ГОСы. Основные понятия и назначение грохочения

• Название: Основные понятия и назначение грохочения
• Анкор: ГОСы.doc
• Дата: 25.12.2017
• Размер: 6.74 Mb.
• Имя файла: ГОСы.doc
• Тип: Документы; #12911
• страница: 12 из 23

Факторы, влияющие на эффективность процесса сгущения:

1.плотность и форма частиц.

2. минералогический и гранулометрический составы тв. фазы.

3. содержание тв в исходной пульпе и в сгущенном продукте.(на практике 40-70%);

4. вязкость, рН, температура пульпы.

5. наличие реагентов в пульпе.

6. конструктивные особенности аппаратов.

Плотность исходной пульпы оказывает двоякое влияние: при сгущении > плотных пульп увеличивается производительность сгустителя по твердому, но из-за стесненных условий падения уменьшается скорость осаждения частиц и тв частицы выносятся в слив. В жид пульпах тв частицы осаждаются быстрее, это приводит к увеличению объемов пульпы, подаваемой в сгуститель, к увеличению скорости восходящих потоков и к увеличению выноса тонких частиц в слив. Для каждого сгущенного продукта есть своя оптимальная плотность исходной пульпы, которая подбирается опытным путем.

Применение коагулянтов и флокулянтов.

а)по Геймгольцу: образованием на границе тв-ж ДЭС и появление электростатических сил отталкивания, препятствующих слипанию частиц и > быстрому осаждению. Для снижения агрегативной устойчивости в суспензии вводят реагенты-коагулянты, представляющие собой электролиты с поливалентными ионами, которые вызывают сжатие ДЭС. Сжатие ДЭС приводит к тому, что при столкновении ч-ц и отсутствия сил отталкивания происходит их слипание (агрегирование), такие агрегаты быстрее оседают под действием силы тяжести-это механизм электролитической коагуляции.

Коагуляция-слипание частиц в каллоидных и грубодисперсных системах под действием молекулярных сил сцепления( сил Ван-дер-Ваальса) в рез-те уменьшения сил отталкивания. Коагулянты: электролиты с поливалентными ионами Ca(OH₂)-гашеная известь, FeSO₄, H₂SO₄.

б) по Дерягину механизм устойчивости объясняется образованием у поверхности тв ч-ц гидратных слоев, обладающих механической упругостью. Для снижения агрегативной устойчивости применяют реагенты, гидрофобизирующие поверхность частиц, снижающие устойчивость гидратных слоев и способствующие слипанию частиц при столкновении (реагенты- собиратли-ксантогенаты, олеаты, амины, синтетические жирные кислоты).Механизм называется гидрофобной флокуляцией.

Флокуляция полимерами(мостиковая флокуляция):молекулы флокулянта-полимера содержат группы, способные адсорбироваться на поверхности частиц. Полимерные цепи связывают тонкие ч-цы в макромолекулы (флокулы), образуя м/у частицами мостики. Скорость осаждения флоккул в сотни раз выше, чем нефлокулированых частиц.

В магнит.дешламаторах и сепараторах имеет место магнитная флокуляция. Намагниченные ч-цы притягиваются др к др разноименными полюсами, образуя длинные цепочки.

Высокомолекулярные реагенты-флокулянты.

1.Природные-желатин, крахмал (С₆Н₁₀О₅)_п , дикстрин (продукт неполного гидролиза крахмала), столярный клей и др. Дороги, дефицитны, на практике не используются.

2.Синтетические-в зависимости от знака заряда получаются функциональные группы, при диссоциации подразделяются на:

- анионные («Комета», «Метас», полиакриловая кислота);

- катионные (полиэтиленамин, КОД-кубовые остатки +дихлорэтан);

- амфотерные (гидролизованый полиакриламин);

- неионогенные (полиакриламин).

Вопрос № 48.

Фильтрование. Сущность процесса, теоретические основы. Классификация способов фильтрования. Факторы, влияющие на эффективность фильтрования.

Фильтрование – это процесс разделения тв. и жидкой фаз пульпы посредством пористой перегородки под действием разности давлений Р по обеим сторонам перегородки, при этом жидкая фаза проходит через поры перегородки и собирается в виде фильтрата, а тв фаза задерживается на перегородке в виде осадка - кека.Р – движущая сила процесса.

