Практическая работа "Расчет технологических параметров флотации угля"

ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ

Тема занятия: Расчет технологических параметров флотации угля

Цель занятия:

Методическая: Совершенствовать методику проведения практического занятия. Использование компьютерных средств контроля знаний

Дидактическая:

Научить студентов рассчитывать технологические параметры флотации.

Развивать умение владеть технической терминологией, развивать умение работать самостоятельно.

Воспитательная: Формировать интерес к будущей профессии.

Вид занятия: практическая работа

Формы и методы: практическое занятие с использованием интерактивных методов проведения, которые способствуют активизации учебной деятельности студентов

Межпредметные связи:

Обеспечивающие: основы горного производства.

Обеспечиваемые: охрана труда.

Методическое обеспечение: учебная и рабочая учебная программа по дисциплине «Переработка и обогащение полезных ископаемых» дидактически-методическое обеспечение для выполнения практических работ; методическая разработка занятия.

Технические средства обучения:компьтеры, мультимедийное оборудование.

Литература:

Основная: 1 . Золотко А.А., Самылин Н.А. «Обогащение угля» Г.; . Недра, 1972г

2. Артюшин С.П. «Обогащение угля» Г.; Недра, 1975г.

Дополнительная: 1. Братичак М.М., Пинаев С.В. «Химия и технология переработки угля» Львов.; «Бескид Бит», 2006г.

СТРУКТУРА ЗАНЯТИЯ:

1. Организационный момент 1 мин

2. Сообщение цели и темы занятия 1 мин

3. Мотивация познавательной деятельности студентов 2 мин

4. Актуализация знаний 15 мин

5. Постановка цели и задач 2 мин

6. Инструктаж 3 мин

7. Работа по выполнению работы 30 мин

8. Проверка выполненной работы 3 мин

9. Тестирование 15 минут 10. Домашнее задание 1 мин

11. Подведение итогов занятия (оценка и комментарий) 6 мин

ХОД ЗАНЯТИЯ

1. Организационный момент

1.1 Приветствие студентов, проверка присутствия студентов.

1.2 Проверка готовности студентов.

2. Ознакомление с темой и целью занятия

2.1 Тема : «Расчет технологических параметров флотации угля».

2.2. Цель: Усовершенствовать методику проведения практического занятия

Использование компьютерных средств контроля знаний

Научить студентов рассчитывать технологические параметры процесса . флотации.

Развивать умение владеть технической терминологией, развивать умение . работать самостоятельно

3. Мотивация познавательной деятельности студентов

4. Актуализация знаний

4.1 Что называется технологическими параметрами флотации?

4.2 От чего зависит стадия метаморфизма угля?

4.3 Как влияет крупность угля на флотируемость?

4.4 Как влияет состав минеральных примесей на флотируемость?

4.5 Что называется реагентным режимом флотации?

4.6 От чего зависит время флотации?

5. Постановка цели и задач

По исходным данным построить кривые флотируемого.

При заданной зольности концентрата определить выход концентрата.

Рассчитать зольность отходов и время флотации.

6. Инструктаж

6.1 Ознакомиться с инструкциями

6.2 По исходным данным построить кривые флотируемого.

6.3 При заданной зольности концентрата определить выход концентрата.

6.4 Рассчитать зольность отходов и время флотации.

7. Выполнения задания.

8. Итоговый контроль выполненной работы.

Сбор отчетов, проверка, защита работ.

9.Тестирование (с использованием компьютерной программы Tester)

10. Домашнее задание.

Л.2 (249-256 )

11. Заключительная часть.

Объявление и комментарий оценок. Итоги

Практическая работа № 1

Тема : Расчет технологических параметров флотации угля.

Цель работы: Научиться рассчитывать технологические параметры флотации.

Ход работы

1 Ознакомиться с теоретическими сведениями.

2 По исходным данным построить кривые флотируемого.

3 Выбрать флотационную машину.

