I. Выбор сгустителя для суспензии с ясно выраженной границей между слоем осветленной жидкости и сгущающейся суспензией.

В результате проведения предварительных опытов определяют v — скорость осаждения твердой фазы при оптимальной дозировке реагентов и значениях Ж: Т от 4,5 до 1. Пусть υ = 0,23 м/ч.

Тогда по формуле (26) удельная площадь сгущения

м²ч/т.

Если удельная площадь сгущения известна из опыта работы действующей фабрики (для аналогичного сгущаемого продукта), то по формуле (2.19) рас­считывают сразу общую площадь сгущения.

В нашем примере

S= 100*15,22 = 1522 м⁸.

Расход слива находим по формуле (28):

Q_c= 1522-0,23 = 350 м⁸/ч,

а диаметр сгустителя по формуле (29):

D= =44м

По технической характеристике принимаем к установке cгуститель с центральным приводом Ц-50 и площадью сгущения S_С = 1950 м².

Требуемое число сгустителей определяем по формуле (2.22):

Принимаем к установке один сгуститель Ц-50.

II. Выбор сгустителя для суспензии без ясно выраженной границы между слоем осветленной жидкости и сгущенным продуктом.

Расчет проводим по скорости свободного падения в жидкой фазе суспен­зии частиц крупностью d = 4 10 мкм.

Пусть d = 6 мкм, μ=1,3^.10^-3 Пас, тогда по формуле (22)

v₀ = = 3,2 10^-5 м/с

Принимаем к расчету v₀=3,2 10^-5 м/с=0,1152 м/ч.

Удельная площадь сгущения

S_УД = = 30,38 м²ч/т

Общая площадь сгущения

S = 100 - 30,38 = 3038 м².

Принимаем к установке сгуститель Ц-50 с площадью сгущения S_С = 1950 м², тогда требуемое число сгустителей

n = = 2,07

Принимаем к установке два сгустителя Ц-50.

Сгущение пульпы в тонком слое

С целью интенсификации процесса осветления пульпы и повы­шения удельных нагрузок на единицу площади сгущения исполь­зуют сгущение в тонком слое. Для реализации процесса разрабо­таны сгустители, внутри которых устанавливают наклонные па­раллельные пластины или концентрические поверхности. В таких сгустителях в несколько раз уменьшается высота падения частиц по сравнению с обычным сгустителем, так как частица считается уловленной, если она достигла поверхности одной из пластин.

Пластинчатый сгуститель (рис. 21, а) состоит из корпуса 2, имеющего форму наклонного параллелепипеда. Внутри корпуса на расстоянии 30 — 50 мм друг от друга под углом 50 — 60° к горизонту укреплены пластины 3.

Сгущенный

продукт

а б в питание

Рис. 2.12. Схема пластинчатого сгустителя:

а - с нижним подводом питания, б - направление скоростей движения частицы,

в - с верхним подводом питания

Исходную суспензию подают к загрузочному устройству 1, из которого она поступает в проме­жутки между наклонными пластинами. Осветленная вода перели­вается в сливной желоб 4 и выводится из сгустителя. Частицы под действием сил тяжести осаждаются на поверхности наклон­ных пластин, соскальзывают в шламовый бункер 5 и выгружают­ся из него.

На частицу, находящуюся в промежутках между наклонными пластинами, действуют силы инерции движущегося потока сус­пензии и силы тяжести. В результате частицы перемещаются между пластинами в двух направлениях (рис. 2.12, б) вдоль плас­тин со скоростью v и перпендикулярно пластинам со скоростью v_п:

v = v_ср — v_ст sin α;

v_п= v_стcos α,

где v_ср — средняя скорость потока;

v_ст — скорость осаждения час­тиц в вертикальном направлении.

Средняя скорость потока между пластинами может быть опре­делена

v_ср = Q/(an),

где Q — производительность по суспензии на единицу ширины пластины;

а — расстояние между пластинами;

n — число проме­жутков между пластинами.

Частицы, достигнув пластины, перемещаются по их поверхно­сти под действием сил тяжести и попадают в сгущенный продукт

Пусть в момент времени t частица находится на расстоянии у от пластины 1 (см. рис. 21, б). Чтобы частица достигла пластины 1, необходимо выполнение следующего условия:

у/v_п L/v

Время, необходимое для достижения частицей пластины, не должно быть больше времени перемещения жидкой фазы на расстояние от нижней до верхней кромки пластины.

Извлечение частиц, оседающих на пластину при допущении их равномерного распределения по объему суспензии и проходящих через сечение 0 — y, составит

ε = y/a = Lv_п(av), (2.23)

Подставляя в формулу (31) значения v_ср ,v_n и v, получаем

ε = v_стcosαLn/(Q - anv_стsinα)

Извлечение частиц в сгущенный продукт повышается с увели­чением длины и числа наклонных пластин и с уменьшением угла их наклона. В промышленных условиях угол наклона принимают равным 50-60°. При меньшем угле наклона частицы будут удер­живаться на пластинах силами трения.

С целью уменьшения угла наклона пластин в некоторых аппа­ратах для улучшения условий соскальзывания оседающего мате­риала с пластин применяют вибровозбудители.

На рис. 21, в изображен пластинчатый сгуститель с подачей питания на поверхность суспензии. Сгуститель состоит из корпу­са 1, наклонных пластин 2, сеток 3 и сливных патрубков 4. Осо­бенность конструкции рассматриваемого сгустителя — небольшой угол между направлениями потока суспензии и сил тяжести, дей­ствующих на частицу, благодаря этому ускоряется осаждение час­тиц. Жидкая фаза у нижней кромки пластин изменяет направле­ние движения, проходит по промежуткам между пластинами через сетку и выводится из сгустителя по сливным патрубкам.

Площадь сгущения в пластинчатых сгустителях равна сумме площадей горизонтальных проекций всех пластин.

К преимуществам пластинчатых сгустителей относятся: высо­кая производительность на единицу площади сгущения, отсутствие движущихся частей и привода, а также малые эксплуатационные затраты.

В результате исследований, проведенных Механобрчерметом, установлено, что при применении пластинчатых сгустителей для обесшламливания и осветления хвостов обогащения руд черных металлов их удельная производительность достигает 56 м³/(м²·ч).