Центрифугування

Центрифугування – процес зневоднення дрібних мокрих продуктів і розділення суспензій на рідку і тверду фази під дією відцентрових сил. Машини для здійснення таких операцій називаються центрифугами, які підрозділяються на фільтруючі, осаджувальні і комбіновані (осаджувально-фільтруючі) .

Фільтруючі центрифуги застосовуються в другій стадії зневоднення вугільних концентратів і промпродуктов крупністю 0,5 – 13 мм після їхнього попереднього зневоднення на вібраційних, конічних і дугових грохотах або в багер-зумпфах та елеваторах. Фільтруючі центрифуги випускають з вібраційним (ФВВ), інерційним (ФВІ) і шнековим вивантаженням осаду (ФВШ). Для зневоднення тонкоподрібнених продуктів і шламів можуть застосовуватися осаджувальні і осаджувально-фільтруючі центрифуги.

Умовні позначки центрифуг наведені в табл. 4.1.

Таблиця 4.1. – Умовні позначки центрифуг

Літерні позначки	Цифрові позначки
ФВВ – центрифуга фільтрувальна вертикальна вібраційна ФВІ – центрифуга фільтрувальна вертикальна інерційна ФВШ – центрифуга фільтрувальна вертикальна шнекова	D – діаметр ротора, см
ОГШ – центрифуга осаджувальна горизонтальна шнекова	D – діаметр ротора, мм

Вібраційні центрифуги застосовуються для зневоднення дрібного концентрату (промпродукту) з вмістом не більше 10 % класу 0-0,5 мм. Центрифуги цього типу найповніше відповідають технологічним вимогам: вміст твердого у фугаті складає в середньому 3 % (у шнекових центрифугах 4-5 %), подрібнення матеріалу, що зневоднюється, у 2-2,5 раза менше, ніж у шнекових. Для цих центрифуг характерний менший, порівняно з іншими типами центрифуг, знос фільтруючих сит. Однак вібраційні центрифуги в порівнянні зі шнековими мають меншу ефективність зневоднення і більш чутливі до коливань вологості матеріалу, що зневоднюється. При вмісті в продукті, що зневоднюється, класу 0-0,5 мм більше 15-20 %, а також у тих випадках, коли вібраційні центрифуги не забезпечують необхідної вологості зневодненого осаду, більш доцільна установка шнекових фільтруючих центрифуг.

Для зневоднення абразивних продуктів збагачення антрациту доцільно використовувати центрифуги з відцентровим (інерційним) вивантаженням осаду, у яких забезпечується найменший час контакту матеріалу з фільтруючою поверхнею. Схема інерційної центрифуги наведена на рис. 4.5.

Рис. 4.5. – Схема фільтруючої центрифуги з інерційнім

вивантаженням осаду:

1 – корпус; 2 – ротор; 3 – живильний пристрій; 4 – збірник фугату;

5 – збірник осаду; 6 – електродвигун; 7 – шків;

8 – пружинні опори; 9 – вал.

Центрифуга складається з корпуса 1, конічного ротора 2, живильного пристрою 3, збірників 4 і 5 для фугату і осаду. Шків 7, що жорстко зв’язаний з ротором, одержує обертання від електродвигуна 6 через клинопасову передачу. Ротор, установлений на пружинних опорах 8, обертається навколо нерухомого вала 9. По живильному пристрою матеріал надходить на днище ротора. Під дією відцентрових сил матеріал відкидається на внутрішні стінки ротора. Осад переміщується по конічній поверхні ротора до верхньої кромки і розвантажується через неї. Рідка фаза проходить через шар осаду і перфоровані стінки ротора в збірник для фугату і виводиться з центрифуги.

Винесення твердого з фугатом фільтруючих центрифуг складає 1 – 3 %, а вологість осаду – 7 – 10 % .

Центрифуги осаджувальні шнекові застосовуються для зневоднення тонких незбагачених шламів, флотаційних концентратів і, в окремих випадках, відходів флотації. Для зневоднення флотаційних концентратів, що важко фільтруються, і шламів застосовуються осаджувально-фільтруючі центрифуги.

Осаджувальна центрифуга (рис. 4.6) складається з корпуса 1, у якому на підшипниках установлені шнек 2 і ротор 3. Обертальний рух шнека і ротора здійснюється від планетарно-диференціального редуктора 4, що забезпечує різну частоту їхнього обертання. Живлення в центрифугу подається по трубі 5. Процес розділення пульпи в осаджувальній центрифузі поділяють на три етапи: осадження частинок твердої фази, транспортування осаду, що утворився, спіралями шнека по ротору і зневоднення осаду після його виходу за межі рідини в конічній частині ротора.

Рис. 4.6. – Осаджувальна центрифуга:

1 – корпус; 2 – шнек; 3 – ротор; 4 – планетарно-диференціальний механізм; 5 – живильна труба; 6 – зливні вікна; 7 – радіальні отвори;

8 – розвантажувальні отвори; 9 – камера осаду; 10 – камера фугату.

Вихідна пульпа по живильній трубі 5 подається у внутрішню порожнину шнека 2, звідки через шість радіальних отворів 7 потрапляє на внутрішню поверхню ротора 3. Під дією відцентрової сили тверді частинки пульпи осідають на стінках ротора, зневоднюються і транспортуються спіралями шнека 2 до розвантажувальних отворів 8 і далі в камеру 9. Вода витискується з осаду, що згущується, стікає по спіральному каналу між витками шнека і видаляється в камеру 10 через чотири зливних вікна 6. Згущення осаду і його вологість залежать від ґранулометричного складу твердої фази і вмісту в ній тонкодісперсних частинок.

Технологічні показники осаджувальних центрифуг при зневодненні такі: вологість осаду 20 – 35 %, вміст твердого у фугаті 25 – 35 %.

Продуктивність фільтруючих і осаджувальних центрифуг визначається за даними каталогів і довідників з урахуванням конкретних умов експлуатації.