1.1. Пристрої та апарати для зневоднення дренуванням

Особливості процесу дренування.

Ефективність процесу дренування залежить від пористості продукту (відношення об’єму порожнеч до об’єму всього матеріалу), його крупності, форми зерен і характеру їхнього укладання, змочуваності матеріалу, різниці тиску, в'язкості рідини й інших факторів. Процес дренування подібний до процесу фільтрації (вода пересувається по каналах між зернами матеріалу як по порах фільтра).

Швидкість фільтрації росте зі збільшенням пористості матеріалу й різниці тисків на поверхнях шару фільтруючого матеріалу й зменшується з ростом в'язкості, густини, питомій поверхні матеріалу й висоти його шару.

Швидкість дренування змінюється також у часі, наприклад, зменшується з падінням рівня води в шарі матеріалу й зменшенням різниці тисків. Величина швидкості фільтрації чисельно дорівнює кількості рідини, що проходить через одиницю фільтруючої поверхні в одиницю часу (м³/м²·с):

де – поверхня фільтрації, м²;

– об’єм фільтрату, м³;

– час фільтрації, с.

Обладнання для дренування.

Зневоднення дренуванням здійснюється з використан-ням різних пристроїв, апаратів і машин.

Зневоднювальні бункери представляють собою залізобетонні ємності прямокутної форми з пірамідальною нижньою частиною й випускними пристроями, обладнаними спеціальними затворами з перфорованими отворами для стоку води.

Зневоднення в бункерах застосовується головним чином на вуглезбагачувальних фабриках для видалення води з вугіль крупніше 0,6 мм. Кінцева вологість концентрату - 10-12%, промпродукта й породи - 12-15%.

Кількість бункерів приймають на 1-2 більшою, ніж розрахункова (для створення резерву). Завантаження й розвантаження бункерів здійснюється за графіком.

Зневоднення в штабелях застосовується на дренажних складах. Це бетонні ємності з похилим днищем і дренажними канавами (або постіллю з великих брукових щебенів на піщаній підстилці). Дренувальна вода скидається у хвостовий став або направляється в спеціальні відстійники.

Склади обладнаються грейферними кранами для укладання продукту, що потребує зневоднення, уздовж складу й для його навантаження після завершення процесу в залізничні вагони.

Спосіб знаходить обмежене застосування для крупнокускового матеріалу. Для дрібного матеріалу (наприклад, залізного концентрату) час зневоднення досягає 24 годин після попереднього його згущення у відстійниках.

Зневоднювальні елеватори встановлюються під кутом 50-70º, нижня їхня частина заповнена водою до рівня рідини в збагачувальному або класифікувальному апараті. Ковші перфоровані отворами. Для запобігання влучення води з верхніх ковшів у нижні вони постачені водовідвідними листами.

Зневоднення відбувається під час руху ковшів. Довжина зони зневоднення вибирається залежно від крупності матеріалу (звичайно не менше 2 мм), швидкості руху ланцюга (0,2-0,3 м/с) і необхідного часу зневоднення (15-30 с).

Кінцева вологість зневоднених продуктів коливається в широких межах (від 10 до 25%).

Продуктивність елеватора (т/год):

де - ємність ковша, м³;

- коефіцієнт заповнення ковшів (0,5-1,0);

- швидкість руху ланцюга, м/с;

- насипна густина матеріалу, кг/м³;

- відстань між ковшами (звичайно дорівнює подвій-ному кроку ланцюга), м.

У табл. 1.1 наведені технічні характеристики деяких конструкцій зневоднювальних елеваторів.

Варіантом описаних конструкцій є зневоднювальні ковшові конвеєри. Вони відрізняються від елеваторів тим, що їхні ковші переміщаються по горизонталі. Вода стікає з матеріалу й видаляється через сітчасте дно ковшів. Ковші, перебуваючи на нижній гілці конвеєра, автоматично перевертаються й звільнений від води матеріал зсипається в бункер.

Зневоднення в механічних класифікаторах (рейкових і спіральних) відбувається при транспортуванні продуктів по днищу класифікатора. Вологість середньо- і дрібнозернистих залізних концентратів і продуктів збагачення марганцевих руд після зневоднення становить 15-25%.

Таблиця 1.1