Общие сведения об обогащении углей в тяжелых суспензиях

Обогащение в тяжелых суспензиях — процесс разделения смеси частиц угля, сростков и породы в суспензиях с удельным весом, промежуточным между удельными весами разделяемых частиц.

Разделение частиц происходит в основном по удельному весу независимо от их крупности.

Суспензии — системы, состоящие из жидкой дисперсионной среды и взвешенных в ней дисперсных твердых частиц. Термином «тяжелые суспензии» обозначают применяемые при обогащении углей грубодисперсные взвеси, состоящие из воды и тонкоизмельченного вещества с удельным весом более 2,5 г/см3. Вода является дисперсионной средой, а мельчайшие частицы тяжелого вещества — утяжелителем (суспензоидом). В качестве утяжелителя применяются природные тяжелые минералы, тяжелые сплавы и пр. Крупность частиц утяжелителя обычно не превышает 0,2 мм.

Тяжелые грубодисперсные суспензии (взвеси) являются кинетически неустойчивыми системами. Для сохранения их дисперсности применяют различные способы стабилизации. Стабильные суспензии в значительной степени воспроизводят некоторые физические свойства (удельный вес, вязкость, несжимаемость и др.) тяжелых однородных жидкостей или растворов.

Обогащение в тяжелых суспензиях — непрерывный процесс, осуществляемый в сепараторах, представляющих собой ванны, наполняемые тяжелыми суспензиями определенного удельного веса.

Исходный материал загружается в ванну сепаратора и расслаивается в ней на фракции по удельным весам. Частицы, удельный вес которых меньше удельного веса суспензии, всплывают на ее поверхность, а более тяжелые — тонут.

Всплывшие и утонувшие частицы (фракции) удаляются из ванны транспортными средствами сепаратора.

При обогащении углей для коксования расслоение исходного материала производят в двух суспензиях с промежуточными удельными весами между: 1) концентратной и промпродуктовой и 2) промпродуктовой и породной фракциями.

Процесс расслоения обычно начинают в суспензии с удельным весом, промежуточным между концентратной и промпродуктовой фракциями, и получают во всплывшей фракции концентрат. Утонувшую фракцию расслаивают в суспензии с удельным весом, промежуточным между промпродуктовой и породной фракциями: во всплывшей фракции получают промпродукт, в утонувшей — породу.

Иногда процесс расслоения начинают в суспензии с удельным весом, промежуточным между промпродуктовой и породной фракциями, а затем всплывшую фракцию (смесь концентрата и промпродукта) расслаивают в суспензии с удельным весом, промежуточным между концентратной и промпродуктовой фракциями.

В некоторых конструкциях сепараторов с глубокой ванной удельный вес суспензии, вследствие осаждения частиц утяжелителя, изменяется по высоте ванны, увеличиваясь с ее глубиной. В этих сепараторах концентрат, промпродукт и породу выделяют на различной глубине ванны от поверхности (зеркала) суспензии.

При обогащении энергетических углей расслоение исходного материала производят, как правило, только в одной суспензии с удельным весом, промежуточным между удельными весами промпродуктовой и породной фракций. Всплывшая концентратная фракция содержит при этом некоторое количество промпродукта.

В тяжелых суспензиях обогащают преимущественно крупные крупные классы угля - от 6 мм и более. Верхний предел крупности не ограничивается и достигает 300—400 мм. Имеются специальные сепараторы для обогащения в тяжелых суспензиях также мелких классов угля — до 0,2 мм.