1.2.Метод Бэрда

Метод Бэрда впервые был изложен в 1928 г. на второй между­народной угольной конференции в Питтсбурге, а затем в 1931 г. несколько дополнен.

Сущность метода заключается в том, что ре­шающим фактором, определяющим обогатимость углей, является количество материала, которое содержится в известных пределах выше и ниже принятой плотности

разделения данного угля на со­ставляющие компоненты. Пределы отклонения от разделительной плотности приняты Бэрдом на основании

экспериментальных данных равными ±100 кг/м³. Например, если разделительная плот­ность равна 1500 кг/м³, то все сводится к определению количества материала, содержащегося в пределах плотности 1400—1600 кг/м³. Если один уголь содержит этой фракции 5%, а другой 15%, то первый уголь будет обогащаться легче второго.

При этом свободная порода (с плотностью выше 2000 кг/м³) Бэрдом исключается из рассмотрения. Такое исключение чистой по­роды необходимо во избежание получения ошибочного представле­ния о действительной обогатимости угля, так как наличие случайно попавших при добыче угля кусков чистой породы из кровли или почвы сказывается на величинах, характеризующих этот уголь. Допустим, что при наборе пробы в уголь попало 10% породы из кровли. Уголь в этом случае будет более зольным, а выход концентрата уменьшится. Между тем разделительная его способность не уменьшилась, так как добавленная чистая порода легко отделяется. Однако количество фракции ±100 кг/м³, расположенной вблизи разделительной плотности, окажется меньше, что может привести к ложному выводу о более легкой обогатимости этого угля.

Кривая отклонения ±100 кг/м³ графически строится следующим образом [68]. На диаграмме (рис.4) наносятся кривые зольностей элементарных слоев λ , средней зольности концентрата β, средней зольности отходов θ и плотностей δ .

Параллельно оси ординат проводится ряд вертикалей, соответ­ствующих плотностям: 1200, 1300, 1400, 1500, 1600 кг/м³ и т. д. с

интервалом в 100 кг/м³. Эти вертикали пересекают кривую δ.

Если, например, точку с пересечения кривой δ с вертикалью 1400 кг/м³ (рис.4) спроектировать на вертикаль 1200 кг/м³ в точ­ке т, то отрезок та на вертикали 1200 кг/м³ (проекция кривой сbа) даст весовой процент частиц

материала с плотностью 1200— 1400 кг/м³. Отрезок па (проекция кривой bа) даст весовой процент частиц материала с плотностью 1200—1300 кг/м³. Отрезок пт (проекция кривой bc) — весовой процент частиц материала с плот­ностью 1300—1400 кг/м³.

Зольность

Рис.4. Кривая Бэрда, построенная графическим путем:

1 — кривая средних зольностей концентрата β; 2 — кривая элементарных зольностей λ ; 3 — кривая средних зольностей отходов θ; 4 — кривая Бэрда;5 — кривая плотностей δ

Если вести разделение рассматриваемого угля по плотности 1300 кг/м³ (демаркационная линия АВ), то отрезок та характери­зует собой содержание в обогащенном угле материала, плотность которого отклоняется на ±100 кг/м³ от разделительной плотности, принятой в данном случае равной 1300 кг/м³.

Откладывая отрезок та на вертикали .плотности 1300 кг/м³ вниз от точки b₁ получаем отрезок b₁b₂. Аналогично этому откладыва­ются отрезки:

c₁c₂ = ab по вертикали плотности 1400 кг/м³;

d₁d₂ = rc по вертикали плотности 1500 кг/м³;

f₁f₂ = vl по вертикали плотности 1700 кг/м³;

l₁l₂ = td по вертикали плотности 1600 кг/м³;

q₁q₂ — zf по вертикали плотности 1800 кг/м³.

Таким образом, на всех вертикалях плотностей получились от­резки, длина которых выражает в данном угле весовой процент материала с плотностью, отличающейся на ±100 кг/м³ от плотно­сти, обозначенной каждой вертикалью.

Точки b₂, c₂, d₂, l₂, f₂ и q₂ соединяются плавной линией, которая называется кривой ± 100 кг/м³, или кривой Бэрда.

Об обогатимости (о степени трудности обогащения) данного угля при принятой плотности разделения судят по величине от­резков, отсекаемых на кривой ± 100 кг/м³ вертикальной линией, проходящей через точку данной плотности. Чем больше отсекае­мый отрезок, тем больше содержание близких по плотности зерен к разделительной плотности и тем труднее обогатимость этого угля.

Поправка на содержание чистой породы плотностью более 2000 кг/м³ делается следующим образом. Если в угле содержится 15% материала с плотностью более 2000 кг/м³, тогда остаток более легкого материала составляет 85%. Следовательно, поправочный коэффициент будет равен

=1,18

При отсчете отрезков по кривой Бэрда получаемые значения должны быть увеличены на величину поправочного коэффициента, т.е. на 1,18.

Кривая Бэрда легко строится и по данным фракционного ана­лиза углей (табл. 1)

Таблица 1.