В зависимости от способа создания разности давлений различают фильтрование:

1.под давлением гидростатического столба фильтруемой жидкости (бытовые фильтры); 2.пресс-фильтрование – фильтрование под избыточным давлением. Когда пульпа под давлением в несколько десятков атмосфер подается на пористую перегородку Р1>>Р2, Р2-атмосферное.; 3.вакуум- фильтрация –создается разряжение с внутренней стороны фильтрующей перенородки.Р2<<Р1, Р1-атмосферное; 4.возможна комбинация этих способов.

Фильтрование применяется для обезвоживания тонкодисперсных и шламистых материалов (-0,5 мм). Породы обезвож-я после ф-ия имеют влажность: угольные шламы - W=20-25%; рудные концентраты W= 10-16% при традиционной конструкции фильтров, W=6-7(9)% при новых конструкциях.

На процесс влияют 2 группы факторов:

1.Макрофакторы: а)площадь поверхности фильтрования; б) разность давлений; в)толщина кека; г)вязкость пульпы. Эти факторы поддаются точному учету и контролю с помощью соответствующих приборов.

2. Микрофакторы: а)размер и форма пор осадка и фильтровальной перегородки; б)электрическое состояние поверхности перегородки и осадка в жидкой фазе; в) физико-химич характеристики пов-ти твердого (смачиваемость). Эти факторы не поддаются непосредственному контролю и о их величине судят косвенно, по удельному сопротивлению фильтрования.

Теоретические основы процесса фильтрования:

Скорость фильтрования - объем фильтрата выделевшегося в единицу времени с единицы фильтрующей поверхности. /, где F – площадь фильтрования, V – объем, t - время

Скорость фильтрования при ламинарном движении жидкости определяется по закону Дарли:

, где h – толщина, высота слоя, м; k_ф – коэффициент фильтрации, м/с зависит от размера и формы частиц, пористости и вязкости жидкости; - разность давлений, Па; - плотность жидкости, кг/м³.

Фильтровальные воды через слой осадка и фильтрующую поверхность можно рассмотреть так же как истечение жидкости через капилляры в осадке. Объем воды в м³/с, проходящей через сечение капилляра по закону Пуазейля выражается в следующей зависимости:

, где d- диаметр капилляра, l- длина капилляра,м, - вязкость жидкости, Па*с;

Скорость фильтрования жидкости через слой осадка зависит от разности давлений Р, толщины слоя осадка n, удельного сопротивления осадка r₀ и удельного сопротивления фильтроткани .

. Приравнивая правые части уравнений получим основное уравнение фильтрования для несжимаемых осадков:.

В процессе фильтрования различают следующие периоды (зоны):

1 зона набора осадка – под действием разности давлением происходит однофазное движение жидкости ч/з поры фильтровальной перегородки и удаляется гравитационная влага, при этом скорость фильтрования в начале периода увеличивается, достигает максимального значения во 2 половине периода, к концу периода уменьшается, что объясняется увеличением сопротивления, образованием осадка, частичной забивкой пор фильтроткани. Влажность осадка уменьшается, а его высота достигает максимальных значений.

2 зона обезвоживания и просушки осадка – начинается в тот момент, когда фильтровальная перегородка с кеком выходит выше уровня пульпы в ванне. В первой половине периода под действием разности давлений из кека удаляются остатки гравитационной влаги и начинается двухфазное движение, когда наряду с жид ч/з поры в кеке и фильтроткани движется воздух из атмосферы. При этом из кека удаляется внутрипромежуточная капиллярная влага; скорость фильтрования падает, пока не станет ровной 0. Вторая половина второго периода – зона просушки, когда увеличивается объем движущегося через поры воздуха, при этом удаляется внутрипромежуточная капиллярная влага, частично капиллярно-стыковая, капельки адгезионной влаги при > разряжении. После наступает момент, когда через слой осадка будет фильтроваться только воздух, конечное влагосодержание осадка соответствует равновесному состоянию, когда Р уравновешивается адсорбционными и капаллярными силами твердой фазы. Влажность кека минимальна.

3 зона отдувки кека и механического снятия его ножом. Подача сжатого воздуха с внутренней стороны фильтровальной перегородки производится разгрузка кека на ленточный конвейер или в бункер, одновременно осуществляется продувка пор фильтроткани сжатым воздухом. Влажность отдуваемого кека несколько повышается за счет остаточной влаги из пор фильтроткани.

