Документ. Магнитное обогащение
 Скачать 82.44 Kb.
|
|
На чём основаны гидрохимические процессы? Из каких стадии состоят гидрохимические процессы? Какие процессы включает в себя химическое обогащение? Что такое выщелачивание? Как можно увеличить скорость выщелачивания? Какие существуют способы выщелачивания? Как осуществляется чановое выщелачивание? В чем заключается преимущество автоклавного выщелачивания? В чем заключается сущность перколяционного способа выщелачивания? Как осуществляется кучное выщелачивание? В чем заключается сущность подземного выщелачивания? Каким образом отделяют растворы выщелачивания от твердого вещества? Как осуществляется выделение металлов и их соединении из раствора? Для каких руд прменяется радиометрическое обогащение? Какие виды обогащение по физико-химическим свойствам минералов Вы знаете? Лекция №16 Тема: Сгущение Общие сведения и классификация процессов сгущения. . Дренирование. Сгущение. Основные термины: сгущение, обезвоживание, влажность, дренирование, центрифугирование, коагуляция, флокуляция, радиальный сгуститель, обесшламливание, магнитные дешламаторы, пластинчатый сгуститель 16.1. Общие сведения и классификация процессов сгущения Обезвоживанием называется процесс удаления воды (влаги) из продуктов, содержащих твердую и жидкую фазы. В практике обогащения полезных ископаемых наибольшее распространение имеют процессы, происходящие в водной среде. Конечные продукты обогащения (концентраты и отвальные хвосты), как правило, содержат много влаги. Влажность W, %, определяют отношением массы воды в продукте к массе влажного исходного продукта: W=100(Q1-Q2)/Q1 (16.1) Где Q1-масса влажного продукта; Q2 -масса сухого продукта. В зависимости от содержания влаги (воды) продукты подразделяют на жидкие (обводненные), мокрые, влажные, воздушно-сухие, сухие и прокаленные. Жидкие продукты (например, пульпа) характеризуются большим разжижением и текучестью. Влаги в них содержится не менее 40 %. Мокрые продукты содержат меньше воды (от 15 до 40 %), чем жидкие. Характеризуются свободным течением воды. Влажные продукты являются промежуточными между мокрыми и воздушно-сухими. Содержание влаги в них составляет от 5 до 20 %. Они нетекучи. Воздушно-сухие продукты удерживают гигроскопическую влагу адсорбционными силами на поверхности частиц в виде молекулярной пленки. Содержание удерживаемой материалом влаги определяется физическими и физико-химическими свойствами веществ (пористость, смачиваемость и др.). Сухие продукты содержат только внутреннюю (конституционную влагу). Повышенная влажность концентратов создает большие трудности при их транспортировке на металлургические заводы (особенно зимой), увеличивает транспортные расходы и удорожает их дальнейшую металлургическую переработку. Предельные нормы влажности рудных концентратов, отправляемых железнодорожным транспортом в зимнее время, составляют, %: для концентратов магнетитовых руд -2-4; гематитовых и мартитовых руд -3-5; бурых железняков -4-6; флотационных концентратов руд цветных металлов -5-12; для угольных концентратов установлена влажность не более 5 % в зимнее время и не более 8-10 % в летнее время. Отвальные хвосты обогатительных фабрик в большинстве случаев также сильно обводнены, что удорожает их подачу в хвостохранилище (в случаях отсутствия самотечного транспорта) и требует создания хвостохранилищ большой вместимости. При организации на фабриках полного водооборота вода отделяется от твердой фазы и в случае необходимости подвергается химической или иной обработке. Для обезвоживания продуктов обогащения используют следующие процессы: дренирование, сгущение, фильтрование, центрифугирование и термическую сушку. Для обезвоживания крупнозернистого материала достаточно операции дренирования, при которой избыток воды удаляется самотеком. Из тонкозернистого материала влага удаляется труднее и для его обезвоживания требуется несколько последовательных операций. Для обезвоживания такого материала обычно применяется следующая типовая схема: сгущение до влажности 30-50 %; фильтрование с получением осадка влажностью 10-15 % и сушка. В зависимости от требования потребителя к концентратам или технологии дальнейшего обогащения промпродуктов на фабрике влажность высушенного материала составляет от 0,5 до 5 %. 