Реология пульпы является важным фактором в работе классификаторов. На нее может оказывать влияние несколько факторов, таких как содержание твердого, химический состав пульпы, температура. Реология при классификации в гидроциклоне может также зависеть от таких конструктивных параметров как размеры пескового и сливного отверстий.
|
Гидроциклон является основным классификатором при обогащении (рис.1). Хорошо известно, что реология пульпы играет важную роль при обогащении [1-4]. Реологический эффект при работе гидроциклонов очевиден [5]. Последние исследования показали, что вязкость имеет основательное влияние на размер граничного зерна в гидроциклонах [6]. Вследствие важности воздействия вязкости на работу циклов минерального обогащения производятся химикаты для того чтобы модифицировать реологию пульпы. Предполагается изучить возможное изменение в конструктивных и технологических параметрах гидроциклона для того, чтобы достичь наилучшей работы. Такие изменения включают изменения диаметра песковой насадки, концентрации твердого в питании и добавки различных реологических модификаторов с изменением их дозировки.
 |
|||
|
|||
Целью исследования была попытка применить новейшие методики для улучшения эффективности сепарации и достижения наиболее тонкой граничной крупности d50.
Гидроциклоны известны как наиболее широко применяемые в горной отрасли переработки минерального сырья как классифицирующие устройства вследствие их низких эксплуатационных затрат и высокой производительности. Было решено, что исследование будет проведено с использованием гидроциклонов D=100 мм., для достижения тонкой классификации. В настоящем исследовании было решено, что будет изучаться влияние изменений в реологии и химии питающей пульпы путем добавки определенных модификаторов на работу классификатора. Также один из конструктивных параметров, а именно диаметр песковой насадки был выбран наряду с такой технологической переменной как содержание твердого в питании, для достижения оптимальной работы гидроциклона.
Как заявлялось ранее, предметом исследования были изменения реологии пульпы и ее влияние на классификацию. Также исследования были проведены путем добавок двух реагентов, содового додецил сульфата (SDS) и NALCO 9762. Рассмотрено также влияние трех параметров на работу гидроциклона, а именно диаметра песковой насадки, концентрации твердого в питании и дозировки реагента модификатора вязкости. Детали экспериментов и наблюдений рассматриваются ниже.
Эксперименты производились на угольных частицах крупностью -100 мкм в питании. Предварительные тесты были проведены для исследования различных дозировок SDS при низких концентрациях твердого. Позднее была проведена экспериментальная программа, основанная на трехуровневой статистической методики Вох-Веникена, которая включает 17 общих экспериментов. Эксперименты по сепарации были также проведены при более высоких концентрациях с модификатором вязкости для достижения большего извлечения твердого в песковый продукт.
Детали параметрического исследования по влиянию на работу гидроциклона даны в таблице 1. Был проведен детальный статистический анализ данных. Такой анализ определил, что байпасс значительно снижается с увеличением концентрации модификатора вязкости. Также модификатор (SDS) улучшает эффективность классификации путем снижения ожидаемого значения. Когда использовался самый маленький диаметр песковой насадки при умеренном уровне твердого в питании, модификатор значительно снижал размер граничного зерна и увеличивал выход песков. Эти наблюдения привели к следующей стадии экспериментов с малым диаметром песковой насадки и более высокой концентрации твердого в питании с целью достижения более высокого извлечения твердого в песковый поток с присутствием нежелательного состояния именуемого как «приближение к забивке песковой насадки».
Результаты, полученные при малом диаметре песковой насадки и более высоких концентрациях твердого в питании, суммированы в таблице 2. «Приближение к забивке песковой насадки», которое представляет собой условие высокого содержания твердого в песковом потоке, устраняет присутствие воздушного столба. Это наблюдалось во всех этих случаях без модификаторов вязкости, исключая 10 % твердого в питании. Однако в тесте при использовании модификатора вязкости «приближение к забивке песковой насадки» не возникало даже при значительно более высоких давлениях на входе. При 10 % содержания твердого в питании никакого значительного снижения размера граничного зерна с модификатором не наблюдалось. Однако, при концентрациях твердого в питании между 12,5 и 18 % по массе условия «приближения к забивке песковой насадки» были устранены путем добавки в каждом случае модификатора, и достигалось существенное снижение границы разделения по крупности при улучшении эффективности классификации. Например, как показано в таблице 2, концентрация твердого в песках около 54% была достигнута даже при высокой концентрации твердого в питании 18% без условия «приближения к забивке песковой насадки». Это также показало, что извлечение воды в пески могло быть снижено с использованием модификаторов при устранении условия «приближения к забивке песковой насадки». При значениях концентрации твердого в питании, которые обычно используются на углеобогатительных фабриках, дополнительные добавки содового додецил сульфата (SDS) снижают размер граничного зерна и улучшает эффективность классификации. При мелких значениях диаметра песковой насадки, циклон может работать при больших значениях % твердого без «приближения к забивке песковой насадки» с добавкой модификаторов. При очень больших содержаниях твердого в питании (12-18%) добавка реологических модификаторов устраняет «приближение к забивке песковой насадки», улучшает прогноз и снижает размер граничного зерна.
