Тяжелосредное обогащение углей
Шрифт:
Функции H=-Рlog2P и H=-Р1log2P1 +[(1- P1) log2(1- P1)] табулированы.
В общем виде порядок определения э следующий:
– выбирается критерий разделения;
– определяются выхода продуктов обогащения;
– находятся по таблицам значения энтропии исходного материала и продуктов обогащения;
– определяется энтропийная эффективность по формуле (1.45).
Критерием разделения при оценке работы сепараторов с тяжелой суспензией, является плотность. Необходимыми
Пример расчета коэффициента энтропийной эффективности
Даны результаты работы сепаратора СК-20 (табл. 1.33).
Принимая исходный за 1, выход концентрата к=0,56 а породы п=0,44.
Таблица 1.33
Результаты обогащения в сепараторе СК-20
Энтропия исходного (i = 1) и продуктов (i = 2,3) обогащения находится с помощью таблиц как суммарная энтропия долей Рi – фракции <1,8 г/см3 и (1-Рi) – фракции >1,8 г/см3.
Анализ получаемых для различных условий обогащения значений э показывает, что энтропийная эффективность в какой-то мере характеризует качество разделения в данном обогатительном аппарате.
При отсутствии изменений в качестве продуктов на входе и выходе процесса э = 0, а при идеальном разделении э = 1. Показатель э корреспондируется со значениями Ерm или J, т. е. для угля, например, постоянного фракционного состава с повышением Ерm или J снижается э. Показатель э изменяется также при изменении плотности разделения. Это обстоятельство должно непременно учитываться, т. е. для расчета э необходимо по кривым дисперсии определять фактическую плотность разделения. Между тем авторы [26] способа оценки по энтропии принимают плотность разделения во всех случаях постоянной – 1,5 и 1,8 г/см3. Таким образом, расчетные значения э будут отличаться от тех, которые бы имели место при фактической плотности разделения.
Расчеты показывают также, что при постоянных значениях плотности разделения, Ерm или J коэффициент энтропийной эффективности увеличивается с повышением содержания смежных или промежуточных фракций, т. е. э в отличие от Ерm зависит от обогатимости угля. Таким образом, сравнение эффективности обогащения в различных аппаратах по показателю э можно производить только в случае постоянства качества исходного угля и режима разделения.
При определении энтропийной эффективности уголь рассматривается как двух- или трехкомпонентная смесь, что является упрощением, которое приводит к искажению значений э. Так, например, если подсчитать значения энтропии для угля постоянного состава, разделенного на узкие и укрупненные фракции, то в каждом э
Кроме того, до сих пор не решена обратная задача – расчет ожидаемых показателей обогащения по заданному значению э.
Таким образом, энтропийный метод оценки эффективности работы аппаратов в предложенном виде имеет ряд существенных недостатков и требует доработки.
Из изложенного следует, что каждый из рассмотренных методов оценки эффективности обогащения угля имеет определенные достоинства и недостатки.
Предпочтение следует отдать методу оценки по кривым разделения Тромпа – Терра, который достаточно хорошо обоснован, не зависит от обогатимости исходного угля и позволяет рассчитать ожидаемые качественно-количественные результаты обогащения.
Однако для практического применения на производстве удобнее пользоваться методом нормированных засорений продуктов обогащения.
Глава 2. Обогащение крупного угля в сепараторах с магнетитовой суспензией
2.1. Тяжелосредные сепараторы
2.1.1. Принцип действия и элементы теоретических основ обогащения в тяжелосредных сепараторах
Разделение угля по плотности в сепараторах с тяжелой средой происходит под действием гравитационных сил и сил сопротивления среды. Условия разделения частиц обогащаемого угля в тяжелой среде определяются соотношением сил, действующих на частицу: силы тяжести Fg, подъемной (архимедовой) силы FA, силы сопротивления среды и сил механического взаимодействия частиц при их соприкосновении. Равнодействующая G сил, действующих на частицу в неподвижной среде:
С учетом того, что Fg =Vчg и FА =Vсg где V – объем частицы; чи с – плотность частицы и среды; g – ускорение свободного падения, получим
Возможны три условия разделения частиц: ч>с; ч<с; и ч = с. В первом случае G>0 и частица тонет, во втором G<0 и частица всплывает, в третьем G=0 частица находится во взвешенном состоянии.
Сопротивления, действующие на частицу, подразделяют на: сопротивление, обусловленное внутренним трением или вязкостью среды, и динамическое сопротивление. В зависимости от размеров частиц, движущихся в тяжелой среде, преобладает сопротивление того или иного вида. При движении крупных частиц (например, размером более 6 мм), на них действует главным образом сила динамического сопротивления среды, для мелких частиц, наоборот, преобладает сопротивление, обусловленное вязкостью среды. Сопротивление среды зависит от размеров и формы частиц, плотности и вязкости среды. Чем больше размеры частиц и чем меньше вязкость среды, тем относительно меньшее сопротивление испытывает частица. Подвижность частиц в тяжелой среде зависит от их размера и разницы в плотностях частиц и тяжелой среды. Чем больше размер частиц и больше разница между плотностями частиц и тяжелой среды, тем быстрее происходит разделение. Частицы, плотность которых близка к плотности тяжелой среды, разделяются медленно. Движущиеся в суспензии частицы вытесняют соответствующий объем суспензии, т. е. воды вместе с частицами утяжелителя.