16.2. Дренирование Дренированием называется процесс удаления гравитационной влаги из кускового и крупнозернистого материала путем естественного просачивания влаги под действием силы тяжести в промежутках между отдельными зернами. Дренирование осуществляется в обезвоживающих элеваторах, механических классификаторах, грохотах, обезвоживающих бункерах и на дренажных складах. Обезвоживающие ковшовые элеваторы применяются для транспортирования и обезвоживания продуктов обогащения, получаемых в отсадочных машинах, и для выдачи продуктов из отстойников (например, из баггер-зумпфов). Они устанавливаются под углом 60-70° к горизонту и выдают материал влажностью 25-30 % и ниже. Применяются для обезвоживания продуктов крупностью не менее 2 мм. Обезвоживание продуктов в механических классификаторах происходит по мере их транспортирования по днищу классификатора. В зависимости от крупности материала и режима работы классификатора можно получать продукты влажностью 15-25 %. Для обезвоживания продуктов в широком диапазоне крупности -от кусков до шламов -применяются грохоты тех же типов, что и для грохочения. В качестве рабочих поверхностей обезвоживающих грохотов чаще всего используются щелевидные сита из профилированной латунной или стальной проволоки. Перемещение материала по ситу грохота значительно интенсифицирует дренирование. Обезвоживание в бункерах осуществляется главным образом на углеобогатительных фабриках. Эти бункеры представляют собой железобетонные ячейки прямоугольной (в плане) формы с пирамидальной нижней частью и выпусками, оборудованными специальными затворами с перфорированными отверстиями для стока воды. Дренажные склады представляют собой сооружения большой вместимости, выполненные из бетона и железобетона, с наклонным дном, в котором проложены дренажные канавы. Они применяются для удаления влаги из материала после предварительного его сгущения в отстойниках. Время обезвоживания -до 24 ч и более. В результате обезвоживания влажность снижается с 30 до 8,5 %. 16.3. Сгущение Сгущением называется процесс обезвоживания обводненных тонкозернистых продуктов путем осаждения твердых частиц и выделения жидкой фазы в виде осветленного слива. Процесс осуществляется в различного типа отстойниках, сгустительных воронках и цилиндрических сгустителях. При сгущении в отстойниках, конических и цилиндрических сгустителях (рис. 14.1) осаждение происходит под влиянием силы тяжести, при этом в условиях установившегося режима в верхнем слое сгустителя образуется зона осветления А, в средней части -зона осаждения Б и внизу -зона уплотнения осадка Г. Иногда между двумя последними зонами выделяют промежуточную зону В. В зоне осветления движение твердых частиц происходит в разжиженных пульпах по законам свободного падения в водной среде со скоростью, зависящей от размера и плотности частиц. В средней зоне происходит накапливание частиц, в результате чего создаются стесненные условия падения. При этом мелкие частицы задерживают осаждение более крупных, их скорости падения выравниваются, и частицы в этой зоне осаждаются сплоченной массой. Внизу находится зона уплотнения осадка. В этой зоне вода выжимается из осадка под давлением вышележащих частиц и перемещается снизу вверх, скорость осаждения частиц практически становится равной нулю, плотность осадка достигает максимума и составляет 43-44 % по объему. Рис. 16.1. Зоны осаждения пульпы в сгустителях Удельную площадь сгущения (в м2 на 1 т твердого материала в сутки) можно определить по формуле S=(R-)/(), (16.1) Где R -разжижение пульпы, соответствующее определяющему содержанию твердого; -разжижение конечного (сгущенного) продукта; -скорость осаждения твердого при разжижении R, м/сут; -плотность жидкой фазы пульпы, т/м3 ; R, и - определяются экспериментально. Глубина сгустителя определяется по формуле H = h1 + h2 + h, (16.2) Где h1, h2, и h -высота соответственно зоны осветленной жидкости, зоны пульпы начальной плотности (h1 = 0,3 0,9 м и h2 =0,3 0,6 м) и зоны уплотнения. Высота зоны уплотнения определяется по формулt H = t(1/ + Rср/)/(24s), (16.3) Где t -время пребывания твердой фазы в зоне уплотнения, ч; -плотность твердого, т/м3 ; Rср -среднее разжижение в зоне уплотнения (определяется экспериментально). Для ускорения сгущения в пульпу добавляют специальные реагенты, вызывающие коагуляцию или флокуляцию, т.