II- THIẾT BỊ TUYỂN CỦA PHƯƠNG PHÁP TUYỂN
bằng máy lắng và máy phân ly trong môi trường nặng
tuyển nổi) đối với các cấp hạt than khác nhau;
- Tách và phân loại bùn than mịn và bùn sét;
- Chu trình bùn nước khép kín. Hệ thống chuẩn bị than bao gồm trình tự các cơng đoạn từ khâu tiếp nhận than từ mỏ đến khâu vận chuyển vào nhà tuyển chính, cụ thể là: tiếp nhận than - tách kim loại và gỗ - phân loại sơ bộ - đập - dự trữ vào bunke - hòa hợp (phối than) - chuyển vào nhà tuyển chính.
Các phương pháp tiếp nhận than gồm: trực tiếp từ mỏ qua trục tải skip và băng chuyền; bằng các toa xe mở đáy hoặc các toa xe tự lật dỡ tải xuống các hầm than; bằng ô tô; bằng đường ống dẫn than dạng bùn.
Việc tách kim loại được thực hiện bằng các thiết bị hút sắt chuyên dụng. Thực chất, chúng là các hệ thống điện từ (mâm điện từ, tang điện từ, phân ly điện từ).
Việc phân loại sơ bộ và đập được thực hiện tùy theo công nghệ cụ thể đã được chọn. Để phân loại sơ bộ, người ta sử dụng các kiểu sàng khác nhau như sàng ghi, sàng trục, sàng rung, sàng tang trống (sàng ống). Đập than có thể thực hiện bằng máy đập hàm, máy đập nón, máy đập trục, máy nghiền tang trống, máy đập búa và máy đập rôto.
Việc trữ than được tiến hành trong các bunke tiết diện vng, đáy hình chóp hoặc nghiêng và trong các bunke định lượng – dự trữ hình trụ dạng silơ. Để tránh làm than vỡ vụn thêm, người ta sử dụng cơ cấu rút than theo bậc hoặc theo đường xoắn.
II- THIẾT BỊ TUYỂN CỦAPHƯƠNG PHÁP TUYỂN PHƯƠNG PHÁP TUYỂN TRỌNG LỰC
1- Máy lắng
Lắng là phương pháp phân tách hỗn hợp các hạt khoáng vật (vật liệu vào tuyển) theo khối lượng riêng trong dịng sóng nước (hoặc khơng khí nếu là tuyển bằng khí) lên xuống thẳng đứng theo chu kỳ. Phương pháp tuyển lắng được sử dụng một cách rộng rãi để tuyển cấp hạt 100 đến 0,5 mm (đôi khi từ 100 đến 0 mm) đối với than, từ 50 đến 0,25 mm đối với quặng kim loại đen và kim loại màu. Tuy nhiên, để nâng cao hiệu quả tuyển, nên tuyển theo một số cấp riêng rẽ. Ví dụ, đối với than theo hai cấp: than cục sẽ tiến hành tuyển ở cấp hạt 100 đến 13 mm, than cám ở cấp hạt 13 đến 0,5 mm. Tuyển lắng
TUYỂN TRỌNG LỰC
bằng máy lắng và máy phân ly trong môi trường nặng trong môi trường nặng
TS. LA VĂN TỬU; KS. LÊ VĂN LỢI Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ Viện Cơ khí Năng lượng và Mỏ
Nghiên cu &Trin khai
đa phần là một q trình liên tục. Trong đó xảy ra đồng thời việc chất tải vật liệu vào máy, phân tách các hạt trong dịng sóng nước xung động và dỡ sản phẩm.
Ưu điểm nổi bật của quá trình tuyển lắng là hiệu quả phân tách cao, một ưu thế nữa của tuyển lắng là có thể tuyển khơng cần phân cấp (cỡ hạt dưới 30 mm). Nhược điểm của tuyển lắng là cần sử dụng nhiều nước, đòi hỏi việc cấp liệu phải đều.
Năng suất của máy lắng phụ thuộc rất nhiều vào các thông số làm việc của máy và tính chất của vật liệu vào tuyển, trong đó gồm tần số xung của sóng nước lên xuống, tốc độ chuyển động dọc của các hạt vật liệu trong buồng lắng, độ cao của ngưỡng tràn, độ dày của lớp đệm, cấp hạt và khối lượng riêng của vật liệu phân tách, mức độ rời của vật liệu vào thời điểm treo lơ lửng trong dịng sóng nước. Năng suất máy tính theo sản phẩm nhẹ tràn qua ngưỡng tràn ứng với một đơn vị chiều rộng buồng lắng được tính theo cơng thức [1]:
Q = H.B.W.ρr.λ, kg/s (1) trong đó H- chiều cao lớp nước tràn, m;
B- chiều rộng ngưỡng tràn, m; W- vận tốc dòng nước tràn, m/s;
ρr- khối lượng riêng của sản phẩm nhẹ, kg/m3;
λ- nồng độ thể tích của sản phẩm nhẹ trong nước tràn (nhỏ hơn 1).
H và B là các số liệu bảng, trị số tùy thuộc vào cấp hạt của vật liệu vào tuyển.
Máy lắng gồm nhiều kiểu kết cấu khác nhau theo sự chỉ định cho việc tuyển các cấp hạt khác nhau, nhưng nguyên lý phân tách hạt khống vật thì tương tự nhau.
