![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Сгущение
Сгущением называется процесс разделения твердой и жидкой фаз, основанный на естественном осаждении минеральных частиц в жидкости под действием силы тяжести. Осаждение частиц при сгущении подчиняется законам стесненного падения твердых тел в жидкой среде. Скорость осаждения возрастает с увеличением крупности и плотности частиц, повышением температуры и разбавлением сгущаемой пульпы, вызывающих уменьшение ее вязкости. Тонкодисперсные частицы оседают медленно из-за малой скорости падения, броуновского движения и взаимного отталкивания при одноименном заряде их поверхности. По этим причинам оседание частиц меньше 0, 1 мкм практически прекращается. Решение проблемы сгущения тонкодисперсных частиц достигается применением реагентов, вызывающих их слипание или агрегацию в результате коагуляции или флокуляции. Коагуляция под действием сил Ван-дер-Ваальса происходит при уменьшении или нейтрализации заряда поверхности частиц при использовании неорганических реагентов (кислоты, извести, железного купороса и др.). Флокуляция обусловлена действием органических реагентов, вызывающих или гидрофобизацию поверхности частиц и стремление их при этом сократить поверхность контакта с более полярной жидкостью — водой (при использовании реагентов-собирателей: ксанто-генатов, жирных кислот, аминов и др.), или сцепление частиц «мостиками» полимерных молекул, закрепляющихся одновременно своими полярными группами на разных частицах (при использовании реагентов-флокулянтов: полиакриламида, сепа-рана, суперфлока, полиокса и др.). Магнитная флокуляция частиц минералов, обладающих повышенной магнитной восприимчивостью, обеспечивается созданием магнитного поля. Рис. 9.1. Схема зон осаждения пульпы в сгустителях (а) и конструкции одноярусных радиальных сгустителей с центральным (б) и периферическим (в) приводом
В настоящее время сгущение производится в основном в цилиндрических (радиальных) сгустителях с механической разгрузкой осадка. При установившемся режиме в сгустителе можно выделить (рис. 9.1, а): зону А осветленной жидкости, удаляемой в слив; зону Б пульпы исходной плотности, в которой происходит (в зависимости от содержания твердого) свободное или стесненное падение зерен; зону Г уплотнения, в которой дополнительное выделение жидкости происходит в результате сжатия осадка под давлением находящегося выше материала; промежуточную зону В. Разгрузка сгущенного материала осуществляется медленно вращающимся в центре сгустителя устройством, перемещающим осевшие твердые частицы к отверстию в средней части его днища. По расположению приводного механизма различают сгустители с центральным и периферическим приводом. Сгуститель с центральным приводом может быть одно-или многоярусным. Одноярусный радиальный сгуститель (рис. 9.1, б) состоит: из цилиндрического чана 1 диаметром от 2, 5 до 50 м и глубиной от 1, 5 до 5 м с горизонтальным (при малом диаметре) или коническим (при большом диаметре) днищем и кольцевым желобом 2 для удаления слива; разгрузочной воронки 3, заглубленной по отношению к уровню слива примерно на 0, 5—1 м и снабженной металлической решеткой для гашения скорости потока и дефлектором — распределителем поступающей пульпы; механизма для разгрузки сгущенного продукта. У сгустителей небольшого диаметра (до 18—24 м) механизм разгрузки осадка крепится на ферме 7. Он представляет собой вращающийся от привода 8 вал 5 с граблинами б в виде крестовины с наклонными гребками (или в виде полуспиралей), позволяющими перемещать осадок к разгрузочному конусу 4 в центре днища. У сгустителей большего диаметра (до 50 м и более) вал заменяется сварной конструкцией, опирающейся на центральную колонну. Для предотвращения поломок механизма при перегрузках сгустителя, регистрируемых указателем 10, вал вместе с граблинами может перемещаться в вертикальном направлении вручную или автоматически механическим устройством 9. Разгрузочный механизм сгустителей с периферическим приводом (рис. 9.1, в) диаметром до 100 м и глубиной до 7 м имеет вид рамы с гребками 3, которая опирается на центральную колонну 1 и монорельс 5, уложенный вкруговую на стенке чана 6. У