е. слипание мельчайших минеральных частиц и образование относительно крупных, быстро осаждающихся агрегатов. Наиболее известными реагентами-флокулянтами являются синтетические высокомолекулярные вещества: полиакриламид, гипан, сепаран, аэрофлоки и др. Наиболее широко для сгущения различных продуктов на отечественных обогатительных фабриках применяются цилиндрические (радиальные) сгустители. На железорудных фабриках, перерабатывающих магнетиговые руды, для обесшламливания пульпы перед магнитной сепарацией применяются магнитные дешламаторы. Радиальный сгуститель (рис. 16.2) представляет собой цилиндрический чан с механической выгрузкой сгущенного осадка. В зависимости от устройства приводного механизма сгустители бывают с периферическим и центральным приводом. Сгустители с центральным приводом могут быть одно-, двух- и многоярусными, т.е. с одним или несколькими чанами, установленным один над другим, с общим центральным приводом. Рис.16.2. Одноярусный радиальный сгуститель с центральным приводом: 1-чан; 2-сливной желоб; 3-загрузочная воронка; 4-разгрузочное отверстие для сгущенного продукта; 5-центральный вал; 6-гребки, 7-монтажная площадка; 8-привод; 9-подъёмный механизм, 10-указатель перегрузки сгустителя. Радиальные сгустители с центральным приводом выпускаются с чаном диаметром от 2,5 до 18 м; сгустители с периферическим приводом имеют чан диаметром от 18 до 100 м и более. Исходная пульпа по пульпопроводу подается в сгуститель через загрузочную воронку, нижняя кромка которой находится ниже уровня пульпы в чане. Твердые частицы, содержащиеся в пульпе, осаждаются на дно чана, а осветленная вода переливается через сливной порог в кольцевой периферический желоб, откуда поступает в зумпф для осветленной воды. Сгущенный осадок с помощью гребковой рамы непрерывно перемещается по дну чана от периферии к центру, где разгружается насосом и далее транспортируется по пульпопроводам для последующей переработки в соответствии со схемой технологического процесса. Вращение гребковой рамы осуществляется соответственно от центрального или от периферического привода. Магнитные дешламаторы и гидросепараторы по своему устройству во многом аналогичны радиальным сгустителям. Отличаются от них тем, что в питающую коробку этих аппаратов встроена магнитная система. Под влиянием создаваемого магнитного поля частички магнетита, содержащиеся в поступающей пульпе, намагничиваются, укрупняются, образуя флокулы, и быстро осаждаются, а несфлокулированные тонкие немагнитные частицы удаляются со сливом в периферический кольцевой желоб. Магнитные дешламаторы изготавливаются с чашей диаметром от 5 до 12,5 м. Рис. 16.3. Пластинчатый сгуститель: I -емкость; 2, 7 -пластины; 3 -бак; 4 -загрузочное устройство осадка; 6 -бункер: 8 -разгрузка слива Пластинчатый сгуститель (рис. 16.3) представляет собой емкость 1 с многочисленными наклонными пластинами 2, 7, которые расположены на некотором расстоянии друг от друга и образуют своего рода каналы. Исходная пульпа 4 подается в бак 3, где смешивается с флокулянтами, и движется снизу вверх между пластинами, благодаря чему движение потока приобретает лами-нарный характер. Твердые частицы под влиянием равнодействующей скорости потока и силы тяжести оседают на поверхности пластин каждого канала и соскальзывают вниз в бункер 6, откуда выгружается сгущенный шлам 5. Освобождаемая от твердых частиц жидкость (слив) 8 движется вверх и удаляется через сборный желоб. Таким образом, осаждаемые частицы проходят незначительное расстояние между соседними пластинами. Преимущества сгустителей с наклонными пластинами заключаются в высокой производительности при небольшой занимаемой площади, отсутствии движущихся частей, незначительном износе деталей и малых эксплуатационных расходах. Такие сгустители изготавливают с эффективной поверхностью осаждения 50; 100; 250; 1000 м2. Угол наклона пластин составляет 45-55°. Для изготовления корпуса аппарата и пластин применяется обычная или нержавеющая сталь, стеклопластик. Глубина сгустителя 2-3 м. Расстояние между пластинами обычно равно 50 мм. Контрольные вопросы 1. Какой процесс называется обезвоживанием? 