2 Центрифугирование

Центрифугирование это операция обезвоживания в центробежном поле. Этот процесс используется как вторичная стадия обезвоживания мелкого концентрата после обезвоживающих грохотов с целью снижения влажности до 6 – 8 %.

Идея центрифугирования состоит в следующем. Внутрь вращающегося перфорированного ротора подаётся влажный материал (W = 15 –17 %). Под действием центробежных сил влажный уголь прижимается к стенкам ротора. Влага уходит через перфорацию. Обезвоженный осадок, в зависимости от конструкции центрифуги, под действием собственного веса, либо с помощью шнека, либо под действием вибраций разгружается в приёмный бункер. Отфильтрованная влага вместе с тонкими частицами угля (фугат) направляется на переработку шламовых вод.

Все центрифуги по назначению делятся на две группы:

1. Фильтрующие, предназначенные для обезвоживания материалов крупностью 0.5 – 13 мм;

2. Осадительные, предназначенные для обезвоживания шламов крупностью 0 – 3 мм.

Фильтрующие центрифуги, в зависимости от способа разгрузки осадка, подразделяются на следующие типы:

1. с центробежной разгрузкой осадка;

2. с вибрационной разгрузкой осадка;

3. со шнековой разгрузкой осадка

Ц ентрифуга с центробежной разгрузкой осадка приведена на рисунке 10.2.

Рисунок 10.3 – Фильтрующая центрифуга с центробежной разгрузкой осадка

Осадительные центрифуги

О

1

2

садительные центрифуги применяются для обезвоживания шламов. Обезвоживание осуществляется в сплошном роторе, установленном горизонтально (рис.10.4). Конечная влажность зернистого шлама (0.5 –3 мм) после обезвоживания составляет 16–25 %, мелкого шлама (0 – 0.5 мм) – 25 –33 %.

Рисунок 10.4 – Осадительная центрифуга: ₁ – скорость вращения шнекового ротора; ₂ - скорость вращения сплошного ротора

Исходная пульпа через окна шнекового ротора попадает на внутреннюю поверхность вращающегося сплошного ротора. Под действием центробежных сил происходит разделение пульпы на твёрдую и жидкую фазы. Твёрдая фаза (осадок) шнеком разгружается через окно 3. Фугат удаляется через окно 4.

Для эффективной разгрузки осадка скорость вращения шнека ₁ на 5 –10 % ниже скорости вращения сплошного ротора ₂.

Фактор разделения

Фактор разделения Ф_р – это безразмерный показатель, характеризующий центрифугу как разделительный аппарат. Он определяется из соотношения:

где С и G центробежная сила и сила тяжести, действующие на частицу.

; так как , то ;

Подставляя значения C и G найдём:

3 Фильтрование через пористую перегородку

Этот процесс применяется для обезвоживания флотационного концентрата и обеспечивает его влажность 22 – 24 %. Процесс реализуется в вакуум – фильтрах (рис 10.5).

Вакуум – фильтр состоит из ванны специального профиля. В верхней части, вдоль всей ванны устанавливается вал. На валу имеется 12 – 16 продольных каналов. На вал устанавливается 8 – 14 дисков, состоящих из 12 – 16 секторов. Каждый сектор связан с соответствующим каналом вала. По торцам вала устанавливаются головки, связанные с вакуумной линией и линией сжатого воздуха.

В процессе работы ванна фильтра заполняется пульпой (флотоконцентратом). Вал с дисками медленно вращается (0,5 – 2 об/мин). При

погружении дисков в пульпу на сектора, покрытые фильтровальной тканью, воздействует вакуум. Происходит прилипание материала к секторам дисков и фильтрация влаги. При выходе секторов из пульпы вакуумная система продолжает работать. Происходит просушка материала. При подходе сектора с обезвоженным материалом к разгрузке включается клапан мгновенной отдувки и обезвоженный материал сжатым воздухом отдувается от сеток секторов.

Рисунок 10.5 – Вакуум – фильтр (вид сверху)

В процессе работы диски вакуум – фильтров проходят три зоны (рис.10.6):

1 зону фильтрации, в которой идёт интенсивное удаление влаги;

2 зону просушки, в которой удаляются остатки влаги;

3. зону отдувки, в которой удаляется обезвоженный материал (кек) с помощью сжатого воздуха

Рисунок 10.6 – Рабочие зоны вакуум – фильтра: I – зона фильтрации;

II – зона просушки; III – зона отдувки (поперечный разрез)

В связи с тем, что поверхность фильтруемого материала (класс 0 – 0.5 мм) очень большая механическим способом не удаётся получить влажность материала ниже 22 %.

Для интенсификации процесса обезвоживания, который обусловлен наличием пор между частицами и текучестью жидкости, применяют следующие мероприятия.

1. Добавляют крупнозернистый шлам в питание вакуум – фильтра;

2. Подогревают пульпу паром;

3. Добавляют в пульпу флокулянт, обеспечивающий образование флокул (укрупнение частиц)

Термическая сушка

Термическая сушка является второй стадией обезвоживания флотоконцентрата после вакуум – фильтров с целью снижения влажности до 6 – 8 % .Для термической сушки могут быть использованы различные агрегаты.

1. Барабанные сушилки;

2. Трубы – сушилки;

3. Сушка в кипящем слое