Общие сведения о флотационных цехах

Флотационные цехи на обогатительных фабриках производят операции, входящие в комплекс процесса флотации угольной пыли и шлама, — подготовку угля, собственно флотацию и обезвоживание получаемых продуктов. Уголь на флотацию направляют в виде пульпы, содержащей твердые частицы крупностью не более 0,5— 1,0 мм.

Подготовка угля для флотации заключается в контрольной классификации и выделении из пульпы частиц крупностью > 0,5-1,0 мм, регулировании плотности пульпы, подачи в пульпу реагентов и тщательном перемешивании ее с реагентами.

Контрольную классификацию угля перед флотацией производят на грохотах, дуговых ситах или в гидравлических классификаторах (грохоты и дуговые сита дают более четкое отделение крупных частиц, чем классификаторы).

Плотность пульпы подбирают в зависимости от крупности частиц флотируемого угля. При флотации крупнозернистых угольных шламов отношение твердого к жидкому (Т:Ж) пульпы принимают 1:3 — 1:4, при флотации тонких шламов — 1 : 4,5 — 1:6.

Перемешивание пульпы с реагентами производят в контактных чанах, используемых также для регулирования плотности пульпы. Время контакта пульпы с реагентами 3—5 мин. Потребный объем контактных чанов рассчитывают так же, как объем флотационных машин.

Флотация угля осуществляется в механических и пневматических флотационных машинах. Последние применяют главным образом для флотации тонких шламов, например шламов, содержащихся в оборотных водах обогатительных фабрик. В отечественной практике для обогащения угля применяют механические флотационные машины типа ФМ-2,5 ФМ-4 и ФЛ-7 Гипрококс, и др.

Производительность флотационных машин рассчитывают в зависимости от необходимого времени флотации угля, определяемого опытным путем.

При флотации угля обычно выделяют только два продукта — концентрат и хвосты. Схемы флотации отличаются количеством перечистных операций для пенного продукта последних или средних камер флотационной машины. При флотации труднообогатимых углей перечистке подвергаются иногда также хвосты первого цикла флотации.

Типичные схемы флотации углей в восьмикамерной флотационной машине приведены на рис. 84. Схемы расположены в последовательном порядке по степени их сложности.

Схема а. Исходный уголь загружают в первую и пятую камеры машины. Пенный продукт всех восьми камер поступает в концентрат. Хвосты выделяются в четвертой и восьмой камерах.

Схема б. Исходный уголь загружают в первую камеру машины. Концентрат снимается со всех восьми камер. Хвосты выделяются в последней камере.

Схема в. Исходный уголь загружают в первую камеру машины. Концентрат снимают в первых четырех камерах. Пенный продукт последних четырех камер направляется в первую камеру. Хвосты выделяются в последней камере.

Схема г. Исходный уголь загружают в первую камеру машины. Концентрат снимается с первых шести или семи камер. Пенный продукт седьмой и восьмой камер или только восьмой камеры направляется в четвертую или третью камеры. Хвосты выделяются в последней камере.

Схема д. Исходный уголь загружают в первую камеру машины. Концентрат снимают в первых четырех камерах. Пенный продукт последних четырех камер направляется в третью камеру. Хвосты выделяются в последней камере.

Схема е. Отличается от схемы в тем, что пенный продукт направляется в четвертую камеру.

Схема ж. Исходный уголь загружают в третью камеру машины. Концентрат снимают в первых двух камерах. Пенный продукт третьей, четвертой, пятой и шестой камер направляется в первую камеру, а пенный продукт седьмой и восьмой камер — в пятую камеру. Хвосты выделяются в последней камере.

Схема з. Исходный уголь загружается в первую камеру машины. Концентрат снимают в последних четырех камерах. Пенный продукт первых четырех камер направляется в пятую камеру. Непенный продукт восьмой камеры направляется в первую камеру. Хвосты выделяются в четвертой камере.

Схема и. Исходный уголь загружают в первую камеру машины. Концентрат снимают в первых трех и последних трех камерах. Пенный продукт четвертой и пятой камер направляют в шестую камеру. Хвосты выделяются в пятой и восьмой камерах.

Реагентное хозяйство флотационного цеха состоит из склада реагентов и насосной при складе, напорных резервуаров и трубопроводов для подачи реагентов к точкам потребления и питателей. Реагенты подаются со склада в напорные резервуары флотационного цеха, откуда по трубопроводам направляются к контактным чанам и флотационным машинам. Емкость резервуаров рассчитывается на обеспечение запаса реагентов не менее, чем на сменную потребность флотационного цеха.