2. В зависимости от содержания влаги (воды) продукты на какие виды деляться? 3. Дайте определение понятиям жидкий, мокрый, влажный, воздушно-сухой и сухо продукт 4. Какие процессы используются для обезвоживания продуктов обогащения? 5. Какой процесс называется дренированием? 6. Где осущестляется процесс дренирования? 7. Какой процесс называется сгущением? 8. Как происходит процесс сгущения в сгуститетях? 9. Какие вещества добавляются в пульпу для ускорения процесса сгущения? 10. Из каких основных частей состоит радиальный сгуститель? 11. В зависимости от устройства приводного механизма какие виды сгустителей существуют? 12. Расскажите принцип работы сгустителя 13. В чем отличие сгустителя от магнитного дешламатора? 14. Расскажите принцип работы пластинчатого сгустителя Лекция №17 Тема: Фильтрация. Сушка Фильтрование. Центрифугирование. Сушка Основные термины: фильтрование, осадок, кек, фильтрат, жидкая фаза, вакуум-фильтр, фильтроткань, фильтр-пресс, барабанный вакуум-фильтр, мешалка, полая цапфа, дисковый фильтр, пустотелый вал, сектор, ленточный вакуум-фильтр, цикл фильтрования, камерный фильтр-пресс, суспензия, центрифугирование, барабанная сушилка, сушка. 17.1. Фильтрование Фильтрованием называют процесс удаления жидкой фазы пульпы с помощью пористой перегородки под действием разности давлений, создаваемой разрежением воздуха или избыточным давлением. Твердые частицы, задержанные фильтрующей поверхностью, называются осадком (кеком), а прошедшие через перегородку воды фильтратом. В качестве фильтрующих перегородок используются специальные хлопчатобумажные, шерстяные, капроновые, нейлоновые и другие ткани, а также металлические сетки с отверстиями 0,15-0,25 мм. Выделение фильтрата осуществляется путем создания перепада давления по обеим сторонам фильтрующей поверхности (рис. 17.1). Под действием разности давлений Р=Р1-Р2 жидкая фаза проходит через поры ткани, а твердая – задерживается. С течением времени высота слоя суспензии Н будет уменьшаться, а толщина осадка h увеличиваться. Толщина фильтровальной ткани постоянна. Фильтрование будет продолжаться до тех пор, пока H не станет равной нулю. В этот момент высота слоя осадка h будет максимальной. После этого в течение еще некоторого времени поддерживают разрежение, чтобы подсушить осадок, а затем его выгружают и цикл фильтрования повторяют. H Рис. 17.1. Схема процесса фильтрования: 1 – корпус ванны: 2 – фильтровальная ткань; 3 – фильтрующая перегородка Скорость фильтрации жидкости зависит от разности давлений, высоты слоя, удельного сопротивления слоя и вязкости жидкости. В зависимости от способа создания перепада давлений различают вакуум-фильтры и фильтр-прессы. В зависимости от формы фильтрующей поверхности вакуум-фильтры подразделяются на барабанные (с внутренней и внешней фильтрующей поверхностью), дисковые и ленточные. Вакуум-фильтры широко применяются для обезвоживания продуктов обогащения при переработке различных рудных и нерудных полезных ископаемых. Барабанный вакуум-фильтр с наружной фильтрующей поверхностью (рис. 17.2) состоит из барабана 1, полых цапф 2, распределительных головок 3, ванны 4, мешалки 5 и привода 6. Вертикальная перегородка 8 делит барабан на две изолированные друг от друга секции. Внешняя поверхность барабана разделена на неглубокие ячейки, покрытые перфорированными решетками. Между решетками предусмотрены пазы, в которые резиновыми жгутами уплотняется фильтровальная ткань, поэтому ячейки изолированы друг от друга. Фильтроткань на барабане закрепляют с помощью мягкой стальной проволоки, которой обматывают барабан. Внутренняя полость барабана разделена в радиальном направлении на секции, каждая из которых соединена трубами 7 с цапфой. Барабан погружен в ванну, снабженную мешалкой для предотвращения осаждения частиц твердого. В боковой стенке ванны предусмотрены переливные патрубки, с помощью которых обеспечивают постоянный уровень пульпы в ванне. Вращение от электродвигателя через многоступенчатый редуктор передается на приводную шестерню, укрепленную на цапфе барабана. Барабан вращается на полых чугунных цапфах в подшипниках, укрепленных на торцевых стенках ванны. Рис. 17.2. Барабанный вакуум-фильтр