4 Рассчитать количество флотационных машин.

5 Ответить на вопросы теста

Теоретические сведения.

Технологические параметры процесса флотации

К технологическим параметрам флотации относятся: свойства флотируемого угля, плотность пульпы, степень аэрации пульпы, реагентный режим, время флотации и производительность машины, p_H пульпы, способ удаления концентрата и схема флотации.

Свойства флотируемого угля. К основным свойствам угля, что влияет на процесс флотации, относятся: стадия метаморфизма, петрографический состав, крупность, окисленность, состав минеральных примесей и обогатимость.

Крупность частиц угля. Флотируемость угля снижается с увеличением его крупности. Частицы угля крупнее 0,5 мм легко отрываются от пузырьков воздуха и попадают в отходы, в результате чего их зольность снижается.

Окисленность угля. Флотируемость угля ухудшается с увеличением окисленности поверхности частиц. Это объясняется увеличением на поверхности частиц кислородсодержащих групп, которые усиливают гидрофильность частиц. . Состав минеральных примесей. Главными составными частями минеральных примесей являются кремнезем, глинозем, окиси железа и кальция.

Обогатимость угля. С повышением категории обогатимости флотируемость угля снижается.

Плотность пульпы измеряется: отношением массы твердого к массе воды Т: Ж или г = Ж: Т; содержанием твердого в 1 л пульпы в г/л или содержанием твердого в %.

С увеличением плотности пульпы повышается производительность флотационной машины, снижаются расходы реагентов на единицу объема пульпы, электроэнергии и воды. Однако при чрезмерном увеличении плотности пульпы снижается аэрация пульпы и ухудшается флотация крупных частиц в результате их отрыва от пузырьков воздуха при столкновении с соседними частицами. При флотации разбавленных пульп получается концентрат высшего качества, но производительность машины снижается.

В практике плотность пульпы принимают р = 5 - 10 или Т == 100 - 160 г / л.

Аэрация пульпы. В современных флотационных машинах механического типа расход воздуха составляет 1-1,3 /мин на 1 объема машины.

Максимальный размер пузырьков воздуха в механических машинах колеблется от 0,8 до 1 мм и зависит от конструкции аэратора, качества и количества реагентов-вспенивателей.

Реагентный режим. Под реагентным режимом флотации понимают подбор реагентов, их расход, порядок и место подачи в процесс и время контакта реагентов с пульпой. Реагентный режим на фабрике устанавливается режимной картой.

Время флотации и производительность флотационных машин.

Временем флотации называется продолжительность пребывания пульпы в машине. Оно зависит от свойства флотируемого угля, плотности пульпы, степени аэрации пульпы, количества и качества используемых реагентов.

Время флотации устанавливают опытным путем. Оно колеблется от 5 до 9 минут.

Оптимальное время флотации может быть установлено опытами дробной флотации.

Дробной флотацией называется разделение пробы угля на отдельные части по времени флотации.

Дробную флотацию осуществляют в лабораторной флотационной машине, где получают отдельные порции концентрата через определенные интервалы времени. Результаты дробной флотации оформляют в виде таблицы, по данным которой строят кривые флотируемого.

По результатам дробной флотации (табл. 1) построить кривые флотируемого и при заданной зольности концентрата А_ск = 8% определить выход концентрата, выход и зольность отходов и время флотации.

Заполняем графы 4 и 5 табл. 1 последовательным суммированием сверху вниз и находим среднединамичную зольность суммарных выходов:

выход и зольность концентрата за 1-у минуту записываем из граф 2 и 3;

выход и зольность концентрата за 2-ю минуту определяем:

Заполняем графы 4 и 5 табл. 1 последовательным суммированием сверху вниз и находим среднединамичную зольность суммарных выходов:

2. Заполнение граф 6 и 7 производится снизу вверх аналогично заполнению граф 4 и 5.

3. Построение кривых флотируемого λ, βі θ.

