воды.
Перечисленные достоинства тяжелосредного метода обогащения относятся к технологии обогащения как крупного, так и мелкого угля и угольного шлама. Обогащение крупного угля в магнетитовой суспензии осуществляется в тяжелосредных сепараторах, мелкого угля и угольного шлама – в тяжелосредных гидроциклонах.
Условия разделения частиц обогащаемого угля в тяжелой среде определяется соотношением сил, действующих на частицу: силы тяжести Fg и подъемной (архимедовой) силы FА, с учетом сил сопротивления среды и механического взаимодействия частиц при их соприкосновении. Равнодействующая G сил, действующих на частицу в неподвижной среде:
С учетом того, что Fg = Vδчg и FА = Vδсg, где V – объем частицы; δч и δч – плотность частицы и среды; g – ускорение свободного падения, получим
Возможны три условия разделения частиц: δч > δс; δч < δс и δч = δс. В первом случае G > 0 и частица тонет, во втором G < 0 и частица всплывает, в третьем G = 0 и частица находится во взвешенном состоянии.
С уменьшением размеров зерен снижается разность скоростей их падения и резко возрастает время, необходимое для их разделения.
Интенсифицировать процесс обогащения мелких зерен угля можно в поле действия центробежных сил, возникающих при вращательном движении суспензии. Центробежную силу Fц, действующую на частицу, определяют по формуле
где m – масса частицы; ω – окружная скорость вращения; r – радиус вращения; ω2/r – центробежное ускорение.
С учетом того, что m = Fg /g и ω = 2πrn/60, где n – частота вращения, получим
Подставив числовые значения для π и g, окончательно получим
Из полученного выражения следует, что значение центробежной силы в значительно большей степени зависит от частоты вращения суспензии, чем от радиуса вращения тела.
Для разделения мелкого угля по плотности в центробежном поле используют тяжелосредные гидроциклоны. Мелкий уголь вместе с суспензией (с определенной скоростью и под давлением) тангенциально вводят в гидроциклон. Плотность разделения угля в тяжелосредном гидроциклоне может быть равной ил выше плотности суспензии, подаваемой в него вместе с углем. Частицы угля, плотность которых меньше плотности разделения, удаляются из гидроциклона вместе с суспензией через сливной патрубок, а частицы с большей плотностью разгружаются через песковую насадку гидроциклона.
Плотность разделения в тяжелосредном сепараторе соответствует плотности магнетитовой суспензии, подаваемой в сепаратор.
Плотность разделения в тяжелосредном двухпродуктовом гидроциклоне может превышать плотность магнетитовой суспензии примерно на 20 % за счет расслоения утяжелителя.
Степень расслоения частиц утяжелителя зависит также от
