книги из ГПНТБ / Фоменко Т.Г. Водно-шламовое хозяйство углеобогатительных фабрик

Т.ГФОМЕНКО аСБУТОВЕЦКИЙ ЕМПОГАРЦЕВА

ВОДНОШЛАМОВОЕ ХОЗЯЙСТВО УГЛЕ­

ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ

ФАБРИК

т . Г. ФОМЕНКО, В. С. БУТОВЕЦКИЙ, Е. М ПОГАРЦЕВА

ВОДНО-ШЛАМОВОЕ ХОЗЯЙСТВО УГЛЕОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

\ * V

■ѴѴ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НЕДРА»

М о с к в а 1974

У Д К 6 22 .794

Фоменко Т. Г., Бутовецкші В. С., Погарцева Е. М. Водно-шла­ мовое хозяйство углеобогатительных фабрпк. М., «Недра», 1974,

272с.

Вкниге рассмотрены свойства воды, применяемой на обогатитель­ ных фабриках, характеристика угольных и породных шламов, при­ чины образования и механизм накопления шлама в оборотных водах. Приведено допустимое содержание твердого в оборотной воде. Рассмотрены теоретические основы динамики осаждения н флокуляции угольных и породных шламов, способы приготовления растворов флокулянтов и режимы их применения.

Изложены основы процессов обезвоживания шламов методом осаждения, фильтрования и в центробежном поле. Описаны конст­ рукции устройств и аппаратов, их обслуживание и регулировка.

углеобогатительных фабрик, научно-исследовательских и проектных институтов и может быть полезна студентам вузов и учащимся техникумов.

Таблиц 74, иллюстраций 129, список литературы — 75 иазв.

© Издательство «Недра», 1974

В В Е Д Е Н И Е

Обработка шламов (улавливание, сгущение и обезвоживание) является важным звеном в технологических схемах углеобогатитель­ ных фабрик. От типа принятой водно-шламовой, схемы и ее совер­ шенства, а также режима ее эксплуатации во многом зависят потери топлива с отходами и сбросовыми водами.

ствует обильному шламообразованию. Шламовая проблема в послед­ ние годы занимает одно из первых мест.

На углеобогатительных фабриках до строительства и освоения флотационных отделений для выделения шламов применялись пира­ мидальные отстойники, реже радиальные сгустители, воронки и гро­ хоты. Подрешетные воды шламовых грохотов сбрасывались в отвал.

При большом потреблении технической воды содержание твер­ дого в оборотной воде на большинстве фабрик было невысоким. Однако потери топлива в виде шламов были чрезвычайно велики.

В связи с этим появилась необходимость в более полном улавли­ вании и обогащении шламов. Для этого начали широко применять флотацию шламов. Но с освоением флотации водно-шламовое хо­ зяйство фабрик значительно усложнилось в результате не только установки флотационных машин и вакуум-фильтров, но и применения

и тонкого шламов. В результате объем и количество сооружений обезвоживающей аппаратуры и устройств резко возросли.

Первоначально в проекты углеобогатительных фабрик заклады­ вались флотационные и фильтровальные установки недостаточной мощности, что не позволяло улавливать и обрабатывать весь шлам. Такое положение приводило к излишнему накоплению и многократ­ ной циркуляции тонкого шлама в системе водно-шламового хозяй­ ства фабрик, увеличивало содержание твердого в оборотной воде, снижало эффективность обогащения, обезвоживания и нарушало синхронность работы отдельных узлов фабрики. Содержание шлама

Таблица 1

Динамическая вязкость технической воды, в которой растворены соли, несколько повышается в зависимости от их концентрации. Однако ее можно снизить добавкой к воде растворителей с малой вязкостью.

Вода, содержащая шлам, приобретает новые свойства, отличные от свойств чистой воды. Недооценка этого ведет к снижению эффек­ тивности процесса осветления и обогащения. Существующая оценка моечной воды лишь с точки зрения содержания в ней твердого недо­ статочна. При одном и том же содержании твердого вязкость воды в зависимости от свойств шлама и его крупности изменяется в до­ вольно широких пределах.

Оборотная вода фабрик представляет собой сложную грубую полидисперсную систему. Сложность состоит в том, что шлам обычно представлен большим диапазоном крупности, а каждая крупность по-разному изменяет свойства среды.

При оценке вязкости загрязненной шламом воды нужно учиты­ вать не только содержание твердого, но и сложное взаимодействие между частицами твердой фазы. Поэтому применяемый к моечной воде термин «вязкость» является условным и не отвечает понятию,

6

присущему грубым суспензиям, какими являются шламовые воды. Для выражения вязкостных свойств грубых неныотоновских су­ спензий существует специальный термин «эффективная вязкость».

Эффективная вязкость среды различных шламовых пульп опре­ деляется по формуле

тивная вязкость возрастает менее интенсивно, чем при содер­ жании твердого выше 400 г/л. Вязкость сред, содержащих твердую фазу в пределах 200—400 г/л, увеличивается незначительно. Такое положение наблюдается только при неоднородном по крупности шламе. Так, эффективная вязкость среды с содержанием твердого 100 г/л крупностью менее 75 мкм составляла 0,001175 н-с/м2, а при добавке к этой среде 50 г грубого шлама крупностью 0,41—1 мм эффективная вязкость среды уменьшилась до 0,001154 н-с/м2 [68].

7

Таким образом, если вязкость коллоидных сред определяется в ос­ новном содержанием дисперсной фазы, то в нашем случае она зависит и от изменения сил взаимодействия, вызываемого неоднородностью шлама по крупности. Взаимодействие частиц друг с другом и форми­ рование свойств среды очень сложно и до сих пор полностью не из­ учено.

Для установления размера частиц, при котором изменяются свой­ ства загрязненной воды, использовались шламы, имеющие следу­ ющую характеристику:

Эффективная вязкость разных пульп, приготовленных из шламов

шлама крупностью менее 45 мкм по кривой рис. 4; с — объемное содержание шлама крупностью менее 45 мкм, равное

G_

с б ’

8

G — содержание частиц крупностью менее 45 мкм, кг/м3; б — плот­ ность твердого, кг/м3.

Если содержание шлама крупностью менее 45 мкм в оборотной воде фабрики равно 60 г/л при плотности 1400 кг/м3, то объемное содержание шлама в долях единицы будет

По кривой рис. 4 находим значение коэффициента а, равное в данном случае 0,83. Тогда вязкость оборотной воды при темпера­

туре 288° С будет равна |яэф = 0,00114 (1 + 0,83-0,043) =

= 0,001181 н-с/м2.

С увеличением вязкости среды возрастает ее сопротивле­ ние падающему телу, вследствие

чего снижается эффективность процесса разделения относительно мелких зерен угля отсадкой.

Специально выполненные исследования по обогащению угля от­ садкой в воде, загрязненной глинистыми шламами (при зольности класса 0—0,045 мм более 25%), показали (рис. 5), что нижняя крупность эффективно обогащающихся зерен, зольность класса 0,5—1 мм и вязкость среды увеличиваются, особенно резко при со­ держании шлама в воде 50 г/л и более. Если вода загрязнена мало­ глинистым шламом (при зольности класса 0—0,045 мм менее 25%),

9