Факторы, влияющие на показатели центрифугирования

На процесс обезвоживания в центрифугах влияет большое число­ факторов: гранулометрический состав обезвоживаемого про­дукта, производительность центрифуги по суспензии, равномер­ность подаваемой нагрузки, фактор разделения, время пребывания осадка в роторе, конструкция ротора, угол конусности .и др.

Технологическая эффективность работы обезвоживающих центрифуг оценивается по влажности обезвоженного продукта, уносу

твердого в фугат, степени измельчения твердой фазы и осветле­ния жидкой фазы.

Унос твердого в, фугат определяют в абсолютных единицах (ча­ще в г/л) или в относительных (отношение массы твердого в фу­гат; к мaccе твердого в питании центрифуги в %). Унос твердого в фугат зависит от гранулометрического состава обезвоживаемого материала, удельной производительности по питанию, размера ще­лей сит, отношения Ж: Т в питании и др. Степень, измельчения продукта при обезвоживании в центрифугах определяют в основ­ном способом выгрузки осадка из ротора. Так, наибольшая сте­пень измельчения твёpдoгo наблюдается при обезвоживании в фильтрующих шнековых центрифугах.

Эффективность работы шнековых осадительных центрифуг по степени осветления жидкой фазы η_ОС (%) рассчитывают по фор­муле .

η_ос = (1 - С_ф/С_П)·100,

где, С_ф, С_п - концентрация твердого соответственно в фугате и питании, кг/м³. Степень осветления при центрифугировании со­ставляет 55…90 %.

Продолжительность обезвоживания осадка в роторе фильтрую­щей центрифуги обычно не превышает 2,5 с. Увеличение продол­жительности обезвоживания с 1 до 2,5 с, приводит к снижению влажности осадка на 0,5 % (рис. 2.22, а).

Наибольшее влияние на влажность осадка оказывают содер­жание мелких классов в питании I (рис. 2.22, б) и толщина осадков роторе центрифуги (рис. 2.22, г). в первом случае при увеличении класса -0,5 мм в питании от 5 до 25 % влажность осадка возрас­тает на 3,5…4 %, а во втором - при увеличении толщины осадка с 15 до 50 мм наблюдается повышение влажности осадка на 1,7 %. При увеличении фактора разделения в 2 раза (рис. 2.22, в) от 100 до 200 влажность осадка снижается на 0,5 % .'

Рис. 2.22. Зависимость влажности осадка W от продолжительности обезвоживания t (a), содержания в питании мелких (-0,5 мм) классов γ (б), фактор разделения Ф_р (в) и толщины слоя осадка h (г) при постоянных значениях остальных режимах параметров (Ф_р = 130; t = 2 c; h = 35мм; γ = 15 %)

Практика эксплуатации фильтрующих центрифуг позволила выявить следующие зависимости влажности осадка W (%) от со­держания класса -0,5 мм γ_-0.5 (%) в питании:

для центрифуг со шнековой выгрузкой осадка

W = 7,5 + 0,1γ_-0.5; ,

для центрифуг с вибрационной выгрузкой осадка и производи­тельностью по твердому до 100 т/ч

W = 7,9 + 0,163γ_-0.5;

для центрифуг с вибрационной выгрузкой осадка и производи­тельностью по твердому до 250 т/ч

W = 6,9 + o,163γ_-0.5

Снижение влажности осадка в высокопроизводительных филь­трующих центрифугах с вибрационной выгрузкой осадка достига­ется вследствие увеличения длины ротора и соответственно повы­шения времени пребывания материала в роторе.

Усредненные технологические показатели обезвоживания про­дуктов углеобогащения в фильтрующих центрифугах следующие: влажность питания 25…30 %, влажность осадка 7…10 %, унос твердого в фугат 3…5 %. При влажности питания более 30 % необходимо предусматривать предварительное отделение части I влаги перед обезвоживанием в центрифугах.

Рис. 2.23. Зависимости:

а − угол уноса У с фугатом от относительной объёмной производительности; б − степени осветления η_ОС (1) и влажности W(2) от фактора разделения Фр; в − влажности осадка от содержания γ в нём класса-74мкм

Результаты обезвоживания в осадительных центрифугах в зна­чительной степени зависят от производительности центрифуги по питанию: с ее возрастанием увеличивается унос твердого с фугатом, так как сокращается время пребывания суспензии в роторе центрифуги, кроме того, из-за повышения скорости движения сус­пензии в роторе в слив попадают относительно крупные зерна. Рост производительности приводит также к повышению влажности осадка. С увеличением относительной объемной производительно­сти (производительность в расчете на единицу внутреннего объе­ма ротора центрифуги) с 200 до 500 м³/(м³,ч) унос твердого с фугатом возрастает с 40 до 60 % в центрифуге УЦМ-2А и с 20 до 46 % в центрифуге НОГШ-1350 (соответственно сплошная и штри­ховая линии, рис. 2.23, а).

В результате промышленных испытаний установлено, что меж­ду фактором разделения, влажностью осадка и степенью осветле­ния суспензии в центрифугах существует прямая зависимость (рис. 2.23, б). Увеличение фактора разделения, который пропорционален квадрату частоты вращения ротора; с 350 до 600 приводит к сни­жению влажности осадка с 29,5 до 27,3 %, степень осветления при этом повышается с 65 до 87 %. Необходимо иметь в виду, что при обезвоживании суспензий с большим содержанием тонкодис­персного материала повышение фактора разделения не всегда приводит к снижению влажности осадка, так как при попадании в осадок тонких частиц влажность осадка может увеличиваться (рис. 2.23, в). Статистическая зависимость влажности W (%) осад­ка от содержания γ_-0,074 в нем класса -74 мкм описывается урав­нением

W = 6,8 + 0,68γ_-0,074.

Примерные технологические показатели работы шнековых оса­дительных центрифуг НОГШ-1350 следующие: унос твердого в фугат 25…35 %; влажность осадка флотационных концентратов25…35 %; влажность шламовых осадков 20…26 %.

С целью интенсификации процесса осадительного обезвожива­ния суспензию иногда обрабатывают поверхностно-активными ве­ществами. В результате снижается поверхностное натяжение воды и увеличивается гидрофобность поверхностей частиц. Так, при обезвоживании угольного флотационного концентрата с подачей в суспензию газойлевого контакта (0,7 кг на 1 т обрабатываемого продукта), удается снизить влажность осадка на 5 %. Применение полиакриламида при обезвоживании шламов в осадительных цен­трифугах позволяет значительно увеличить степень осветления жидкой фазы.

При обезвоживании в осадительных центрифугах хвостов фло­тации в суспензию иногда подают полиэлектролиты совместно с поверхностно-активными веществами, в результате получают транспортабельные осадки с влажностью 27…32 %. Подогрев сус­пензии для снижения влажности осадка не используют из-за зна­чительных энергетических затрат.