с наружной фильтрующей поверхностью: 1 – барабан; 2 – полые цапфы; 3 – распределительные головки; 4 – ванна; 5 – мешалки; 6 – привод К торцам пустотелых цапф пружинами прижаты распределительные головки со сменными шайбами, которые служат для подключения внутренних секций фильтра к вакуум-проводам и трубам, подающим сжатый воздух и отводящим фильтрат. Процесс фильтрования осуществляется по следующей схеме. Пульпу подают в ванну фильтра, где качающимися гребками частицы твердого поддерживаются во взвешенном состоянии. В зоне А секторы барабана находятся под разрежением, поэтому на поверхности фильтроткани откладывается слой осадка. Вода проходит через поры фильтроткани и попадает во внутреннюю полость барабана, откуда отводится через распределительную головку. Зона Б – зона подсушки осадка. Под действием вакуума через осадок просасывается воздух, вытесняя влагу, содержащуюся в порах. Зона В – зона отдувки осадка. Секторы, находящиеся в этой зоне, подключаются к магистрали сжатого воздуха, который отдувает осадок с поверхности фильтроткани. В зоне Г происходит регенерация фильтровальной ткани. Поры ткани очищаются от частиц твердого с помощью подачи воды или сжатого воздуха. Барабанные фильтры с внешней фильтрующей поверхностью, как и дисковые фильтры, изготавливают в обычном (типа БОУ, ДУ) и кислотостойком (БОК, ДК) исполнении для фильтрования тонкозернистых материалов с верхним пределом крупности 65-70 % класса -0,074 мм. Для фильтрования материалов большей крупности используют барабанные вакуум-фильтры с внутренней фильтрующей поверхностью, лен точные вакуум-фильтры и план-фильтры. В барабанных вакуум-фильтрах с внутренней фильтрующей поверхностью фильтрующие секции общей площадью от 10 до 40 м2 расположены на внутренней поверхности сплошного барабана диаметром 2,7 м и длиной от 1,2 до 5,2 м. Дисковый вакуум-фильтр (рис. 17.3) состоит из полого вала 1 с укрепленными на нем дисками 2, распределительной головки 3, устройства для съема осадка 5, ванны 6, привода 7 и мешалки 4. Диски собираются из секторов, которые сообщаются патрубками 8 с продольными внутренними каналами вала. Боковые стороны дисков образуют фильтрующую поверхность. Рис. 17.3. Дисковый вакуум-фильтр: 1 – полый вал; 2 – диски; 3 – распределительная головка; 4 – мешалки; 5 – устройство съема осадка; 6 – ванна; 7 – привод Секторы вставляют в специальные гнезда пустотелого вала и крепят к нему при помощью шпилек с накладками. К торцам вала, как и у барабанного вакуум-фильтра, прижимаются с помощью пружин распределительные головки. При числе дисков менее шести фильтр снабжается одной распределительной головкой. Вал с дисками опущен в ванну с фильтруемой суспензией. Ванна фильтра со стороны входа секторов в пульпу при работе фильтра имеет карманы, на обеих сторонах которых установлены ножи, армированные резиной или изготовленные из конвейерной ленты. Ножи зачищают поверхность фильтроткани от не отделившегося при отдувке осадка. Принцип работы дискового вакуум-фильтра такой же, как и у барабанного с наружной фильтрующей поверхностью. Пульпу подают в ванну, снабженную переливной трубой. При вращении дисков на поверхности секторов, погруженных в пульпу, происходит набор осадка, затем по мере выхода секторов из суспензии осуществляется подсушка осадка и его съем с поверхности фильтровальной ткани. Ленточный вакуум-фильтр (рис. 17.4) представляет собой бесконечную резиновую ленту 5 с отверстиями, покрытую фильтротканью и натянутую на приводной 1 и натяжной 6 барабаны. Борта ленты скользят со скоростью 0,01-0,167 м/с по двум направляющим планкам 3, а средняя ее часть прилегает к колосниковой решетке над вакуумной камерой 2, соединенной патрубками с коллектором для фильтрата. Пульпа поступает из питающего лотка 4, образующийся слой кека снимается ножевым устройством 9 на приводном барабане. Нижняя часть ленты, поддерживаемая роликами 7, может подвергаться промывке устройством 8 с целью регенерации фильтроткани. Вакуум-фильтры работают при вакууме 0,04-0,09 Мпа и давлении сжатого воздуха при отдувке кека до 0,05 Мпа. Удельная производительность их увеличивается, а влажность кека уменьшается с увеличением вакуума и температуры пульпы, крупности материала и содержания