скачать книгу бесплатно
– объем шлама, м
;
V
.– объем рядового угля, м
;
V
– объем суспензии, м
;
V
.– объем магнетитовой суспензии, м
;
М– масса, кг;
М
– масса воды, кг;
М
– масса твердого материала, кг;
М
– масса магнетита, кг;
М
– масса шлама, кг;
М
.– масса рядового угля, кг;
М
.– масса магнетитовой суспензии, кг;
М
– масса суспензии, кг;
С
– содержание твердого в 1 м
магнетитовой суспензии, кг/м
;
С
– содержание магнетита в 1 м
магнетитовой суспензии, кг/м
;
С
– концентрация твердого по массе в магнетитовой суспензии, в долях единицы или в %;
R = Т: Ж – отношение массовых количеств компонентов магнетитовой суспензии.
В ориентировочных расчетах рекомендуется принимать:
?
= 1000 кг/м
– плотность воды;
?
= 4600 кг/м
– средняя плотность магнетита;
?
= 1500 кг/м
– средняя плотность угольного шлама;
?
= 1700 кг/м
– средняя плотность антрацитового шлама.
Все параметры магнетитовой суспензии рекомендуется определять на единицу объема.
Плотность магнетитовой суспензии выбирают в зависимости от свойства обогащаемого угля и целей обогащения.
Плотность магнетитовой суспензии
Принимая для воды ?
= 1000 кг/м
получаем
Отсюда требуемое содержание магнетита
Количество магнетита необходимое для приготовления объема 1 м
магнетитовой суспензии
При подсчете плотности рабочей суспензии необходимо учитывать наличие в ней угольного шлама. В этом случае определяют среднюю плотность твердой фазы, исходя из баланса магнетита и шлама.
Плотность рабочей магнетитовой суспензии ?
, образовавшейся из смеси магнетита и шлама
В процессе эксплуатации тяжелосредных установок плотность рабочей магнетитовой суспензии может систематически снижаться, например, при обогащении мокрых углей, либо повышаться за счет уноса воды с продуктами обогащения и возврата суспензии более высокой плотности из цикла регенерации.
Расчет добавок для корректировки плотности суспензии производится следующим образом.
Если первоначальная плотность суспензии ?
возросла до ?
, то к ее объему V
нужно добавить низкоплотную суспензию (или воду) плотностью ?
(?
<?
<?
).
Объем добавки пониженной плотности V
для восстановления первоначальной плотности магнетитовой суспензии
В случае понижения плотности рабочей суспензии до ?
требуется добавка высокоплотной суспензии (или концентрата магнитной регенерации) плотностью ?
(?
<?
<?
) в объеме V
1.3.2. Свойства магнетитовых суспензий
Наиболее важными физическими свойствами магнетитовых суспензий при гравитационном обогащении являются плотность, вязкость и гравитационная устойчивость.
Плотность суспензии – это отношение массы суспензии М
к занимаемому его объему V
Плотность суспензии зависит от объемной концентрации и плотности магнетита ?
откуда объемная концентрация магнетита
Плотность магнетитовой суспензии выбирают в зависимости от свойства обогащаемого угля и целей обогащения. Она должна быть промежуточной между плотностями разделяемых компонентов. В практике обогащения углей обычно используются суспензии плотностью от 1350 до 2050 кг/м
.
Плотность суспензии является основным показателем, характеризующим граничную плотность разделения, которая зависит также от крупности обогащаемого угля, скорости потока суспензии в различных зонах обогатительного аппарата, зашламленности суспензии и дисперсности утяжелителя.
С технологической точки зрения различают два типа суспензии: кондиционную, или рабочую (суспензия заданной плотности, подаваемая из сборника в аппарат для обогащения), некондиционную или разбавленную (суспензия, получаемая после отмывки утяжелителя от продуктов обогащения на обезвоживающих грохотах, случайных переливов и капельных вод, содержащих магнетит). В некондиционную суспензию подается также часть кондиционной суспензии для очистки ее в процессе регенерации от шлама. Плотность некондиционной суспензии обычно не превышает 1100 кг/м
.
Вязкость суспензии – это свойство ее оказывать сопротивление при перемещении слоев жидкости, включающих твердые частицы, относительно друг друга. Сопротивление скольжению оказывает не только внутреннее трение жидкости, обусловленное молекулярным притяжением, но также и трение взвешенных частиц друг о друга и о жидкость.
Вязкость разжиженных суспензий незначительно отличается от вязкости однородных жидкостей или растворов. С увеличением концентрации утяжелителя и его дисперсности повышаются плотность суспензии и ее способность оказывать сопротивление сдвигу отдельных слоев. При определенных условиях наблюдается структурирование суспензии, когда частицы утяжелителя связываются в одну общую сетчатую структуру. При объемном содержании утяжелителя 20–25 % проявляются структурно-механические свойства суспензии, а при содержании утяжелителя 40–44 % суспензия практически теряет подвижность. Эффективность обогащения в тяжелых средах в большой степени зависит от состояния среды разделения, характеризуемой реологическими свойствами суспензии – вязкостью и предельным напряжением сдвига.
Для определения вязкости суспензии в зависимости от объемной концентрации твердой фазы с учетом гидродинамического взаимодействия частиц утяжелителя наиболее приемлема эмпирическая формула Ванда
где ?
– вязкость суспензии, Па·с; ?
– вязкость воды при температуре 20°С; ?
= 0,001 Па·с; С – объемная концентрация утяжелителя, доли единиц.
Эта формула пригодна для суспензий при объемной концентрации твердой фазы от 0 до 0,444.
Различают динамическую и кинематическую вязкости.