Для определения влияния нижних потоков были проведены флотационные опыты с использованием SDS. Результаты показали, что модификаторы вязкости не влияют на скорость флотации и её селективность.
Таблица 1
Условия эксперимента и результаты для трехуровневой статической программы, в которой был использован в качестве модификатора вязкости содовый додецил сульфат (SDC).
|
№ п/п |
Диаметр песковой насадки (мм) |
Дозировка SDC (кг/т) |
% твердого в питании |
Выход песков (%) |
d50 (мкм) |
Байпасс (%) |
Показатель потерь качества разделения |
|
1 |
16,6 |
0,0 |
5 |
68,98 |
36,00 |
12,50 |
0,361 |
|
2 |
16,6 |
1,0 |
5 |
68,99 |
36,00 |
7,50 |
0,278 |
|
3 |
16,6 |
0,5 |
7,5 |
66,78 |
43,80 |
9,90 |
0,457 |
|
4 |
16,6 |
0,5 |
7,5 |
66,36 |
42,80 |
10,50 |
0,491 |
|
5 |
16,6 |
0,5 |
7,5 |
65,96 |
45,00 |
10,00 |
0,433 |
|
6 |
16,6 |
0,5 |
7,5 |
65,51 |
44,00 |
14,50 |
0,398 |
|
7 |
16,6 |
0,5 |
7,5 |
66,04 |
44,00 |
11,00 |
0,455 |
|
8 |
16,6 |
0,0 |
10 |
67,40 |
43,00 |
11,50 |
0,454 |
|
9 |
16,6 |
1,0 |
10 |
66,83 |
40,50 |
10,00 |
0,386 |
|
10 |
12,7 |
0,0 |
7,5 |
61,27 |
52,00 |
9,80 |
0,490 |
|
11 |
12,7 |
1,0 |
7,5 |
67,61 |
42,50 |
8,50 |
0,277 |
|
12 |
12,7 |
0,5 |
5 |
69,57 |
37,50 |
8,50 |
0,300 |
|
13 |
12,7 |
0,5 |
10 |
68,51 |
39,00 |
11,00 |
0,324 |
|
14 |
20,5 |
0,0 |
7,5 |
79,66 |
31,10 |
17,50 |
0,428 |
|
15 |
20,5 |
1,0 |
7,5 |
80,22 |
29,20 |
22,70 |
0,389 |
|
16 |
20,5 |
0,5 |
5 |
79,61 |
29,00 |
22,20 |
0,379 |
|
17 |
20,5 |
0,5 |
10 |
84,14 |
25,50 |
30,00 |
0,422 |
Таблица 2
Преимущества модификатора вязкости при высоких нагрузках по твердому в песковом потоке 100 мм. классифицирующего циклона при использовании относительно небольших песковых отверстий (12,7 мм); SDS = содовый додецил сульфат и Nalco – 9762 = модификатор.
|
Добавка модификатора |
Дозировка (кг/т) |
% твердого в питании |
% твердого в песках |
% твердого в сливе |
|
Нет |
0,0 |
10 |
52,94 |
6,59 |
|
Нет |
0,0 |
12,5 |
55,96 |
9,18 |
|
Нет |
0,0 |
15 |
57,15 |
11,94 |
|
Нет |
0,0 |
18 |
59,17 |
14,89 |
|
SDS |
0,8 |
18 |
52,83 |
13,91 |
|
SDS |
0,8 |
15 |
52,56 |
11,11 |
|
SDS |
0,8 |
12,5 |
49,94 |
8,62 |
|
SDS |
0,8 |
10 |
48,05 |
6,57 |
|
Нет |
0,0 |
10 |
50,08 |
6,29 |
|
Нет |
0,0 |
12,5 |
51,53 |
8,53 |
|
Нет |
0,0 |
15 |
52,93 |
11,11 |
|
Нет |
0,0 |
18 |
51,64 |
14,67 |
|
Nalco-9762 |
0,3 |
18 |
54,13 |
14,2 |
|
Nalco-9763 |
0,3 |
15 |
52,98 |
12,32 |
|
Nalco-9764 |
0,3 |
12,5 |
52,47 |
8,97 |
|
Nalco-9765 |
0,3 |
10 |
50,29 |
6,56 |
Список литературы
- Андреев Е.Е., О.Н. Тихонов Дробление, измельчение и подготовка сырья к обогащению // Учебник для Вузов. – СПб.: СПГГИ (ТУ), 2007. – 439 с.
- Линч А. Дж. Циклы дробления и измельчения. - М.: “Недра”, 1981. – 343 с.
- Klimpel, R.R., Slurry Rheology Influence on the Performance of Mineral / Coal Grinding Circuits, Mining Engineering, 1982. – December. – S. 1665–1669.
- Klimpel, R.R., Slurry Rheology Influence on the Performance of Mineral / Coal Grinding Circuits – Part 2, Mining Engineering, 1983. – January. – S. 21–26.
- Agar, G.E. and Herbst, J.A., The Effect of Fluid Viscosity on Cyclone Classification, Trans AIME, 235. – 1966. – S. 145-149.
- Kawatra S.K., Bakshi A.K. and Rusesky M.T., Effect of Viscosity on the Cut Size of Hydrocyclone Classifiers, Minerals Engg., 9,8. – 1996. – S.881-891.