Питание реагентами осуществляется скиповыми питателями, а при применении вязких масел применяют шкивные или дисковые питатели.

Дозировку реагентов и точки подачи их устанавливают на основании специальных исследований. Как правило, дробная загрузка реагентов в пульпу дает лучшие результаты флотации. Поэтому предусматривают возможность подачи реагентов как в контактные чаны, так и в любую из камер флотационной машины.

При выборе реагентов в первую очередь используют отходы местной промышленности. Наиболее часто применяемые реагенты при флотации угля приведены в табл. 20.

В качестве реагентов могут применяться также маслообразные отходы лесохимической промышленности, окисленный сульфированный керосин и минеральные соли (NaCl, CaCl2, Na2SO4 и др.).

Древесные масла применяют совместно с сульфированным керосином. Расход масла 0,035—0,15 кГ/т, сульфированного керосина 0,4—0,5 кГ/т.

Окисленный сульфированный керосин может применяться без других добавок; расход его 1,0—1,2 кГ/т.

Флотация успешно протекает в 2,0%-ном соляном растворе без добавок реагентов и в 0,8—1,0%-ном растворе с добавкой сульфированного керосина 0,25—0,40 кГ/т. При этом наблюдается обильное образование пены в оборотных водах обогатительной фабрики.

При повышенном содержании в пульпе илистых частиц в нее добавляют реагенты-пептизаторы — жидкое стекло (0,05—2,0 кГ/т) и сульфитцеллюлозный щелок (0,1—0,2 кГ/т),

Подача в пульпу реагентов в виде эмульсии дает возможность снизить их расход на 15—20% и улучшить результаты флотации.

Обезвоживание продуктов флотации производят на вакуум-фильтрах и в центрифугах. Для обезвоживания концентрата наиболее часто применяют дисковые вакуум-фильтры. В зарубежной практике широко применяют также барабанные фильтры. В качестве фильтрующей поверхности используют латунную сетку с отверстиями 0,15—0,25 мм.

Производительность вакуум-фильтров на 1 м2 фильтрующей поверхности 0,3—0,5 т/час, при повышенном содержании в угле тонких фракций — 0,15—0,2 т/час.

Флотационный концентрат перед фильтрованием проходит операцию пеногашения. Обычно гашение пены производят под вакуумом. Одна из вакуумных установок для гашения пены показана на рис. 85.

Пенный продукт поступает в цилиндроконический резервуар-пеногаситель, соединенный с вакуумным воздухопроводом. К воздухопроводу присоединен патрубок, через который происходит засасывание воздуха из атмосферы. Благодаря вакууму (400—500 мм вод. ст.) пена в резервуаре начинает разрушаться. Выделяемый из нее воздух вместе с воздухом, засасываемым из атмосферы, инжектирует жидкую часть пенного продукта в ресивер, где выделяется оставшийся в жидкости воздух, засасываемый вакуум-насосом. Пульпа из ресивера стекает в сборник для концентрата, откуда она направляется на фильтрование. Воздух из вакуумного трубопровода используют: для отдувки осадка при фильтровании концентрата.

Схемы фильтровальных установок показаны на рис. 86, 87.

Фильтровальная установка (рис. 86) состоит из восьми дисковых вакуум-фильтров Д-27-1,8/6, обслуживаемых двумя воздуходувками и шестью насосами РМК-4. В работе находятся воздуходувка и 5 насосов, остальные — в резерве.

Фильтровальная установка (рис. 87) состоит из трех дисковых вакуум-фильтров Д-51-2,5/6 и пеногасителя, обслуживаемых восемью вакуум-насосами. Здесь осуществлен замкнутый воздушный цикл. Вакуум-насосы одновременно работают на воздухопроводы вакуума (пеногасителя и фильтровальной установки) и воздухопроводы сжатого воздуха.

При обезвоживании продуктов флотации в центрифугах применяют обычно отстойные типы центрифуг. Получаемые после обезвоживания хвосты с невысокой зольностью иногда используются в качестве энергетического топлива. Высокозольные хвосты, получаемые на действующих обогатительных фабриках, обычно не обезвоживают, а направляют в виде пульпы в хвостохранилища. Обезвоживание и складирование хвостов может быть значительно упрощено при применении отстойных центрифуг. Перед поступлением в центрифуги хвосты сгущают до концентрации твердого в пульпе 300—350 Г/л в гидроциклонах или цилиндрических сгустителях, работающих в замкнутом цикле с центрифугами. Влажность обезвоженных таким способом хвостов составляет 25—28%, что позволяет транспортировать их ленточными конвейерами.