СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РЯДОВОГО УГЛЯ (ВАРИАНТЫ)
METHOD OF PROCESSING RAW COAL (VERSIONS)

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для сухого обогащения рядовых углей.
Известен способ пневматического обогащения углей с использованием воздушной среды, подаваемой под давлением (обогащение в «кипящем слое»). Способ связан с малой производительностью и неустойчивостью процесса, «малоэффективен по сравнению с другими методами обогащения» [1].
Наиболее близким по достигаемым результатам является способ сухого обогащения рядового угля, при котором все технологические операции по сухому обогащению производят в процессе его транспортирования на едином транспортном средстве с предварительным разделением рядового угля на низкозольные и высокозольные классы, при этом низкозольные классы (концентрат) удаляют из транспортного потока в подрешетный продукт и направляют потребителю, а высокозольные классы подвергают избирательному дроблению с последующим выделением дробленого угля из транспортного потока рядового угля в подрешетный продукт, после чего удаляют оставшуюся породу в виде надрешетного продукта из процесса обогащения [2].
Отмеченный способ малоэффективен вследствие того, что подрешетный и надрешетный продукты формируются на ситах. В ячейки сит одного размера проходят частицы угля и туда же проходят частицы породы той же крупности. Таким образом, на ситах процесс обогащения не протекает. Они могут только отделить разные классы материала по крупности друг от друга. И только в случае, если в каком-либо классе угля содержится больше, то этот класс и выделяется как низкозольный. Процесс обогащения за счет выделения из какого-либо класса только породы невозможен.
Задачей изобретения является увеличение эффективности сухого процесса обогащения рядовых углей.
Сущность изобретения состоит в том, что после предварительного выделения на грохотах угля с низким содержанием золы его подвергают разделению по крупности и плотности на высокозольные и низкозольные классы с помощью струйного пневмоклассификатора, например [3], с последующей отгрузкой низкозольного угля (концентрата) потребителю, а оставшиеся более высокозольные классы смешивают с продуктом с высоким содержанием золы, полученным после предварительного грохочения, и подвергают избирательному дроблению, после чего разделяют его по крупности и плотности с помощью струйного пневмоклассификатора на низкозольный уголь (концентрат), отправляемый потребителю, и высокозольный продукт, отправляемый в отвал.
В случае, когда обогащаемый уголь имеет высокую зольность (порядка 72-75%) после предварительного разделенного на грохоте продукта или высокую зольность имеют продукты, которые прошли процесс разделения по крупности и плотности на классификаторе и представляют собой классы с содержанием золы до 72-75%, то имеет смысл для уменьшения затрат энергии процесс избирательного дробления проводить раздельно для высокозольных продуктов, полученных после предварительного грохочения, и для продуктов с высоким содержанием золы после разделения их на струйном классификаторе.
Процесс обогащения рядового угля протекает следующим образом. Масса угля проходит грохот, на котором выделяются классы 25-50 мм (высокозольные) и 0-25 мм (низкозольные). Классы 0-25 мм направляются на струйный пневмоклассификатор, где они под воздействием струи воздуха постоянного (горизонтального) направления и силы гравитации делятся в зависимости от крупности и плотности.
На чертеже изображена схема взаимодействия потока воздуха с частицей материала.
Частица материала радиусом r движется в потоке газа плотностью ρ, находясь под действием силы тяжести G. Скорость газового потока U(x).
Смещающая сила R определяется по законам газодинамики
где ρ - плотность газа (для воздуха при Р=1 атм
χ - коэффициент лобового сопротивления. Для шара χ=0,25.
Значение силы тяжести можно представить в виде
Угол, на который отклонится частица от движения по вертикали, определится
1
2
1
2
1
2
Для двух подобных частиц (по форме частиц, шероховатости их поверхности, пористости и т.д.), для которых χ=χ, различающихся радиусами r и r и удельными весами γ и γ, движущихся в газовом потоке одной плотности, необходимо сохранить постоянный угол α, т.е.
2
2
1
1
В одно и то же место классификатора упадут частицы более крупные (r) с меньшим удельным весом (плотностью) (γ) и более мелкие (r) с большим удельным весом (γ). Иначе говоря, в один и тот же бункер классификатора попадут более крупные частицы угля и мелкие частицы породы, т.е. объем угольной массы в бункере классификатора увеличится по сравнению с объемом угольной массы, полученной на ситах, когда частицы угля и породы имеют один и тот же размер. Соответственно зольность угля, полученного при обработке на струйном пневмоклассификаторе, будет меньше, чем при просеивании на ситах.
Пример переработки (обогащения) угля класса КО шахты «Первомайская» Кузнецкого угольного бассейна
d
Исходная зольность A=23,8%.
d
После грохочения зольность надситового продукта классов 13-50 мм А=34-38%.
d
После грохочения зольность подситового продукта классов 0-13 мм А=14,5-15,5%.
После обработки на струйном пневмоклассификаторе продукта 0-13 мм:
d
а) высокозольный продукт А=40-45%;
d
б) низкозольный продукт А=8-12% (концентрат).
После избирательного дробления смеси надситового продукта грохочения и высокозольного продукта от классификатора и совместной обработки их на струйном классификаторе:
d
а) высокозольный продукт А=72% (отход);
d
б) низкозольный продукт А=9-11% (концентрат).
Литература
1. Фоменко Т.Г., Бутовицкий B.C., Почарцева Е.М. Технология обогащения углей: Справочное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1985. - 367 с.
2. БИ 29, заявка № 96114936/03, заявл. 23.07.96 г., опубл. 20.10.1998, кл. В07В 1/00.
3. SU A.C.№1238811.
4. Шиуков А.В. Основы авиации ОНТИ. - НКТП. СССР, 1935.