше сипучим. При цих умовах першим соплом вільно витягають легкі зерна концентрату, причому для їхнього добування з розпушеного шару необхідний менший ступінь розрідження повітря, що зменшує ризик попадання важких породних зерен у концентрат. При проходженні сітчастої стрічки під першим соплом витягають більшість концентратних зерен, а залишкові зерна концентрату разом із зернами промпродукту і породи під впливом вібрацій піддають сегрегації, тобто розшаруванню по щільності. При цьому легкі зерна концентрату осідають у верхніх шарах матеріалу, а важкі породні - у нижніх. Надалі при проходженні матеріалу під наступними соплами для інтенсифікації процесу усмоктування підтримують попереднє розшарування матеріалу по щільності під першим соплом і вібраційний вплив гармонійного коливання ділянок сітчастої стрічки. Під впливом вібрації зерна відриваються від полотна стрічки й одне від одного та всмоктуються потоком повітря в сопла. Після проходження збагачувального класу вугілля під всіма соплами, на сітчастій стрічці конвеєра залишаються високозольні зерна породи, які видаляють у відвал. А витягнуті усмоктувальними соплами продукти збагачення: концентрат і два промпродукти різної зольності накопичують у відповідних осадочних камерах. Неосівший в камерах тонкий вугільний пил разом з повітрям надходить у систему аспірації. Після очищення повітря надходить в атмосферу. Потім евакуацію продуктів збагачення по призначенню здійснюють із осадочних камер сепараторами тертя стрічкового типу, у яких разом із силами тертя застосовують також інерційні сили, що забезпечують відділення зерен вугілля від породи. Сепаратори тертя стрічкового типу при транспортуванні продуктів збагачення виділяють із них породні зерна, що мають більший по величині коефіцієнт тертя ніж інші зерна, при цьому знижуючи їх зольність, що підвищує ефективність збагачення. Спочатку для кожного сепаратора залежно від продукту збагачення підбирають такі кути нахилу й швидкості стрічки, щоб відокремити вугілля від породи. Коефіцієнт тертя вугілля менший, ніж в породи, тому при русі стрічки сепаратора округлі вугільні зерна скочуються вниз, а плоскі породні зерна затримуються на ній і рухаються нагору, в сторону розвантаження, що знижує зольність продуктів збагачення. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє збільшити ефективність збагачення рядового вугілля й антрацитів. Наведені відомості підтверджують можливість промислового здійснення заявленого способу з використанням відомих матеріалів і відомого устаткування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Спосіб сухого збагачення вугілля, який включає попередню підготовку на грохоті вузьких машинних класів вугілля, збагачення кожного машинного класу вугілля на конвеєрі із сітчастою стрічкою, де видаляють зерна продуктів збагачення із певною щільністю за допомогою сопел, що мають розрідження повітря у межах 300-800 мм водн. ст., встановлених над сітчастою стрічкою із різним зазором, які всмоктують по ходу проходження шару вугілля під соплами зерна продуктів збагачення з наростаючою по величині щільністю по відношенню до щільності концентрату, нагромадження цих зерен у відповідних осадочних камерах, видалення породи, що залишилася на сітчастій стрічці, який відрізняється тим, що на ділянках верхньої гілки сітчастої стрічки, що проходять під соплами в зоні їхньої дії, створюють гармонійні коливання, а евакуацію зерен продуктів збагачення з осадочних камер здійснюють сепараторами тертя стрічкового типу. 3 UA 87682 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4