Способ определения средней крупности зерен утяжелителя для тяжелосреднего обогащения в циклонах Советский патент 1991 года по МПК B03B5/30 

Изобретение относится к гравитационным способам, а именно к определению средней крупности зерен магнетитовой суспензии, используемой для тяжелосреднего обогащения в циклонах, и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где необходимо определение среднего любого рассматриваемого события.

Целью изобретения является повышение эффективности обогащения за счет определения оптимальной крупности зерен утяжелителя.

Способ определения средней крупности зерен для тяжелосреднего обогащения в циклонах включает рассев утяжелителя на классы, определение среднего диаметра каждого класса, определение выхода каждого класса, определение вероятности его

выхода, при этом средний размер крупности зерен утяжелителя ведут подстановкой его значений в выражение

Не

V i /- ср

(Pk Т ln (Pk 7

0 dcp.к /Ndcp.K /

о ы кэ

Ь

ю о

где Нотн. - относительная энтропия по рассматриваемому событию;

РК - вероятность выхода каждого класса крупности;

DCp - искомый средний диаметр;

dcp.к - средний размер зерен каждого класса,

до получения минимального значения Н0щ, которое соответствует искомой крупности зерен.

С помощью этой формулы можно рассчитывать средний диаметр смеси минеральных зерен, для чего необходимо эту формулу минимизировать, т.е. находить минимум относительной энтропии путем подбора энтропийного диаметра (DCp).

Кроме того, что энтропийная зависимость позволяет определить DCp (энтропийный диаметр), она позволяет прогнозировать крупность смеси минеральных зерен, что является существенной особенностью достижения эффективности процесса обогащения в трехпродуктовом циклоне.

В таблице приведены данные, позволяющие прогнозировать состав магнетитовых концентратов по крупности в зависимости от требований технологии обогащения.

Известны способы обогащения полезных ископаемых в магнетитовых суспензиях, где применяется магиетитовый утяжелитель тонких классов, ситовый состав которых следующий:

содержание зерен менее 20 мкм 25- 35%;

содержание зерен менее 40 мкм 60- 75%;

содержание зерен более 150 мкм 0-5%. При применении магнетигового утяжелителя со средним размером зерен менее 60 мкм на уровне сливного патрубка второго каскада плотность суспензии составляет 1300-1400 кг/м3, на расстоянии 2/3 высоты циклона в направлении хвостового патрубка 1200-1600 кг/м3, а у нижнего патрубка до 1800 кг/м3.

Применение вышеприведенной формулы позволяет подобрать ситовый состав магнетита, который имеет средний размер более 60 мкм производить прогнозирование ситового состава магнетита.

В предлагаемом способе используется крупнозернистый магнетитовый утяжелитель со средним размером зерен более 60 мкм.

Размер более 60 мкм обусловлен тем, что различные горно-обогатительные комбинаты (ГОКи) выпускают товарный продукт-магнетитовый концентрат различной крупности, а частности средний размер зерен около 70 мкм, 65 мкм и 62 мкм.

В известных способах использовались традиционно применяемые магнетитовые концентраты со средним размером зерен 24-36 мкм.

При подаче суспензии с размером зерен менее 60 мкм уменьшаются центробежные силы, действующие на каждое зерно, и степень уплотнения суспензии падает. При

этом ухудшается эффективность разделения, уменьшается выход промежуточного продукта и соответственно зольность отходов.

Если же непрерывно подавать суспензию с размером зерен более 90 мкм, то плотность разделения во втором каскаде станет выше предельно допустимой, и эффективность разделения снизится.

При применении магнетитового утяжелителя со средним размером частиц 60- 90 мкм на уровне сливного патрубка второго каскада плотность суспензии составляет 1200-1600 кг/м3, на расстоянии

2/3 высоты циклона и направлении хвостового патрубка 1500-2000 кг/м3, а у нижнего (хвостового) патрубка до 2150 кг/м3 (фиг. 3). Предлагаемый способ определения средней крупности зерен для тяжелосреднего обогащения в циклонах позволяет повысить эффективность процесса за счет одновременного увеличения выхода про- мпродукта и зольности отходов концентрата со средним размером зерен более 60 мкм

даже при содержании шлама до 250 кг/м не выходит за пределы нормативных данных (7-10) -10 Па- с во всем промышленном диапазоне плотностей суспензии. Однако в известном способе вязкость становится выше допустимого значения уже при плотности 1900 кг/м и незначительного эффекта.

Пример. При обогащении угля в двухкаскадной циклонной установке типа

ГТ-710/500 (трехпродуктовый тяжелосредний циклон) диаметр первого каскада 700 мм, второго 500 мм, производительность 100 т/ч. Ре жим работы тяжелосреднего трехпродуктового циклона, плотность

исходной суспензии 1400 кг/м , давление на входе 0,81 Па. Обогащается мелкий дешламированный уголь крупностью 0,5-13 мм. Средний размер зерен магнетитового утяжелителя составляет менее 60 мкм.