4 зона регенерации фильтроткани- продувается сжатым воздухом, промывкой водой, подаваемой под давлением, с внутренней стороны перегородки.

Один цикл фильтрования включает все 4 зоны (1:1,6:0,35).

Вопрос № 49.

Методы интенсификации процессов обезвоживания.

Для удаления из продуктов обогащения избыточной влаги применяют ряд операций, называемых обезвоживанием. Избыточная влага удорожает перевозку, уменьшает сыпучесть, повышает смерзаемость. При выборе методов обезвоживания надо стремиться к снижению конечной влажности обезвоженных продуктов.

Способы интенсификации процессов дренирования:

Дренирование – процесс обезвоживания обводненных и мокрых зернистых продуктов, основанный на естественной фильтрации жидкости через слой материала и пористую перегородку под действием силы тяжести.

Прим. механические и хим способы интенсификации. Хим. методы осуществляются с помощью реагентов – обработка обезвоживаемых продуктов ПАВами (эффективен ДБ), что уменьшает силы сцепления м/у частицами, повышает их подвижность, продукт лучше уплотняется, вода удаляется > интенсивно. Мех-е: 1. грохота с горизонтальными ситами улучшают показатели по сравнению с наклонными ситами за счет большего времени нахождения материала на сите; 2. создание вакуума под грохотом. Основная масса воды выделяется в первом отсеке подситного пространства, не связанного с вакуум-системой. Дополнительное обезвоживание происходит над отсеками, подключенными к вакууму, при перемещении материала вдоль сита (снижается производительность грохота); 3. При повышении температуры вязкость жидкости снижается, т.е. при поддержании в обезвоживающих бункерах > высокой температуры скорость фильтрации воды будет возрастать (внутрь бункеров вводят трубы отопления); 4. омасливание обезвоживаемых продуктов (удорожает процесс).

Способы интенсификации процессов сгущения:

Сгущение- процесс осаждения тв частиц в суспензии (пульпе) под действием силы тяжести или центробежной силы с образованием сгущенного продукта (песков) и удалением основной массы воды в виде слива. Интенсифицировать процесс можно совершенствуя аппараты и создавая новые высокопроизводительные сгустительные аппараты. Уделяют внимание конструкции загрузочного устройства сгустителя, из-за сложности движения потоков суспензии в сгустителях. Предложены три способа подачи питания: через центральную трубу, отверстия в боковой стенке центральной трубы и трубки в чане сгустителя (переферическая загрузка). Более рациональна питания через отверстия в боковой стенке центральной трубы, т.к. улучшается осаждения частиц. Применяют различные реагенты для увеличения скорости осаждения твердой фазы суспензии: электролиты, гидрофобизаторы и синтетические высокомолекулярные флокулянты. Электролиты – эффективные коагулянты. Их концентрация в суспензии должна быть такой, при которой двойной электрический слой не препятствовал бы слипанию частиц при их столкновении. Гидрофобизирующие реагенты взаимодействуют с поверхностями частиц, разрушают гидратные оболочки и способствуют слипанию частиц (ксантогенат, амины, олеаты, и другие реагенты-собиратели). Так же применяют высокомолекулярные, водорастворимые полимерные флокулянты. В промышленных условиях - синтетические флокулянты: метасол, гипан, суперфлок и другие. Важное значение имеет способ подачи и перемешивания флокулянта с суспензией. В настоящее время на фабриках осуществляют единовременную и рассредоточенную (дробную) подачу флокулянтов. Иногда для повышения эффективности сгущения в суспензию подают воду, чем обеспечивают ее разжижение.

Способы интенсификации процесса фильтрования.

Фильтрование – процесс разделения тв и жид фаз пульпы посредством пористой перегородки под действием разности давлений по обеим ее сторонам, при этом жид фаза проходит через поры перегородки и собирается в виде фильтрата, а тв фаза задерживается на ней в виде кека. Термические методы интенсификации (подогрев суспензии в ванне фильтра до 40 – 60 С) позволяют при фильтровании труднофильтруемых шламистых продуктов увеличить производительность фильтра по тв и снизить влажность осадка. Применяют присадку крупнозернистого продукта при фильтровании шламистых суспензий (крупнозернистого, т.к. снижается удельное сопротивление осадка из-за увеличения диаметра пор, по которым удаляется вода). Применяют в углеобогащении. Так же применяют механическое уплотнение осадка ударным действием (например, на ленточных фильтрах). ПАВ при подаче в обезвоживаемые суспензии изменяют смачиваемость поверхности твердых частиц, снижают поверхностное натяжение воды и улучшают структуру осадка. Гидрофобизация поверхности частиц способствует повышению скорости фильтрования и снижен6ию удельного сопротивления осадка. Для интенсификации процесса фильтрования обычно применяют мылонафт, сивушные масла, полиспирты и другие реагенты. При подаче масла в обезвоживаемую суспензию поверхность частиц гидрофобизуется, что способствует быстрому и эффективному фильтрованию. Перспективным направлением является подача в фильтруемую пульпу водоотталкивающих жидкостей. Такие жидкости, взаимодействуя с твердой фазой, вытесняют с ее поверхности воду, что способствует снижению влажности осадка.