твердого в фильтруемой пульпе, при уменьшении содержания в ней шламистых частиц, забивающих поры фильтроткани. Рис. 17.4. Ленточный вакуум-фильтр: 1,6 – приводной и натяжной барабаны; 2 – вакуумная камера; 3 – направляющие планки; 4 – питающий лоток; 5 – лента резиновая; 7 – ролики; 8 – промывочное устройство; 9 – ножевое устройство Удельная производительность дисковых и барабанных фильтров с внешней фильтрующей поверхностью составляет 0,1 -2 т/(м2сут) при влажности кека 8-25 %, барабанных фильтров с внутренней фильтрующей поверхностью – 0,6-115 т/(м2сут) при влажности кека 10,5-14 %, ленточных и план- фильтров – 0,3-10 т/( м2 сут) при влажности кека 9-20 %. Фильтр-прессы – аппараты периодического действия, предназначенные для фильтрования отходов флотации и тонких шламов в тех случаях, когда другие виды фильтровального оборудования малоэффективны. Применяют фильтр-прессы двух видов: камерные и рамные. Камерный фильтр-пресс (рис. 17.5) состоит из пакета сжатых фильтровальных плит 1 с ребристыми углублениями на поверхности. Рис 17.5. Схема камерного фильтр-пресса: 1 – фильтровальные плиты; 2 – фильтровальная ткань; 3 – камеры; 4 – центральное отверстие; 5 – подвижная плита; 6 – отверстия для выпуска фильтра; 7 – труба исходного питания: 8 – неподвижная головная плита Плита имеет центральное отверстие 4. Фильтровальная ткань 2 покрывает плиту с обеих сторон и уплотняет плиты между собой. Две соседние, покрытые тканью плиты образуют камеры 3, соединенные между собой центральными отверстиями. Фильтровальные плиты опираются боковыми выступами на стяжные балки станины. Весь пакет плит сжат между двумя головными опорными плитами с помощью гидравлического или механического зажима. Цикл фильтрования начинается с закрытия камер. Фильтровальные плиты посредством подвижной плиты 5, толкаемой гидравлическим или механическим зажимом, передвигаются в сторону неподвижной головной плиты 8. Давление в механизме зажима выше рабочего давления в камерах, что обеспечивает надежное уплотнение в пакете. Следующая фаза – заполнение фильтра суспензией. Исходная суспензия нагнетается в сжатый пакет плит через трубу 7 и по центральным отверстиям поступает в камеры. Фильтрат проходит через ткань (из синтетических волокон), стекает по ребристым углублениям и выводится через нижние отверстия 6 плит к боковому каналу. Твердые частицы образуют в камерах осадок. Суспензию в фильтр-пресс подают плунжерными, винтовыми, мембранно-поршневыми или центробежными насосами. В начальный период фильтрования при заполнении камер суспензией насос работает с максимальной подачей при сравнительно невысоком давлении. После заполнения камер толщина осадка постепенно увеличивается, растет и сопротивление. В этот период суспензия подается при максимальном давлении. После заполнения камер осадком подача суспензии прекращается и через трубу 7 вводится сжатый воздух, удаляющий из пор остаточную влагу. Для выгрузки осадка плиты фильтра раздвигаются и осадок из открытых камер выгружается в бункер. В отечественной практике углеобогащения нашли применение камерные автоматические фильтр-прессы зарубежных фирм с площадью фильтрования 570-600 м2, обеспечивающие производительность 7-9 т/ч и влажность осадка 18—24 %. Преимущества фильтр-прессов – способность фильтровать тонкие шламы, низкая влажность осадка, практически чистый фильтрат. Недостатки – низкая производительность, сложность конструкции. 17.2. Центрифугирование Центрифугированием называют процесс обезвоживания мелких мокрых продуктов и разделения суспензии на жидкую и твердую фазы под действием центробежных сил. Машины для осуществления этих операций называют центрифугами, которые по принципу действия различаются как фильтрующие и осадительные. Применение центробежных сил при обезвоживании вызвано необходимостью ускорения процессов, проходящих недостаточно интенсивно или вообще не проходящих под действием сил тяжести. Фильтрующие центрифуги со шнековой выгрузкой осадка устроены следующим образом (рис. 17.6). Фильтрующий ротор 1 центрифуги вращается посредством клиноременной передачи от электродвигателя. Во внутренней полости фильтрующего ротора помещен шнековый ротор 2, который вращается в том же направлении, но с меньшей частотой. Благодаря