Фракционный анализ угля

Плотность фракций, кг/м^3	Элементарные фракции		Суммарные фракции
	Выход, %	Зольность, %	Выход, %	Зольность, %
Менее 1300 1300-1400 1400-1500 1500-1600 1600-1700 1700-1800 1800-1900 1900-2000 Более 2000	45,4 24,6 7,5 3,0 2,5 2,0 2,0 1,5 11,5	2,9 9,1 20,6 29,9 38,0 46,0 62,5 66,5 71,5	45,4 70,0 77,5 80,5 83,0 85,0 87,0 88,5 100,0	2,9 5,1 6,7 7,6 8,5 9,3 10,3 11,2 18,1
Итого	100,0	18,1

Примечание. Выход фракции менее 1250 кг/м³ принят 15%.

На диаграмме (рис.5) строятся кривые зольности обогащенно­го угля и плотностей δ. По кривой плотностей отсчитывается про­центное содержание материала в пределах плотностей 1800— 2000 кг/м³ (±100 кг/м³ плотности 1900 кг/м³). В данном случае количество этого материала составляет 3,5% от исходного. Коли­чество материала с плотностью более 2000 кг/м³ составляет 11,5%.

Поправка на чистую породу составит

=1,13

Следовательно, содержание материала фракции 1800—2000 кг/м³ будет не

3,5%, как указано выше, а

3,5 1,13 = 4,05%.

Т аким образом определяют и другие точки кривой Бэрда, соответствующие плотностям 1800; 1700 кг/м³ и т. д.

Результаты этих подсчетов сведены в табл. 2.

Цифры последней колонки табл. 2, характеризующие величи­ну отклонений ±100 кг/м³, откла­дываются в виде отрезков на вер­тикалях соответствующих плот­ностей. Соединяя полученные точки плавной кривой, получаем кривую Бэрда.

Рис.5.Кривая Бэрда, построенная аналитическим путем:1— кривая зольностей концентрата β ; 2 — кривая ±100 кг/м³; 3 — кривая плотностей δ

Таблица 2

Подсчитанные отклонен ±100 кг/м³

Плотность кг/м^3	Отсчеты выходов по кривой Анри				Величина отклонения ±100 кг/м^3 (в % ве­сового выхода)
	для плотности +100 кг/м^3		для плотности -100кг/м^3		Без поправки	С поправкой
	плотность, кг/м^3	выход, %	плотность, кг/м^3	выход, %	на материал тяжелее плотности 2000 кг/м^3
1900	2000	88,5	1800	85,0	3,5	4,05
1800	1900	87,0	1700	83,0	4,0	4,52
1700	1800	85,0	1600	80,5	4,5	5,08
1600	1700	83,0	1500	77,5	5,5	6,22
1500	1600	80,5	1400	70,0	10,5	11,86
1400	1500	77,5	1300	45,4	32,1	36,27
1350	1450	74,0	1250	15,0	59,0	66,70

Бэрд предложил следующую градацию трудности обогатимости углей:

Показатель Степень Пригодность методов обогащения

кривой трудности

±100 кг/м³

Применимы все методы. Хорошая 0—7% Легкая производительность машин

Применимы методы с высокой эффек-

7—10% Средняя тивностью. Производительность ма-

шин хорошая

10—15% Трудная Применимы методы с высокой

эффективностью. Производительность

машин сегодня - средняя

15—20% Очень Применимы методы с высокой

трудная эффективностью

Производительность машин — низкая.

Требуется хороший контроль

20—25% Исключи - Применимы методы лишь с очень

тельно высокой эффективностью.

трудная Производительность машин—низкая.

Требуется хороший контроль

Выше 25% Почти Может быть осуществлено лишь на

непреодолимая установках с исключительно высокой

эффективностью при чрезвычайно

хорошем надзоре и регулировке

Очевидно, что чем больше материала, плотность которого близ­ка к разделительной плотности, тем труднее будет протекать про­цесс разделения. Но один этот фактор еще не определяет пол­ностью степень трудности

разделения угля.

Принятый интервал отклонения, равный +100 и —100 кг/м³ от плотности разделения, является условным и не подтвержден спе­циальными исследованиями. Не исключено, что в зависимости от метода обогащения трудными, например, являются зерна в интерва­ле ±150 кг/м³ или в интервале ±50 кг/м³ от плотности разделения. Это может влиять на величину отклонений и, следовательно, на точность оценки исследуемого угля. Но если даже допустить, что принятый интервал отклонений является правильным, то и в этом случае одинаковые по величине отклонения угли могут быть неоди­наковыми по трудности обогащения. При одной и той же величине отклонений для двух разных углей характер распределения может быть разным.

Следовательно, обогатимость угля определяется не только

количеством фракций с плотностью, близкой к разделительной, но и характером распределения зольности в остальной части материала.

Кроме того, метод Бэрда не учитывает крупность зерен угля,

которая при разделении также играет немаловажную роль.

Несмотря на указанные недостатки, метод Бэрда все же явля­ется одним из наиболее приемлемых для практического использования.