периферии рама заканчивается кареткой 4, на которой размещены электропривод, редуктор, приводной ролик и балласт для увеличения силы сцепления ролика с рельсом при вращении рамы 2 вокруг центральной оси. Окружная скорость движения граблин или гребковой рамы у периферии составляет обычно 0, 1 м/с; она уменьшается до 0, 05 м/с при сгущении тонких шламов и возрастает до 0, 2 м/с при сгущении грубозернистых пульп. Удельная производительность составляет при этом от 0, 1 до 2 т/(м2∙ сут) и только при сгущении магнетитовых и титаномагнетитовых концентратов магнитной сепарации благодаря их магнитной флокуляции достигает 6—8 т/(м2∙ сут). Для откачки продукта, сгущенного до плотности 60—70 % твердого, из сгустителей малого диаметра применяют диафрагмовые насосы, а из сгустителей большего диаметра — центре бежмые песковые насосы. Слив сгустителей используется в качестве оборотной воды. Для предотвращения потерь пены с ним при сгущении флотационных концентратов перед сливным порогом устанавливают пеноотбойник (экран), заглубленный ниже уровня слива. Исходная пульпа поступает в сгуститель по трубопроводу или желобу, проложенным по неподвижной ферме 7. Рис. 9.2. Схема цилиндрического сгустителя с осадкоуплотнителем (а) и пластинчатого сгустителя (б)
В последнее время на угольных фабриках для сгущения шламов и хвостов флотации кроме радиальных сгустителей используются также цилиндроконические сгустители с осадкоуплотнителем (рис. 9.2, а), состоящие из цилиндрической 1 и конической 2 частей, питателя 3, сливного кольцевого желоба 4 и разгрузочного устройства 5 для сгущенного продукта. Цилиндрическая часть обеспечивает необходимую степень осаждения тонких зерен, а коническая — уплотнение осадка до 80 ° о твердого при удельной производительности на 1 м2 поверхности несколько большей, чём у радиальных сгустителей. Для сгущения рудных тонкодисперсных продуктов начинают применять пластинчатые сгустители (рис. 9.2, б), представляющие собой камеру 1, в которой установлены пакеты параллельных плоскостей 2 общей площадью до 1000 м2, из стеклопластика или нержавеющей стали, расположенных на расстоянии 30—50 мм друг от друга под углом 25—60° к горизонту. Это позволяет разделить поток на струи 4 с ламинарным движением, значительно уменьшить путь оседания твердых частиц и тем самым резко увеличить удельную производительность сгущения на горизонтальную площадь всех плоскостей. Твердые частицы оседают на наклонные плоскости, перемещаются вниз и удаляются через патрубок 5; осветленная жидкость поднимается вверх и сливается через патрубок 3. Разгрузка сгущенного продукта до 60—75 % твердого может быть автоматизирована; регулирование его плотности при этом может осуществляться с использованием гамма-лучей, ультразвука или электропроводности пульпы, а изменение скорости разгрузки — «наложением» на пакет пластин вибрации с малой амплитудой колебаний. Для сгущения пульп, содержащих быстрооседающую твердую фазу, например магнитную фракцию сепарации железных руд, применяют гидросепаратор, представляющий собой невысокий сгуститель с центральным приводом и используемый обычно как классифицирующий аппарат. Его использование позволяет совместить две операции — сгущение и удаление шламистых частиц породы, что очень важно при сгущении, например, магнетитовых и титаномагнетитовых концентратов. Эффективность этих операций повышается при использовании специальных магнитных дешламаторов, отличающихся от гидросепараторов наличием намагничивающего устройства, состоящего из четырех катушек, расположенных в питающей воронке. Для предварительного сгущения продуктов иногда используют пирамидальные отстойники и гидроциклоны, сливы которых поступают в радиальные сгустители, а сгущенные продукты аппаратов обычно объединяются. В отстойниках пульпа поступает в головную часть и движется к сливному порогу на противоположной стороне. По пути движения пульпы твердые частицы оседают в камеры и выпускаются через специальные разгрузочные отверстия вручную через патрубки с кранами, при помощи диафрагмовых насосов и автоматически через шлюзовой питатель. Обезвоживающие гидроциклоны и мультициклоны устанавливают обычно перед сгустителем.
|