ОБОРУДОВАНИЕ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЗ

При гидрометаллургическом производстве ряд технологических процессов связан с разделением жидкой и твердой фаз (например, отделение алюминатного раствора от красного шлама, взвесей от раствора, соды и поташа от маточных растворов, промывных растворов и др.). Разделение фаз осуществляют сгущением (отстаиванием), фильтрованием, центрифугированием.

2.1.1. Сгустители

В основе работы сгустителя лежит процесс разделения жидкой и твердой фаз пульпы вследствие оседания на днище твердых частиц под действием силы тяжести.

В сгустителе по его высоте можно выделить пять зон: осветленного раствора, свободного падения частиц, стесненного падения частиц, уплотнения, гребков. Пульпу подают в зону свободного падения частиц через специальную воронку. По мере оседания твердые частицы проходят через все зоны, постепенно теряя скорость. При этом плотность пульпы повышается. Отношение жидкого к твердому (Ж:Т) в сгущенном продукте может изменяться в широких пределах и зависит от крупности твердых частиц, их формы, плотности твердых частиц и жидкости, температуры пульпы и др.

Например, сгущенный красный шлам в процессе переработки боксита по способу Байера характеризуется Ж:Т = 3:1. Осветленный раствор свободно переливается через сливной порог по всей окружности в кольцевой желоб, а сгущенный продукт откачивают через разгрузочную воронку, расположенную в центре днища сгустителя.

Сгущение обычно осуществляется в цилиндрических (радиальных) сгустителях с механической разгрузкой осадка. В зависимости от расположения механизма привода сгустители разделяют на два типа: с центральным приводом и с периферическим.

Сгустители с центральным приводом бывают в двух исполнениях – с гребковым устройством, закрепленным на консольном валу, опирающемся на неподвижную ферму, или с креплением к центральной конструкции (клетке), опирающейся на центральную колонну.

Сгустители с центральным приводом, закрепленным на консольном валу, по высоте могут иметь один или несколько ярусов. По этому признаку сгустители подразделяют на одно- или многоярусные.

Одноярусный радиальный сгуститель (рис. 70) состоит из цилиндрического чана 2 с горизонтальным или коническим днищем и кольцевым сливным желобом 11, загрузочной воронки 7 и разгрузочного устройства 4. Днище сгустителей малого диаметра выполняют горизонтальным, а сгустителей большого диаметра – наклонным, с углом наклона до 12°.

Край кольцевого желоба является порогом, через который переливается осветленная часть пульпы – слив. Сливной порог по всей окружности должен иметь одинаковый уровень; для удаления слива самотеком днище кольцевого желоба имеет небольшой уклон.

Исходная пульпа подается в питающую воронку по желобу или трубе. Нижний край воронки заглублен по отношению к уровню слива приблизительно на 0,5 – 1,0 м. Для гашения скорости потока в воронке устанавливают решетку или кольцевые полки.

У сгустителей с гребковым устройством 5, закрепленном на консольном валу 6, последний опирается на ферму 1 и получает вращение от электродвигателя 10 через червячную пару 9. Для предотвращения поломок механизма вал с гребками 3 может перемещаться на некоторое расстояние в вертикальном направлении. Подъем или опускание вала осуществляется специальным механизмом подъема 8.

Рис. 70. Одноярусный сгуститель с центральным приводом

У сгустителей с гребковыми устройствами, закрепленными на центральной конструкции, клетка крепится к зубчатому колесу, которое посредством шарикового или гидростатического подшипника опирается на колонку. На колонне расположен привод – один или несколько электродвигателей, редукторы, промежуточные валы с шестернями.

Гребковые устройства изготовляют в виде крестовин. Гребки 3 установлены под углом, позволяющим перемещать осадок к центру. Каждый гребок перемещает материал на расстояние, достаточное для захвата его следующим, установленным ближе к центру.

Сгуститель с периферическим приводом отличается от сгустителя с центральным приводом тем, что ферма с гребковым механизмом опирается одним концом на кольцевую опору колонны, установленной в центре сгустителя, а другим – на тележку, движущуюся по монорельсу, который уложен по окружности сгустителя.

Характеристика одноярусных сгустителей приведена ниже.

	С центральным приводом	С периферическим приводом
Размеры чана, м:
диаметр	2,5 – 50	15 – 100
высота	1,5 – 5	3 – 7
Площадь чана, м2	5 – 1950	175 – 7850
Частота вращения гребковой рамы, мин-1	0,5 – 0,02	0,12 – 0,02

С целью экономии производственных площадей созданы и эксплуатируются многоярусные сгустители.

Многоярусные сгустители действуют в двух режимах: с параллельной и с последовательной работой ярусов. В первом случае каждый ярус питается пульпой, и с каждого яруса получают одинаковые сливы. Во втором случае сгущенная пульпа первого яруса поступает во второй ярус, где сгущается до меньшего отношения Ж:Т, а затем поступает в следующий ярус и т.д. По второй схеме осуществляют также методическую промывку шлама от первого к последнему ярусу.

Техническую характеристику отдельных типоразмеров одноярусных и многоярусных сгустителей можно найти в справочной литературе.

Характеристика многоярусных сгустителей приведена ниже.

Размеры чана, м:

диаметр........................……………… 2,2 – 20

высота........................………………… 5,4 – 12,7

Число ярусов. ....................………………..... 2; 3; 5

Поверхность осаждения, м² ...........………... 11,4 – 1570,0

Частота вращения гребковой рамы, мин^-1..... 0,7 – 0,1