4. Построение кривой времени флотации t производим по данным граф 1 и 4 табл. 1.

5. Определяем выход концентрата. На оси абсцисс откладываем в масштабе зольность концентрата А_ск = 8% и проводим линию, параллельную оси ординат, до пересечения с кривой β. Через точку пересечения проводим демаркационную линию. Выход концентрата отсчитываем сверху γ_к = 84%. 6. Определяем выход и зольность отходов. Отсчитываем снизу к демаркационной линии ₀= 16%. Зольность отходов отсчитываем на оси абсцисс от точки пересечения демаркационной линии с кривой θ: А_со = 63%.

7. Время флотации отсчитываем от точки пересечения демаркационной линии с кривой t: t = 4,2 мин.

Производительность флотационной машины определяется временем флотации, достаточным для получения кондиционных продуктов обогащения.

Время флотации равно

где — число камер в машине;

— объем одной камеры, м³;

— объем пульпы, поступающей вместе с воздухом, м³/ч;

— объем поступающей пульпы, м³/ч;

— объем засасываемого в машину воздуха, м³/ч;

Коэффициентом аэрации называется отношение количества засасываемого в машину воздуха к общему объему пульпы:

В машинах механического типа 0,30—0,35.

Так как

то

где — коэффициент, учитывающий аэрацию пульпы. Получаем время флотации

Производительность флотационной машины по пульпе

Объем пульпы, поступающей в машину,

где — объем твердого в пульпе, м³/ч;

— объем воды, м³/ч;

— плотность твердого, т/м³;

— количество твердого, т/ч;

— плотность пульпы.

Произво­дительность флотационной машины по твердому

Число флотационных машин

где 1,15;

— количество твердого, поступающего на флотацию, т/ч;

— производительность одной машины, т/ч.

Выбрать флотационную машину. Рассчитать число флотационных машин для флотации шлама. Исходные данные в таблице 2.

Тесты

1 Флотация

а) процесс обогащения мелких классов угля, основанный на разнообразной смачиваемости водой поверхности угля и породы;

б) процесс обогащения мелких классов угля, основанный на различной плотности угля и породы;

в) процесс обогащения угля, основанный на магнитных свойствах породы.

2 Процесс, сущность которого заключается в том, что во флотационной машине частицы угля, плохо смачивающихся водой, при встрече с пузырями воздуха прилипают к ним и всплывают на поверхность пульпы называется :

а) масляной флотацией;

б) плёночной флотацией;

в) пенной флотацией.

3 Частицы, которые плохо смачиваются водой, называют:

а) гидрофобными;

б) гидрофильными;

в) полярными.

4 Собиратели имеют назначение:

а) образовывать пену:

б) увеличивать гидрофобность частиц угля и обеспечивать быстрое и прочное прилипание их к пузырям воздуха;

в) регулировать процесс пенообразования.

5 Природные или синтетические химические соединения, которые при введении в суспензию углей или глинистых шламов могут образовывать механические связи между частицами твердой фазы и вызывать благодаря этому ускоренное осаждение частиц называются:

а) флокулянтами;

б) адсорбентами;

в) пенообразователями.

6 Схема прямой флотации изображена на рисунке

а) а;

б) б;

в) в.

7 Время флотации колеблется в пределах :

а) 1-5;

б) 5-9;

в) 10-15.

8 Концентратом называется

а) продукт, в котором содержание сростков угля с породой более высокое, чем в исходном питании;

б) продукт, в котором содержание горючей массы более высокое, чем в исходном питании;

в) продукт, в котором содержание негорючих компонентов более высокое, чем в исходном питании и промпродукте.

9 Производительность флотационной машины определяется:

а) числом камер в машине;

б) объему пульпы;

в) временем флотации.

10 Флотационные машины какого типа применяют на углеобогатительных фабриках

а) механические;

б) пневматические;

в) пневмомеханические.

15