Интенсификации процесса сушки.

Повышают температуру и скорость движения подаваемого в сушилку сушильного агента, герметизируют сушильные тракты с целью исключения подсосов воздуха и комплексно механизируют процесс сушки. Установлена возможность подачи в сушилки сушильного агента со скоростью 80 – 100 м/с и температурой до 1500 С, что интенсифицирует тепло- и массообмен, снижаются затраты на сушку минерального сырья. Для совершенствования сушильных аппаратов используют процесс сушки в виброкипящем слое, пропуская газ через слой материала. Скорость сушки возрастает с увеличением частоты и амплитуды вибрации слоя сушимого материала.Сушка продуктов обогащения перегретым паром – более эффективный процесс по сравнению с сушкой дымовыми газами или нагретым воздухом. Установлено, что скорость сушки перегретым паром в 2-3 раза выше, чем при сушке дымовыми газами.

Вопрос № 50.

Оборотное водоснабжение на предприятиях.



Полный водооборот характеризуется использованием всех стоков предприятия. В Этом случае потерями воды считают фильтрацию ч/з стенки и ложе хранилища (в случае о.ф.) и продувочные воды – специальный сброс сильно засоленных вод снижения солесодержания оборотной воды.

«+» снижение практически до 0 расхода воды. Свежая вода может совершенно не забирается, не используется в горнодобывающей, горноперерабатывающей отрасли за счет вовлечения в оборот дренажных вод (в данном случае, техническая вода).

«-» увеличение солесодержания в оборотной воде по мере увеличения числа оборотов этой воды, что может привести к увеличению отложений по водоводам, к снижению технологических показателей.

Схема оборота внутриоборотного водоснабжения.

1.Схема поциклового водооборота.

Схема зависит от перерабатываемой руды и применяемой технологической схемы обогащения, а для фабрик, перерабатываемых руду флотацией от ассортимента и количества вводимых в процесс флотационных реагентов.

«+» возможность повторного использования, например, реагентов, что позволяет снизить их расход на тонну руды. Увеличение вероятности извлечения ценных компонентов, которые по каким – то причинам ушли со сточными водами.

«-»относительно быстрое засоление вод, > количество локальных очистных сооружений.

2.Схема поцехового водооборота.

Предполагается, что качество всех трех продуктов близко или же, что их смешение приведет к самоочищению стоков, например, вызовет выпадение в осадок каких-либо загрязнений или же нормализацию рH(щел+кислые стоки). Так же предполагается, что очищенная вода после единых очистных сооружений удовлетворяет по качеству требованиям технологических процессов всех циклов.

«+» мало затрат на очистные сооружения, возможное использование взаимоочистки.

«-»разубоживание концентрации ценных компонентов в сточной воде и снижение вероятности повторного использования реагентов и улавливание ценных компонетов.

3.Схема общего водооборота.

Построение таких схем предусматривает:

организацию ступеней очистки стоков после отдельных циклов и переделов - объединение частично очищенных сливов для совместной очистки - доочистку отдельных потоков общего слива в соответствии с требованием того технологического процесса, в котором каждый поток направляется.

«+»обеспечивает возможность эффективной утилизации извлекаемых ценных компонентов путем их направления в предшествующие технологические операции или перерабатываются в отдельном цикле; объединение частично очищенных стоков позволяет использовать эффекты взаимоочистки и резко снижает эффект соленакопления, наблюдаемый при поцеховом и поцикловом обороте.

«-» значительные капитальные затраты и затраты на обслуживание аппаратов очистки, что может компенсироваться за счет вторичного использования или продажи уловленных в процессе очистки компонентов сточных вод.