этому укрепленные на шнековом роторе по спирали скребки 3 перемещают фильтруемый материал по стенкам ротора 1 вниз к разгрузке. Рис. 17.6. Схема фильтрующей шнековой центрифуги: (- частота вращения соответственно фильтрующего и шнекового роторов) Исходный влажный продукт поступает в центрифугу на верхнюю вращающуюся часть шнекового ротора, откуда центробежной силой отбрасывается на стенки фильтрующего ротора. Отсюда скребки шнека постепенно перемещают слой материала вниз к широкой части ротора. По мере передвижения твердой фазы по внутренней поверхности фильтрующего ротора происходит его обезвоживание и отделение воды центробежной силой через отверстия фильтрующей поверхности в камере кожуха центрифуги. Время продвижения обезвоживаемого продукта по ротору шнековой фильтрующей центрифуги обусловливается производительностью шнека (шагом витка и частотой вращения) и составляет несколько секунд. 17.3. Сушка Сушка – эго процесс обезвоживания материалов, в том числе продуктов обогащения, основанный на испарении влаги при нагревании. Сушка является заключительной стадией обезвоживания. К ней прибегают в тех случаях, когда необходимо предотвратить смерзание концентратов, удешевить их перевозку на большие расстояния или когда потребители концентратов ограничивают содержание влаги в таких пределах, которые не могут быть достигнуты сгущением и фильтрованием. Для сушки продуктов применяются сушилки различных типов: подовые печи, трубы-сушилки, шахтные, электрические, барабанные и печи для сушки в кипящем слое. На обогатительных фабриках наибольшее распространение получили барабанные сушилки. Барабанная сушилка прямоточного типа (рис. 17.6) представляет собой барабан 5 с бандажами 4, которыми он опирается на опорные ролики 7. Барабан устанавливается с наклоном под углом 1-7° в сторону разгрузочной камеры 6. Вращение барабана осуществляется от электродвигателя через редуктор 8, малую 9 и венцовую 3 зубчатые шестерни. Материал загружается через загрузочную трубу 2 со стороны топки 1. Внутренняя поверхность барабана оборудована насадками 10, осуществляющими разрыхление и подъем материала на некоторую высоту. Рис. 17.6. Барабанная сушилка: 1 – топка; 2 – загрузочная труба; 3 – венцовая зубчатая шестерня; 4 – бандаж; 5 – барабан; 6 – разгрузочная камера; 7 – опорные ролики; 8 – редуктор; 9 – шестерня Влажный материал по загрузочной трубе подается в барабан, туда же из топки поступает газ-теплоноситель. При соприкосновении горячего газа с материалом происходит испарение влаги, которая вместе с газом отводится естественной или принудительной (вентилятором) тягой. При вращении барабана материал постепенно перемещается к разгрузочной камере, из которой разгружается с влажностью 1-5 %. Сушка в трубах-сушилках применяется главным образом на углеобогатительных фабриках. Сушильная установка состоит из топки со смесительной камерой и вертикально установленной топки со смесительной камерой и вертикально установленной трубы длиной от 14 до 35 м и диаметром 650-1200 мм. Горячие газы засасываются из топки через нижний конец трубы вентилятором-дымососом и здесь же питателем забрасывается в трубу исходный материал. По мере продвижения материала вверх по трубе он высушивается и разгружается в циклон. Газы после очистки в батарейных циклонах или мокром пылеуловителе выбрасываются в атмосферу. Сушка в печах кипящего слоя заключается в псевдоожижении сыпучего материала под действием медленно перемещающегося потока горячего газа, который переводит материал из неподвижного состояния в состояние «кипения». Печь кипящего слоя (рис. 17.7) состоит из двух камер: нижней – топливно-смесительной и верхней – сушильной. Камеры разделены между собой металлической или керамической решеткой. Исходный материал подается лопастным питателем 3 в сушильную камеру 5. На решетке 2 под действием горячего газа образуется кипящий слой высотой 30-45 см. На уровне кипящего слоя устанавливается труба, по которой через разгрузочное устройство 7 сухой материал удаляется из сушилки Рис. 17.7. Печь кипящего слоя: 1 – форсунка; 2 – решетка; 3 – питатель; 4 – крышка; 5 – сушильная камера; 6 – термопары; 7 – разгрузочное устройство; 8 – манометр; 9 – запальное устройство Контрольные вопросы |