Theo đặc điểm cấu tạo, máy lắng được phân chia thành các loại sau:
- Máy lắng piston;
- Máy lắng khơng piston (buồng khí dưới lưới và buồng khí bên hơng); - Máy lắng màng lắc (lắc đứng, lắc ngang);
- Máy lắng với tấm lưới chuyển động
Máy lắng điều khiển thủ công đã được biết đến từ lâu. Máy lắng piston đã được sử dụng ở đầu thế kỷ 18 tại vùng mỏ Harz (nước Đức) để tuyển quặng chì, do đó nó cịn có tên gọi là
máy lắng piston Harz. Vào năm 1867, một kỹ sư người Pháp tên là Marceau đã chế tạo và đưa vào sử dụng máy lắng piston dẫn động bằng cơ khí. Cịn vào năm 1892, F.Baum (người Đức) đã sáng chế ra máy lắng kích thích xung sóng nước bằng khí nén (khơng piston). Về sau này để tuyển quặng cấp hạt nhỏ, đã xuất hiện máy lắng màng lắc.
Máy lắng với tấm lưới chuyển động được sử dụng hạn chế, chỉ để tuyển quặng mangan. Ưu điểm nổi trội của thiết bị này là lượng nước tiêu thụ ít.
Máy lắng piston cũng không được sử dụng rộng rãi do năng suất riêng thấp, lượng nước và điện năng tiêu thụ lớn. Loại máy này đã bị thay thế hoàn tồn bằng máy lắng khơng piston.
Máy lắng màng lắc có ưu điểm là hành trình màng lắc không đổi nên đảm bảo chế độ “rắn” cho xung sóng nước. Nhược điểm của nó là năng suất có hạn, khơng có khả năng tăng diện tích tấm lưới, vì nếu tăng thì nhịp xung đều của mơi trường nước có thể bị phá vỡ. Máy lắng màng lắc, như đã nói ở trên, được sử dụng chính trong cơng nghệ tuyển quặng.
Máy lắng khơng piston là kiểu máy hoàn thiện hơn cả về mặt kết cấu và tính năng cơng nghệ. Kiểu
máy này được sử dụng chủ yếu để tuyển than, cũng dùng để tuyển quặng nhưng rất ít.
Mặt cắt ngang của một máy lắng không piston đơn giản như thể hiện trên Hình 1. bao gồm một buồng chứa đầy nước, buồng này chia làm hai ngăn thông nhau, ngăn tập trung vật liệu vào tuyển I và ngăn tạo xung sóng nước II (đối với máy lắng với tấm lưới cố định) [1,2]. Ngăn tập trung vật liệu có lắp tấm lưới 1 để vật liệu vào tuyển lắng đọng lên đó. Trong ngăn tạo xung có cơ cấu làm cho mặt nước chuyển động tịnh tiến lên xuống theo chu kỳ. Vật liệu vào tuyển rơi xuống nước lên trên mặt lưới và được vận chuyển dọc theo máy, phân bố đều theo một lớp. Lớp này được gọi là lớp đệm tự nhiên. Nó bao hàm cả khối hạt khống vật, sản phẩm trung gian và đá thải. Nước được dẫn vào máy theo hai dòng: dòng vận tải và dòng dưới mặt lưới
Nhờ bộ tạo xung sóng nước, dịng nước chuyển động lên xuống qua các khe lỗ của tấm lưới. Trong quá trình tác động của dòng nước lên xuống nhiều lần, lớp đệm bị phân lớp, các hạt khống vật nhẹ bị dịng nước đi lên đẩy lên trên cùng, còn các hạt nặng hơn, dưới tác động của lực trọng trường thắng được sức cản của mơi
Hình 1- Sơ đồ nguyên lý của một số kiểu máy lắng
a- Máy lắng với tấm lưới chuyển động; b- Máy lắng piston; c- Máy lắng màng lắc; d- Máy lắng không piston;
Nghiên cu &Trin khai
trường nước sẽ tập trung ở những lớp dưới. Do có dịng chảy của dịng nước làm chức năng vận tải, lớp đệm chuyển dịch dọc theo máy đến mép dỡ tải của tấm lưới (vùng 2). Tại đó diễn ra quá trình dỡ sản phẩm theo từng lớp riêng.
Máy lắng khơng piston ba buồng kiểu OM (Liên Xơ cũ) có hình dạng kết cấu như trên Hình 3
Tại Nhà máy Tuyển than Cửa Ơng II (Cẩm Phả, Quảng Ninh), vào thời kỳ đầu đưa vào hoạt động (năm 1975) đã sử dụng máy lắng kiểu ODZ do Ba Lan chế tạo. Sau này, vào đầu những năm 90 thế kỷ trước, nhà máy tuyển than II đã được nâng cấp, hiện đại hố theo cơng nghệ của hãng BMCH
(Bulk Material Coal Handling Pty. Ltd- Australia). Khi đó trong dây chuyền cơng nghệ tuyển chính của nhà máy đã sử dụng máy lắng JIG. Nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng (Hòn Gai) được đưa vào vận hành năm 1997 cũng sử dụng loại máy lắng này. Máy lắng JIG cho hiệu quả tuyển cao nhờ xung sóng nước có chế độ điều khiển mềm, đặc biệt việc thải đá được điều khiển tự động bằng khí ép.