УЗЕЛ ПОДАЧИ РЕАГЕНТОВ В ГИДРОСАЙЗЕР

Предполагаемая полезная модель к Патенту относится к области обогащения углей и может быть использована на углеобогатительных фабриках при обогащении угольной мелочи в технологических процессах с применением различных типов гидросайзеров.
Среди известных способов применения различных типов гидросайзеров для обогащения угольной мелочи известны технологические схемы, приведенные в статьях [1, 2], а также гидросайзер, используемый при обогащения рудных материалов в патенте [3].
В качестве прототипа узла подачи реагентов в гидросайзер выбран противоточный классификатор для разделения песка и ила [4], а также модульный агрегат с гидросайзером фирмы «STOKES» [5].
Недостатки прототипа:
Поток воды распределяется в основание гидросайзера через горизонтально расположенную распределительную пластину и при работе в замкнутом цикле с угольной мелочью возможно забивание распределительной пластины тонкодисперсными взвешенными веществами.
Целью предполагаемой полезной модели является повышение устойчивости работы гидросайзера в замкнутом цикле за счет замены горизонтально расположенной распределительной пластины на вертикально расположенное устройство, состоящее из перфорированного корпуса в форме усеченного конуса со съемной металлической сеткой, существенно снижающей степень забивания сетки мелкими частицами при работе в замкнутом цикле с угольной мелочью.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый узел подачи реагентов в гидросайзер включает устройство, состоящее из вертикально
расположенного перфорированного корпуса в форме усеченного конуса со сферической, выгнутой вверх крышкой, со съемной металлической сеткой, расположенной по всей круговой поверхности усеченного конуса, с ячейками сетки определенного размера, позволяющими восходящему водному потоку выходить по всей круговой поверхности перфорированного корпуса, подниматься вверх в ламинарном режиме, исключая турбулизацию встречных потоков и одновременно интенсифицируя массообменный процесс, при котором угольная пульпа подается сверху-вниз по трубе в ламинарном режиме по центральной оси внутреннего цилиндрического корпуса гидросайзера на крышку перфорированного конического корпуса, в результате чего твердые частицы угольной пульпы, стекая с крышки, взаимодействуют со встречным потоком оборотной воды и перемешиваются во взвешенном слое, тем самым отделяются от тонких классов породных глинистых частиц, уносимых с восходящим потоком воды в сгуститель, а обогащенный угольный концентрат осаждается на дно и по мере накопления выгружается шнековым питателем.
Предполагаемая полезная модель поясняется схемой. На Фиг.1. показана принципиальная технологическая схема узла подачи реагентов в гидросайзер. Угольная пульпа по трубопроводу 1 подается в ламинарном режиме сверху-вниз во внутренний корпус гидросайзера 3 на сферическую крышку перфорированного корпуса 9. Навстречу снизу-вверх из сгустителя 5 с помощью циркуляционного насоса 8 подается оборотная вода сквозь сетку перфорированного корпуса 9 также в ламинарном режиме. В результате массообменного процесса, происходящего между стекающими с крышки перфорированного корпуса 9 угольными частицами и встречным потоком воды, проходящей сквозь сетку перфорированного корпуса 9, происходит отделение во взвешенном слое породной составляющей от угля. Обогащенный угольный концентрат оседает на наклонное дно внутреннего корпуса гидросайзера 3 и по мере накопления удаляется с помощью шнекового дозатора через люк 10, а взвешенные породные частицы
поднимаясь вверх, перетекают во внешний корпус гидросайзера 2 и затем через люк 4 поступают в придонную часть сгустителя 5, а оборотная вода через раструб в нижней конической части сгустителя 5 с помощью циркуляционного насоса 8 возвращается снова в гидросайзер. В верхней части внутреннего цилиндрического корпуса 3 имеется некоторое расширение для гашения скорости угольных частиц в случае выноса их в верхнюю часть из области поступления на крышку перфорированного корпуса 9. Добавление детергента в оборотную воду способствует ее длительному использованию в процессе обогащения высокозольных углей и способствует эффективному осаждению глинистой породы на дно сгустителя 5. По мере накопления породы производят ее выгрузку через люк 7 с помощью шнекового дозатора. Люк 6 предназначен для аварийного перелива оборотной воды в дополнительный сгуститель, аналогичный сгустителю 5.
Конструктивные размеры гидросайзера:
а). Верхняя расширенная часть внутреннего корпуса 3 состоит из цилиндра внутренним диаметром 80 мм и высотой 70 мм. Нижняя часть внутреннего корпуса 3 состоит из цилиндра внутренним диаметром 60 мм и высотой 250 мм, с расположенным под углом 40° днищем корпуса.
б). Вертикально расположенное коническое устройство 9 вмонтировано в нижнюю часть внутреннего цилиндра 3 с помощью конусных соединений (без прокладок), затягивающихся гайками, которые легко разъединяются в случае необходимости извлечения конического перфорированного устройства 9 для осмотра через открытый верх внутреннего корпуса 3. Конструктивные размеры конического устройства 9: внутренний диаметр основания конуса 40 мм; внутренний диаметр верхней части конуса 20 мм. Высота усеченного конуса 100 мм. Диаметр подводящего трубопровода для подачи оборотной воды 10 мм. Диаметр выгнутой вверх крышки конуса 25 мм. Размер ячейки сетки из нержавеющей стали, располагающейся по всей круговой поверхности усеченного конуса варьируется от 63 мкм до 200 мкм (в зависимости от размеров обогащаемой угольной мелочи).
в). Внутренний диаметр цилиндра внешнего корпуса 2 равен 100 мм. Высота цилиндра внешнего корпуса 2 равна 380 мм. Расстояние между верхними срезами внутреннего 3 и внешнего 2 цилиндров равно 50 мм. Все детали гидросайзера и подводящих трубопроводов выполнены из нержавеющей стали.
Пример обогащения угольной мелочи.
d
d
200 мл угольной суспензии, приготовленной из Барзасского сапромикситового угля «рогожка» в соотношении Тв:Ж=35:65 пропускают через гидросайзер при скорости подачи 10 мл/мин. Крупность твердой угольной составлящей равна 1-2 мм при зольности исходного угля A=23,0%. В пересчете на твердую составляющую через гидросайзер пропускают 70,0 г угля. Выгружают из гидросайзера 55,0 г высушенного угля с зольностью A=9,4%. Выход обогащенного концентрата составляет α=78,5%.
Источники информации:
1. В.И.Мурко, В.А.Волченко, Д.А.Дзюба и др. Результаты исследований классификации отходов флотации и осветления оборотной воды в тонкослойном аппарате. // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2006. - №1. - С.123-124.
2. А.А.Байченко, Г.Л.Евменова Утилизация угольных шламов Кузбасса из наружных отстойников. // Обезвоживание, реагенты, техника. Информационный бюллетень. - 2006. - №17. - С.43-45.
3. Патент США №5865318, B03D 001/02, 02.02.1999.
4. Джон Г. Перри Справочник инженера-химика. - Т.2. - Ленинград. - Химия. - 1969. - 504 с.
5. Модульный агрегат для переработки угольной мелочи с гидросайзером фирмы «STOKES», (электронная библиотека Интернет).