Способ реализуется следующей последовательностью операций: определяется средний размер зерен магнетитового утяжелителя из формулы

Hor,-S () |п (Р )

|{ 0 Оср.к к /

Jcp к

приготавливают магнетитовую суспензию плотностью 1400 кг/м, представляющую смесь магнетита с необходимым средним размером зерен и воды; приготовляют исходный уголь заданного класса крупности, например 0,5-30 мм; смешивают суспензик, с исходиым угпем; полученная смесь к: трубопроводу под избыточным давлением, например(0,5-1,0) 10 4 Па, тангенциально подается в циклон первого каскада; под действием давления и тангенциальной подачи смесь угля с суспензией закручивают в циклоне, при этом суспензия уплотняется по периферии у стенок циклона, тяжелые фракции исходного угля под действием центробежных сил прижимаются к стенке циклона и по хвостовому насадку направляются в циклон второго каскада вместе с уплотненной суспензинй, под действием центробежных сил легкие фракции исходного угля (концентрат) собираются в середине циклона и по сливному патрубку вместе с легкой суспензией направляются в концентрат; тяжелые фракции исходного угля вместе с уплотненной суспензией под избыточным давлением тангенциально подаются в циклон второго каскада; под действием давления и тангенциальной подачи промежуточный продукт плюс порода с суспензией подают на вход второго каскада, при этом суспензия уплот няется, собираясь по периферии у стенок циклона, тяжелые фракции (порода) под действием центробежных сил прижимаются к стенке циклона и по хвостовому патрубку направляются в породу, промежуточный продукт (промпродукт) собирается в середине циклона и по сливному патрубку вместе с суспензией направляют в промпродукт.

Для достижения максимальной эффективности разделения плотность разделения в первом и втором каскадах циклонного аппарата определяется путем опробования исходного сырья и допустимой зольности полученных продуктов при обогащении угля. Например, при обогащении угля плотность разделения составляет в первом каскаде 1420 кг/м3, во втором 2060 кг/м3.

Непрерывная подача суспензии со средним размером зерен магнетита 60- 90 мкм обоснована экспериментальными исследованиями.

В результате обогащения угля в трех- продуктовом циклоне с суспензией из маг- нетмтового концентрата получены следующие данные.

-

Продукт Выход, % Зольность, % Концентрат61,67,9

Промпродукт 9,423,7

Отходы (порода) 29,088,4

Плотность разделения составляет з первом каскаде циклона 1430 кг/м , во втором каскаде циклона 1700 кг/м3. В предлагаемом способе определения

средней крупности зерен для тяжелосреднего обогащения в циклонах применялся магнетивовый концентрат со средним размером 70 мкм.

В результате обогащения угля в трех- продуктовом циклоне с суспензией из этого магнетитового концентрата получены следующие данные.

ПродуктВыход, % Зольность, %

Концентрат . 63,67,2

Промпродукт 13,529,4

Отходы (порода) 22,989,7

Плотность разделения составляет в первом каскаде 1420 кг/м3, во втором 2060 кг/м3.

25

30

35

40

45

50

Формула изобретения Способ определения средней крупности зерен утяжелителя для тяжелосреднего обогащения в циклонах, включающий рассев утяжелителя на классы, определение среднего диаметра каждого класса, определение выхода каждого класса, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности обогащения за счет определения оптимальной крупности зерен утяжелителя, после определения выхода каждого класса вычисляют вероятность его выхода, а среднюю крупность зерен утяжелителя определяют из выражения

Ноги -Ј (Pk- -ГМ In (.).

k 0 к к /

где Ноты - относительная энтропия по рассматриваемому событию;

Рк- вероятность выхода каждого класса крупности;

DCp. - искомый средний диаметр зерен утяжелителя;

dcp к - средний размер зерен каждого класса до получения минимального значения Нотк , которое соответствует искомой крупности зерен.

Изобретение относится к мокрым гравитационным способам, а именно к обогащению угля в минеральной суспензии с получением трех и более продуктов с помощью двухкаскадных циклонов, и может быть использовано в угольной и других областях промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности обогащения за счет определения оптимальной крупности зерен утяжелителя. Способ основан на рассеве утяжелителя на классы, определении среднего диаметра каждого класса и выхода каждого класса. Затем вычисляют вероятность выхода утяжелителя из выражения Н0тн - Ј k 0 Рк- Dcp/dcpк 1П(Р„ X DCp/dcpK, где Нотн -относительная энтропия по рассматриваемому событию; Рк вероятность выхода каждого класса крупности; DCp - искомый средний диаметр; dcp. к средний диаметр зерен каждого класса до получения минимального значения Н0ш., которое соответствует искомой крупности зерен. 1 табл. сл С