ПОСТРОЕНИЕ КРИВЫХ ОБОГАТИМОСТИ
Цель работы: Освоение методики проведения фракционного анализа пробы угля, расчета и оформления его результатов. Построение графических зависимостей результатов фракционного анализа и определения по ним теоретически возможных качественно-количественных показателей процесса гравитационного обогащения угля.
Аппаратура, оборудование и материалы:Технические весы; набор гирь; бачок с сетчатым дном; сетчатый черпак; ёмкости для растворов хлористого цинка ZnCl2; уголь крупностью 6-13 мм; растворы ZnCl2 плотностью 1300, 1400, 1500, 1600, 1800 кг/м3.
Общие сведения
Фракционным анализом называется операция разделения пробы угля на фракции различной плотности. Плотность горючей массы угля находится в прямой зависимости от степени метаморфизма. С увеличением содержания в угле минеральных примесей его плотность и зольность повышаются. Если уголь разделить по плотности, полученные фракции будут отличаться по качеству.Суть метода фракционного анализа заключается в расслоении пробы угля или антрацита по фракциям различной плотности, анализе этих фракций и определении результатов фракционного анализа.Фракционный анализ выполняется для определения теоретически возможных качественно - количественных показателей гравитационного обогащения и категории обогатимости угля. Результаты фракционного анализа используются при проектировании и эксплуатации углеобогатительных фабрик.Для проведения расслоения применяют тяжелые жидкости плотностью 1300, 1400, 1500, 1600, 1800 кг/м3. В качестве тяжелой жидкости может быть использован водный раствор хлористого цинка ZnCl2. В результате получаем диапазоны плотностей сыпучего материала: - 1300, 1300 – 1400, 1400 – 1500, 1500 – 1600, 1600 – 1800 и + 1800 кг/м3. Растворы нужной плотности получают смешением тяжёлой жидкости и разбавителя (воды). Объём разбавителя определяют по формуле:
|
|
|
(4.1 )
где Vp- объём разбавителя, м3;
Vтж - объём тяжёлой жидкости, м3;
δр - плотность разбавителя, кг/м3;
δтж - плотность тяжёлой жидкости, кг/м3;
δ – необходимая плотность раствора, кг/м3.
Расслоение, как правило, проводят, начиная с жидкости наименьшей плотности. Схема проведения фракционного анализа представлена на рис. 4.1.
 |
Перед каждой операцией расслоения производят проверку плотности среды денсиметром (ареометром). Пробу угля насыпают в бак с жидкостью плотностью 1300 кг/м3. Содержимое бачка тщательно перемешивают мешалкой и дают отстояться в течение 2-3 мин. Всплывшую фракцию первого бака плотностью -1300 кг/м3 тщательно снимают сетчатым черпаком, промывают холодной и горячей водой и переносят на противень для подсушивания. Утонувшая часть пробы (фракция +1300 кг/м3) после стока жидкости вместе с баком (с сетчатым дном) переносят в следующий бак с тяжёлой жидкостью 1400 кг/м3 и повторяют операции. Просушивают фракции в сушильном шкафу при температуре 50 оС до воздушно-сухого состояния. После обработки пробу подвергают химическому анализу на содержание золы, и, если необходимо, на содержание серы. Результаты фракционного анализа заносятся в специальную таблицу. По полученным результатам невозможно определить выход продуктов обогащения любой заданной зольности. Для этого используют кривые обогатимости - графическое изображение результатов фракционного анализа.
|
|
|
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Отобрать пробу угля массой 0,5 кг.
2. Загрузить пробу в бачок с сетчатым дном
3. Бачок с пробой опустить в ёмкость с раствором плотностью 1300 кг/м3.
4. Пробу перемешать сетчатым черпаком.
5. Сетчатым черпаком удалить из бачка всплывшую фракцию (-1300 кг/м3).
6. Тщательно промыть всплывшую фракцию водой для удаления остатков раствора хлористого цинка.
7. Всплывшие фракции высушить и взвесить.
8. Бачок с утонувшей фракцией (более 1300 кг/м3) вынуть из ёмкости с раствором плотностью 1300 кг/м3.
|
|
|
9. Дать стечь раствору хлористого цинка.
10. Бачок с сетчатым дном и материалом опустить в ёмкость с раствором плотностью 1400 кг/м3.
11. Операции по расслоению пробы угля в растворах плотностью 1400, 1500, 1600 и 1800 кг/м3 осуществлять в той же последовательности, что и в растворе плотностью 1300 кг/м3 (п.п. 4-10).
12. После окончания расслаивания пробы в растворе плотностью 1800 кг/м3 утонувшую фракцию также промыть водой, высушить и взвесить.
13. Результаты расслаивания занести в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 - Результаты фракционного анализа угля
| Плотность фракций, кг/м3 | γкл, % | Аd,% | Сумарные выходы фракций | |||
| всплывших | утонувших | |||||
| γкл, % | Аd,% | γкл, % | Аd,% | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| -1300 | γ1 | Аd1 | γ<1300 | Аd <1300 | 100,0 | Аdср |
| 1300-1400 | γ2 | Аd2 | γ<1400 | Аd <1400 | γ>1300 | Аd >1300 |
| 1400-1500 | γ3 | Аd3 | γ<1500 | Аd <1500 | γ>1400 | Аd >1400 |
| 1500-1600 | γ4 | Аd4 | γ<1600 | Аd <1600 | γ>1500 | Аd >1500 |
| 1600-1800 | γ5 | Аd5 | γ<1800 | Аd <1800 | γ>1600 | Аd >1600 |
| +1800 | γ6 | Аd6 | 100,0 | Аdср | γ>1800 | Аd >1800 |
| Всего: | 100,0 | Аdср | - | - | - | - |
14. Определить зольности фракций, провести расчет выходов и зольности всплывших и утонувших фракций.
|
|
|
15. По данным таблицы 2.1 построить кривые обогатимости: λ - зольности элементарных фракций; ß - зольности концентрата; θ - зольности отходов; δ - плотности (рис. 4.2).
