5.4. Расчет сгустителей

Удельную площадь сгущения и производительность сгустителя принимают по данным, полученным при сгущении аналогичного продукта. Если таких данных нет, то предварительно определяют скорость осаждения твердой фазы пульпы.

При сгущении рудных продуктов сгустители обычно рассчитывают из условия, чтобы в сливе терялись зёрна не крупнее 3 – 5 мкм. При сгущении угольных шламов этот предел повышается до 30 – 40 мкм.

Удельную площадь осаждения сгустителя на 1т часовой производительности по твёрдому рассчитывают по формуле (5.1):

, (5.1)

где R_и и R_к – разжижение в исходном и в конечном (сгущенном) продукте; К – коэффициент использования площади сгустителя (К = 0,6÷0,8); ν – скорость осаждения.

Общую потребную площадь сгущения определяют по формуле (5.2):

F=Q ∙ f или (5.2)

где F – общая потребная площадь сгущения, м²; Q – часовая производительность сгустителя по твёрдому, т/ч; g – удельная производительность при сгущении различных концентратов, т/(м²∙ч).

Диаметр сгустителя Д по выражению (5.3):

(5.3)

По технической характеристике сгустителей находят марку и тип сгустителя. Выбранный сгуститель проверяют по условию - скорость падения частиц должна быть больше скорости слива (v_o>v_сл).

Скорость осаждения для тонких частиц рассчитывают по формуле Стокса (5.4):

, (5.4)

где g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с²; d – крупность частиц, м (диаметр частиц крупность которой допускается в качестве потерь при сливе (3-5 мкм); δ и ∆ – плотность твердой и жидкой фаз; μ – коэффициент динамической вязкости, 0,001 н∙с.

Скорость слива определяют из выражения (5.5):

(5.5)

где ν_с – скорость слива, м/с; W_с – количество слива по водно-шламовой схемы, м³/сутки; F_с – площадь выбранного сгустителя, м².

Если условия не соблюдаются нужно увеличить площадь или использовать флокулянты, или необходимо выбрать сгуститель большего диаметра.

5.5. Контрольные вопросы

1.Какие типы сгустительных аппаратов Вы знаете?

2.Чем отличаются сгустители с центральным и периферическим приводом?

3.Устройство и работа сгустителей с перефирическим приводом.

4.Преимущества сгустителя с осадкоуплотнителем.

5.Устройство и работа пластинчатых сгустителей.

6.Преимущества пластинчатых сгустителей.

7.Что обеспечивает заглубленный ввод питания в сгустителях со взвешенным слоем.

8.Формула Стокса и ее применение.

9.Как на основании эксперимента рассчитать и выбрать сгуститель?

10.По каким условиям проверяют выбранный сгуститель?

Лекция 6. Обезвоживание с использованием центробежных сил

6.1. Общие сведения.

6.2. Теоретические основы процесса центрифугирования.

6.3. Факторы, влияющие на работу центрифуг.

6.4. Контрольные вопросы.

6.1. Общие сведения

Центрифугированием называются операции обезвоживания мелких мокрых продуктов обогащения и разделения суспензии на жидкую и твердую фазы под действием центробежных сил.

Центрифугирование осуществляется в центробежных машинах – центрифугах, представляющих собой вращающиеся вокруг своей оси с большой скоростью роторы цилиндрической или конической формы с перфорированными (ситчатыми) или сплошными стенками.

Прошедшая через ситчатую поверхность ротора жидкая фаза называется фугатом, а движущаяся по ситу твердая фаза – осадком (готовый обезвоженный продукт).

Различают центробежную фильтрацию и осадительное центрифугирование.

При центробежном фильтровании вода удаляется через перфорированный ротор центрифуги, в котором суспензия под действием центробежных сил прижимается к его внутренней поверхности. Жидкость фильтруется через слой осадка и отверстия ротора. Твердые частицы удерживаются на поверхности ротора, обезвоживаются и разгружаются.

Осадительное центрифугирование осуществляется в центрифугах со сплошным ротором. Суспензия под действием центробежных сил прижимается к внутренней поверхности ротора. Твердые частицы, обладающие большей плотностью, осаждаются в объеме суспензии и концентрируются у стенок ротора, вытесняя воду в пространство, расположенное ближе к центру вращения. Фугат удаляется из ротора через сливные окошки, а осадок транспортируется шнеком к разгрузочным патрубкам.

Таким образом, общие закономерности центрифугирования во многом аналогичны закономерностям фильтрования и осаждения в поле гравитационных сил.

Наиболее широко операции центрифугирования применяют в углеобогащении, так как этим способом можно наиболее эффективно удалять влагу из продуктов углеобогащения.

В горной промышленности центрифуги применяют также для обогащения в тяжелых жидкостях и суспензиях, обезвоживания продуктов обогащения и осветления сточных и моечных вод.

Содержание твердого в осадке достигает 87 – 91 %. Центрифугирование заменяет сгущение и фильтрование: одна центрифуга заменяет четыре фильтра, но с фугатом уходит большое количество ценного компонента, следовательно, их применение ограничено.