21.02.2021

Теоретические основы процесса пневматического обогащения угля


Динамический напор (давление) воздуха, необходимый для удержания во взвешенном состоянии твердых частиц на деке пневматического сепаратора (отсадочной машины), определяется из выражения
Теоретические основы процесса пневматического обогащения угля

где А — удельный вес (плотность) воздуха, Г/см3;

g — ускорение силы тяжести, см/сек2;

v0 — конечная скорость свободного падения частицы, см/сек;

где d — диаметр частицы, см;

b — удельный вес (плотность) частицы, Г/см3;

w — коэффициент сопротивления движению частицы. При ориентировочных расчетах для частиц d > 0,1 см

где k1 — эмпирический коэффициент (от 1600 до 1737).

Для условий стесненного падения частиц, имеющего место при пневматическом обогащении, предельную (критическую) взвешивающую скорость струи воздушной определяют по формуле

где v01 — конечная скорость свободного падения в воздухе наиболее крупной частицы угля, см/сек;

v02 — конечная скорость свободного падения в воздухе наиболее мелкой частицы породы, см/сек;

b2 — удельный вес (плотность) частицы породы, Г/см3;

b1 — удельный вес (плотность) частицы угля, Г/см3.

При критической скорости воздушной струи частицы угля оказываются во взвешенном состоянии, а частицы породы остаются в покое.

Процесс пневматического обогащения можно представить следующим образом. Продуваемый через пористую поверхность (сито) воздух проникает в угольную постель и в зависимости от динамического напора поднимает: на различную высоту над декой отдельные частицы постели, удерживая их во взвешенном состоянии. При этом воздушные струи в результате расширения воздуха, трения его о частицы и других причин теряют энергию и напор их снизу вверх уменьшается. В связи с потерей напора в различных слоях постели взвешиваются не одинаковые по удельному весу и крупности частицы: совместно взвешиваются те частицы, конечная скорость падения которых в воздушной среде равна скорости воздушных струй в данном слое, т. е. в каждом слое взвешиваются равнопадающие частицы.

Если в каком-либо слое оказываются частицы, скорость падения которых меньше скорости воздушных струй, то они выталкиваются воздухом в вышележащие слои. Частицы, скорость падения которых больше скорости восходящих струй в данном слое, опускаются в нижерасположенные слои.

Таким образом происходит перегруппировка частиц в постели, т. е. в верхних слоях сосредоточиваются наиболее мелкие и легкие, в нижних слоях наиболее крупные и тяжелые частицы, а между ними располагаются частицы промежуточной крупности и удельного веса.

Статический напор воздуха, необходимый для уравновешивания сплоченной угольной постели на деке, приближенно может быть найден из выражения

где 0 — коэффициент разрыхления постели;

b — средний удельный вес (плотность) постели, Г/см3;

h — высота постели.

Так как постель на деке не представляет собой сплошной массы, а состоит из отдельных частиц, то некоторое количество воздуха перемещается в промежутках между частицами и статический напор частично переходит в динамический.

В результате действия статического и динамического напоров воздуха угольная постель на деке приходит в текучее состояние, при котором частицы, будучи взвешенными, одновременно перемещаются в направлении уклона деки к месту разгрузки.

Состояние текучести постели наступает при определенном статическом напоре воздуха — в пределах от 13 до 21 мм вод. ст. на каждые 25 мм толщины постели.

Величина статического напора при пневматической сепарации имеет весьма важное значение. В производственных условиях необходимо добиваться, чтобы меньшая часть статического напора переходила в динамический, что возможно при более плотной постели. Для создания такой постели шкала классификации принимается большей, чем величина коэффициента равнопадаемости частиц угля и породы. Мелкие частицы уплотняют постель, заполняя собой промежутки между крупными, и улучшают условия расслоения последних. Сами мелкие частицы при этом не расслаиваются и выносятся воздушной струей в верхние слои постели, засоряя концентрат крупных классов частицами мелкой породы.

В целях удаления из концентрата мелкой породы от него отсеивают всю мелочь и направляют на повторное обогащение в сепараторы или в отсадочные машины для мелкого угля.

При пневматическом обогащении угля, расклассифицированного по узкой шкале, образуется пористая постель, что приводит к большой потере статического напора и ухудшению текучести постели.





Яндекс.Метрика