16. По кривым обогатимости определить заданные технологические показатели и составить теоретический баланс продуктов гравитационного обогащения.
 |
Таблица 4.2 - Теоретический баланс продуктов обогащения
| Продукт | γ, % | А, % |
| Концентрат | γк-т | Аdк-т |
| Промпродукт | γпп | Аdпп |
| Отходы | γотх | Аdотх |
| Всего: | 100,0 | Аdср |
Порядок расчетаВыход фракций различной плотности определяется отношением массы материала соответствующей фракции к массе всей пробы, подвергаемой фракционному анализу:
, % (4.2)
Полученные значения заносятся в таблицу 4.1 (графа 2). Сумма выходов всех фракций должна быть равна 100%. Показатели зольности
для каждой плотности определяют по результатам химического анализа материала соответствующей плотности. Результаты анализа заносятся в графу 3. Значения средней зольности всей пробы 
определяют по формуле: 
, (4.3)
Графа 4 заполняется последовательным суммированием сверху вниз выходов элементарных фракций по данным графы 2:
γ<1300 = γ1, γ<1400 = γ1 + γ2, γ<1500 = γ1 + γ2 + γ3, (4.4, 4.5, 4.6)
γ<1600 = γ1 + γ2 + γ3 + γ4, γ<1800 = γ1 + γ2 + γ3 + γ4 + γ5, (4.7, 4.8)
Графа 5 заполняется данными расчетной средней зольности всплывших фракций сверху вниз (по данным граф 2 и 3)
, 
(4.9, 4.10)
(4.11, 4.12)
(4.13)
γ>1800 = γ6, γ>1600 = γ6 + γ5, γ>1500 = γ6 + γ5 + γ4, (4.14, 4.15, 4.16)
γ>1400 = γ6 + γ5 + γ4 + γ3, γ>1300 = γ6 + γ5 + γ4 + γ3 + γ2, (4.17, 4.18)
Графа 7 заполняется данными расчетной средней зольности всплывших фракций сверху вниз (по данным граф 2 и 3)
, 
(4.19, 4.20)
(4.21, 4.22)
(4.23)
По данным таблицы 4.1 выполняется построение кривых обогатимости. Построение кривых лучше осуществлять на миллиметровой бумаге или с помощью математических модулей программ ПК.Кривая обогатимости λ. На оси ординат откладываются в масштабе суммарные выходы всплывших фракций (графа 4). Начало отсчета по оси всплывших фракций - сверху. Из точек, соответствующих указанным выше выходам на оси ординат, проводятся вспомогательные линии параллельные оси абсцисс, и на этих линиях откладываются в масштабе зольность элементарных фракций (графа 3). В рамках выхода каждой фракции из указанных выше точек проводим линии, параллельные оси ординат. Через середины этих линий проводим плавную кривую λ так, чтобы площади заштрихованных криволинейных треугольников были равновеликими.Кривая концентрата β. На вспомогательных линиях откладываются в масштабе соответствующие значения средней зольности всплывших фракций (графа 5). Полученные точки соединяются плавной кривой β, начало которой должно совпадать с началом кривой λ.Кривая отходов θ. На вспомогательных линиях откладываем снизу в масштабе значения средней зольности утонувших фракций (графа 7). Полученные точки соединяем плавной кривой θ, конец которой должен совпадать с концом кривой λ, а начало – с концом кривой β на верхней стороне квадрата поля построения кривых.Кривая плотности δ. На верхней горизонтальной стороне квадрата (принимается за ось плотности) откладываются в масштабе (справа налево) плотность фракций: 1300, 1400, 1500, 1600 и 1800 кг/м3. Через эти точки проводим вертикальные линии до пересечения с соответствующей вспомогательной линии выходов. Полученные точки соединяем плавной кривой δ.Определение теоретического баланса осуществляется в следующей последовательности. Необходимо задаться зольностью концентрата и отходов. По данным практики для соответствующей марки угля задаемся
= 7,0 % и 
= 85,0 %. Эти данные сразу заносятся в таблицу 4.2. По кривым β и θ соответственно определяем выход концентрата и отходов. После последовательность действий отражена на рис. 4.2 пунктирными стрелками и линиями. Найденные значения выходов заносятся в таблицу 4.2. Выход и зольность промежуточного продукта определяются по формулам: γпп = 100 - γк-т - γотх (4.24)
Зольность определятся из уравнения баланса:
100 ∙ Аdисх = γк-т ∙ Аdк-т + γпп ∙ Аdпп + γотх ∙ Аdотх (4.25)
Аdпп = (100 ∙ Аdисх - γк-т ∙ Аdк-т - γотх ∙ Аdотх) / γпп (4.26)
Полученные результаты заносятся в таблицу теоретического баланса продуктов гравитационного обогащения (табл.4.2). .
Содержание отчетаВ отчете по лабораторной работе должны быть приведены: определение и назначение фракционного анализа, цель работы, методика и схема проведения анализа, результаты фракционного анализа в виде табл. 4.1, кривые обогатимости на миллиметровой бумаге, результаты определения теоретически возможных продуктов разделения гравитационного обогащения в виде табл. 4.2, выводы по проделанной работе.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 3923; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!