Факторы, влияющие на процесс фильтрования

На эффективность процесса фильтрования оказывают влияние содержание твердого в суспензии, крупность твердой фазы, значение разности давлений, частота вращения рабочего органа фильтра и другие факторы.

Содержание твердого δ в фильтруемой суспензии оказывает влияние на толщину осадка h, его влажность W и удельную производительность фильтра q, что подтверждается рядом исследований. Увеличение содержания твердого в питании фильтра приводит к увеличению удельной производительности фильтра, влажности и толщины осадка. При фильтровании рудных суспензий оптимальное содержание твердого в питании 50…65 %, при этом толщина осадка колеблется в пределах 20… 23 мм при влажности 11,2…11,6 и удельной производительности 1…1,3 т/(м²-ч). Кроме того, в плотной суспензии наблюдается меньшее расслоение в ванне фильтра по крупности, поэтому получают осадок более равномерный по гранулометрическому составу, чем в разбавленных суспензиях. При фильтровании плотных суспензий снижается удельное сопротивление осадка, что объясняется коагуляцией суспензий.

Крупность частиц твердой фазы суспензии, поступающей на фильтрование, определяется принятой схемой обогащения, размером вкрапленности полезного минерала и качеством выпускаемого концентрата. Влажность осадка и производительность фильтра зависят от крупности питания:

Содержание в питании частиц класса

-0,05 мм, % 65 75 80 85 90 95 100

Влажность осадка, % 10,8 11,2 11,5 11,8 12,5 13,5 15,7

Удельная производительность

фильтра, т/(м²·ч) 0,95 0,75 0,6 0,5 0,45 0,4 0,35

Увеличение содержания в питании фильтра тонких классов приводит к повышению влажности осадка и снижению удельной производительности, так как с уменьшением крупности увеличи­вается удельная поверхность частиц, а следовательно, и их влагоудерживающая способность. Поэтому при одинаковой массе влажность осадка тонкоизмельченных продуктов больше, чем влажность крупнозернистого осадка.

Влияние разрежения на процесс фильтрования выража­ется зависимостью

Q₁/Q₂= ,

где Q₁, Q₂ — производительность вакуум-фильтра при перепаде давления соответственно P₁ и Р₂.

В промышленных условиях влияние разрежения учитывают более сложной зависимостью, так как на производительность фильтра влияют многие факторы. Во многих случаях увеличение разре­жения приводит к снижению влажности осадка до 2 — 3 %. Практикой работы и исследованиями установлено, что при фильтровании целесообразно использовать более низкое разрежение в зоне фильтрования и более высокое в зоне подсушки осадка. Повыше­ние вакуума в зоне подсушки увеличивает количество отсасываемого воздуха, что способствует снижению влажности осадка.

Важным недостатком работы фильтра при пониженном вакууме в зоне набора осадка является образование трещин на поверхности осадка. При вакууме в зоне набора 0,07 МПа усадка равна 20… 30 %, а при падении до 0,03 МПа усадка превышает 50 %, при этом наблюдается растрескивание осадка. При выборе значения вакуума необходимо учитывать свойства осадка, так как для сжимаемых осадков увеличение разрежения не приводит к снижению влажности. В промышленных условиях разрежение на барабанных и дисковых вакуум-фильтрах поддерживают в пределах от 0,05 до 0,08 МПа.

Частота вращения рабочего органа фильтра (барабана, дисков) оказывает влияние на производительность фильтра и влажность осадка. При уменьшении частоты вращения время фильтрования и подсушки осадка возрастает, при этом толщина осадка увеличивается. Из такого осадка удаляется больше влаги, т. е. влажность его уменьшается. Увеличение частоты вращения дисков приводит к повышению влажности осадка. Зависи­мость удельной производительности от частоты вращения не однозначна. Оптимальную частоту вращения дисков или барабана подбирают в каждом конкретном случае с учетом свойств фильтруемой суспензии.

Частота вращения дисков, мин ^-1 0,223 0,33 0,37 0,47

Влажность осадка, % 10,3 10,7 11,7 12,5

Удельная производительность

фильтра, т/(м²-ч) 0,8 0,85 0,75 0,73

Соотношение зон набора и подсушки осадка - отношение центральных углов секторов дисков, соответствующих этим зонам. Оно также влияет на производительность фильтра и влажность осадка. На большинстве фильтров соотношение зон набора и подсушки осадка составляет 1:1. Если зона подсушки осадка будет в 1,5…1,7 раз больше зоны набора, то производительность фильтра снизится на 8…10 %, а влажность осадка уменьшится на 0,5%. Изменить соотношение зон можно понижением уровня суспензии в ванне фильтра.