Контрольні питання
1. Особливості процесу згущення пульпи.
2. Фактори, що впливають на ефективність процесу згу-щення.
3. Класифікація й порівняльний аналіз згущувального устаткування.
4. Принцип дії відстійників-класифікаторів.
5. Особливості конструктивного виконання радіальних і пластинчастих згущувачів.
6. Радіальні сгущувачі пульпи з центральним приводом.
7. Радіальні сгущувачі пульпи з периферійним приводом.
8. Основні технічні характеристики радіальних сгущувачів пульпи.
9. Принцип дії пластинчастих сгущувачів пульпи.
10. Устаткування для згущення пульпи за допомогою від-центрових сил.
1.3. Обладнання для фільтрування пульпи
Основні характеристики процесу фільтрування.
Фільтрування являє собою процес поділу пульпи на тверду й рідку фази за допомогою пористої фільтруючої перегородки. При цьому рідка фаза проходить через фільтруючу перегородку й збирається у вигляді фільтрату, а тверда фаза, що затримується на перегородці (осад або так званий кек) виводиться із суспензії, просушується струменем повітря й відокремлюється від фільтруючої поверхні.
Необхідна умова для протікання процесу фільтрації пульпи через пористі перегородки - наявність різниці тисків по обидва боки фільтруючої поверхні. Ця різниця повинна бути вище втрат тиску рідини при проходженні її через пористу перегородку й шар з твердих часток, що утворюється на ній.
Ступінь опору кека й перегородки росте в міру згущення й наростання першого й забивання другої. Кек, що утворюється на перегородці, надалі служить додатковим фільтруючим середовищем.
В якості пористих перегородок використовуються різні тканини (головним чином синтетичні, як більш міцні й стійкі до агресивного впливу середовища), а також металеві сітки.
Фільтруванні здійснюється під вакуумом або при надлишковому тиску. У першому випадку за пористою перегородкою створюється вакуум нижче 0,1 МПа, у другому - пульпа подається на перегородку під тиском вище атмосферного.
Основними факторами, від яких залежить ефективність роботи фільтрів, є:
- крупність матеріалу. Гранулометричний склад матеріалу впливає на пористість (проникність) кека. При наявності в пульпі шламів пористість зменшується, продуктивність фільтра знижується, а вологість кека зростає внаслідок збільшення дії капілярних сил. Крім того, тонкі частки забивають пори тканини й можуть проникати у фільтрат, забруднюючи його;
- вміст твердого в живленні. При його збільшенні продуктивність фільтрації росте;
- величина вакууму. Залежить від пористості осаду, продуктивності вакуум-насоса, цілісності фільтруючої тканини;
- гатунок і стан тканини. У процесі експлуатації фільтруючі тканини потребують відновлення їхньої працездатності шляхом періодичної регенерації. Вона може здійснюватися механічними (прання, зіскрібання осаду) і хімічними (розчинення кристалічних опадів у мінеральних кислотах і лугах) способами;
- температура пульпи. З підвищенням температури пульпи падає в'язкість рідкої фази, що приводить до підвищення продуктивності процесу фільтрування. Однак це здорожує операцію й застосовується тільки при фільтруванні коштовних матеріалів;
- добавка реагентів у пульпу. При добавці синтетичних флокулянтів продуктивність фільтрів зростає внаслідок утворення флокул і зменшення забивання пор тканини. Однак при цьому за рахунок флокулярної води може підвищуватися вологість кека.
Процес фільтрування здійснюється за допомогою фільтрів безперервної й періодичної дії.
Устаткування для вакуум-фільтрування.
Вакуум-фільтри знайшли переважне застосування на збагачувальних фабриках. За конструкцією основного робочого органа вони діляться на дискові, барабанні, стрічкові й планфільтри.
У дисковому вакуум-фільтрі (схема його роботи наведена на рис. 1.5) пульпа по трубі 1 через патрубки 2 надходить у робочу ванну 10, заповнюючи її до рівня переливного вікна 9. У центрі ванни повільно обертається (0,01-0,125 рад/c) порожнистий вал 7 з дисками 8 у вигляді окремих пустотілих секторів, обтягнутих фільтруючою тканиною. Внутрішні порожнини секторів зв'язані патрубками з каналами порожнистого вала, що має розподільну головку. Остання виконує наступні функції. Коли нижні сектори занурені в пульпу, їхні канали з'єднуються головкою з лінією вакууму (від вакуум-насоса). Вода просмоктується через тканину й проходить через патрубок 4 у приймач фільтрату. На тканині утворюється поступово наростаючий шар осаду. Це зона фільтрації I (вона триває до виходу секторів з пульпи). Далі йде період просушки (зона II), коли сектор залишається з’єднаним з вакуумом, а повітря, що просочується через пори тканини усередину сектора, ущільнює й додатково збезводнює осад.
Наступний період (III) - мертва зона, що є перехідною між другим і четвертим періодами. Далі йде зона тиску IV (у сектори розподільною головкою подається стиснене повітря й відбувається віддувка шару кека із тканини).
Зона V - осад, що залишився на тканині, знімається нерухомими двосторонніми ножами 5 і триває продувка й очищення перегородки стисненим повітрям. Після мертвої зони VI цикл повторюється.
Перевагою дискових фільтрів є значна фільтруюча поверхня й можливість швидкої заміни будь-якого сектора при виході з ладу фільтротканини. Загальна площа фільтруючої поверхні в дискових фільтрах може досягати 100 м2.
У табл. 1.4 наведені технічні характеристики дискових вакуум-фільтрів, а на рис. 1.6 показаний загальний вид однієї з моделей.
Рис. 1.5. Схема роботи дискового вакуум-фільтра:
1 – труба; 2, 3, 4, 6 – патрубки; 5 – ножі; 7 – порожнистий вал; 8 – диски; 9 – переливне вікно; 10 – робоча ванна
Барабанний вакуум-фільтр із зовнішньою фільтрую-чою поверхнею (рис. 1.7) складається з обертового барабана, зануреного у ванну з пульпою. Барабан обшитий перфорованими сталевими листами й обтягнутий фільтрувальною тканиною. Внутрішність барабана розбита на сектори, що мають розподільні головки для з’єднання їх з вакуумом і стисненим повітрям.
Рис. 1.6. Дисковий вакуум-фільтр типу ДУ:
1 – роторна мішалка; 2 – знімні лопатки; 3 – привод мішалки; 4 – паровий капот; 5 – ущільнювальні щитки; 6 – колектор; 7 – отвір для відсмоктування надлишкової пари; 8 – привод вакуум-фільтра; 9 – рухома штора
Таблиця 1.4