Фракционный анализ

Рисунок 3 - Кривые характеристики угля

Кривая λ показывает распределение зольности по элементарным слоям угля в зависимости от выхода фракции определенной плотности. Кривая β является производной кривой λ, она показывает зависимость суммарного выхода всплывших фракций от их зольности. Построение кривой β осуществляется двумя методами - графическими по кривой λ и по суммарной зольности всплывших фракций. Графический метод в практике исследования углей не используется, так как он более сложен и менее точен, чем построение кривой по данным фракционного анализа. 
Нанесение на диаграмму рис. 3 кривой β осуществляется по данным табл. 1: на оси абсцисс откладывается суммарная зольность всплывших фракций, а на оси ординат - суммарный выход тех же фракций сверху. 
Кривая θ является также производной кривой λ и характеризует зависимость суммарного выхода утонувших фракций от их зольности. Она строится по суммарным данным (табл. 1) утонувших фракций (см. рис. 3). 
Кривая δ характеризует зависимость суммарного выхода всплывших фракций от плотности разделения. Для ее построения плотность фракций откладывается на верхней оси абсцисс диаграммы (см. рис. 3). 
Вид этих кривых изменяется с изменением свойств угля, поэтому они являются наиболее характерными выразителями обогатимости углей.

Таблица 2 - Данные для построения суммарных кривых

Фракция плотности, кг/м3	Выход, %	Зольность, %	Суммарные фракции
			всплывшие		утонувшие
			выход, %	зольность, %	выход, %	зольность, %
Класс 0-100 мм
< 1300	59,84	1,7	59,84	1,7	85,12	18,2
1300-1400	4,41	8,4	64,25	2,16	25,28	57,4
1400-1500	1,75	17,3	66,00	2,57	20,87	87,9
1500-1600	1,36	26,9	67,36	3,06	19,12	72,4
1600-1800	1,74	40,1	69,10	4,00	17,76	75,9
1800-200	1,66	57,2	70,76	5,24	16,02	79,6
> 2000	14,36	82,2	85,12	18,20	14,36	82,2
Итого	85,12	18,2	-	-	-	-
Продукт обесшламливания	2,12	7,7	-	-	-	-
Класс > 100 мм
Уголь	7,54	2,06	-	-	-	-
Порода	5,22	84,10	-	-	-	-
Всего	100,00	20,21	-	-	-	-

Однако изучение одного класса углей не дает полной характеристики обогатимости всего угля. Для получения данных об обогатимости всего угля строятся суммарные кривые (см. табл. 2, рис. 4). 
Эти кривые не только показывают распределение золы по всем классам донного угля, но и позволяют получить теоретический баланс продуктов обогащения, т. е. выхода и зольности концентрата, промежуточного продукта и отходов.

Рисунок 4 - Суммарные кривые характеристики угля

Суммарная ступенчатая кривая λ строится на основании теоремы Рейнгардта. Предположим, имеется подвергаемый обогащению расслоенный уголь крупностью 0-100 мм, нерасслоенный класс крупнее 100 мм; и продукт обесшламливания. Предположим, что необогащенный уголь представляет собой совокупность зерен одной и той же зольности, равной средней зольности данного угля. Кривая в таком случае будет выражаться прямой, параллельной ординате выхода и отложенной от нее на расстоянии средней зольности. На рис. 4 нанесена кривая λ₁ расслоенного угля и нерасслоенных продуктов λ₂, λ₃ и λ₄, совокупность выходов которых равна 100%. 
Принцип построения суммарных диаграмм состоит в следующем: в самой верхней части кривой λ должны располагаться наиболее малозольные зерна смеси. Сравнивая кривые λ₁, λ₂, λ₃ и λ₄ видим, что самые малозольные элементарные слои имеет уголь I, следовательно, они и должны лечь в верхнюю часть суммарной кривой λ, т.е. - это будет участок кривых λ₁ и λ до точки а. 
После нанесения па суммарную кривую λ верхних фракций плотности угля I, от элементарного слоя О'О до слоя а'а должны быть отложены все элементарные слои угля II с их средней зольностью. Они имеют вид прямоугольника а'аb'b, сторона которого аb, равная λ₂, будет участком суммарной ступенчатой кривой λ. Затем должны быть отложены элементарные слои угля I вплоть до того элементарного слоя, зольность которого равна средней зольности угля III, т.е. до элементарного слояс'с. Участок кривой λ₁ от элементарного слоя b'b до с'с переносится параллельно себе на расстояние аb(λ₂) по вертикали. 
Аналогично углю II наносятся на суммарную кривую все слои угля III от слоя с'с до слоя d'd, где cd = λ₃. Участок кривой λ от точки d до е на суммарной кривой также переносится параллельно участку кривой λ₁. Дальнейшее построение кривой λ осуществляется уже описанным образом. 
Так как ступенчатая кривая λ является по существу обыкновенной кривой λ, характеризующей смесь углей, естественно, к ней могут быть применены все рассуждения и приемы построения производных кривых - всплывших фракций β и утонувших θ.  
Кривые β и θ могут быть построены известным графическим методом, однако проще и точнее сделать это по суммарным зольностям всплывших и утонувших фракций. 
Устаревшие данные фракционных анализов углей по эксплуатационным пробам не могут быть использованы из-за их несоответствия характеристике разрабатываемых в настоящее время угольных пластов и больших колебаний показателей зольности и выходов фракций плотности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература:

1. Фоменко Т.Г., Бутовецкий В.С., Погарцева Е.М. Исследование углей на обогатимость. - М.:"Недра", 1978. - С. 52-59.
2. Новожилов И.В. Фракционный анализ  М.: МГУ, 1991. - 190 с.
3. Митрофанов С. И., Барский Л. А., Самыгин В. Д., Исследование полезных ископаемых на обогатимость. М., 1974.
4. Козин В.З., Тихонов О.Н. Опробование, контроль и автоматизация обогатительных процессов. М.: Недра, 1990.
5. Разумов К.А., Перов В.А. Проектирование обогатительных фабрик. М.: Недра, 1982.
6. Справочник по обогащению руд. В 3 т. М.: Недра, 1993.
7. Справочник по обогащению углей. М.: Недра, 1996.
8. Шохин В.Н., Лопатин А.Г. Гравитационные методы обогащения. М.: Недра, 1991.