книги из ГПНТБ / Фоменко Т.Г. Водно-шламовое хозяйство углеобогатительных фабрик

Таким образом, нагрузка на привод в этом случае будет меньше, чем при осаждении шлама без флокуляции. Однако следует иметь в виду, что при увеличении содержания твердого в питании и не­ своевременном удалении сгущен­ ного продукта высота осветлен­ ного слоя воды в сгустителе резко уменьшается, и шлам осаждается по всей площади, что увеличивает нагрузку на привод.

Большое влияние на скорость движения потока в радиальном сгустителе оказывает конструкция загрузочного устройства.

При применении загрузочного устройства с боковыми отвер­ стиями движение потоков воды более благоприятное. В этом случае поток движется в верхней части сгустителя. Освободившийся от значительной части твердых частиц поток в основной своей массе уходит в слив и только незначительная его часть движется вдоль вертикальных стенок вниз, достигает дна сгустителя, а затем дви­

111

Горизонтальный поток при таком распределительном устройство оказался более растянутым по высоте, чем при загрузочпом устрой­ стве типа стакана с решеткой в нижней части.

тока весьма благоприятно сказывается на осаждении частиц шлама в радиальном сгустителе. Распределение шлама по днищу радиаль­ ного сгустителя также более благоприятно, так как в центре сгу­ стителя осаждаются не только относительно крупные частицы, как это имеет место при больших скоростях потока, ио и более мелкие.

Таким образом, загрузочное устройство с боковыми окнами в стакане более приемлемо, так как оио позволяет не только умень­ шить скорости потоков, но и изменить направление их движения, что улучшает осаждение частиц шлама.

Однако в случае флокуляции шламов более благоприятен за­ грузочный стакан с решетом в нижней части.

Содержание твердого и граничная крупность разделения уголь­ ной суспензии в зависимости от удельной нагрузки и содержания

1 м2 площади радиального сгустителя при применении полиакрил­

амида можно принять 3,5 и даже 4,5 м3/ч в зависимости от содержа­ ния твердого в питании. Без полиакриламида допустимая нагрузка при тех же показателях в 3—3,5 раза меньше.

112

Содержание твердого в сливе зависит от многих факторов, и в первую очередь от содержания твердого в питании и в сгущенном продукте, удельной нагрузки и гранулометрического и минерало­ гического составов обрабатываемого шлама.

Выпуск из радиального сгустителя слишком густых пульп (400 г/л и более) приводит к тому, что в слив уносится большее количество твердого. Вследствие этого нагрузка на сгуститель зна­ чительно уменьшается.

При выпуске из радиального сгустителя более разжиженных пульп содержание твердого в сливе резко уменьшается и появляется

с применением флокуляции шлама не превышает 2—2,3 м3/м2 • ч.

На основании изучения работы радиальных сгустителей на ряде углеобогатительных фабрик установлено, что максимальное со­ держание твердого в питании (для шламов со значительным содер­ жанием тонких классов) не должно превышать 120 г/л. При таком содержании твердого в питании и выдаче разжиженных пульп в виде сгущенного продукта, содержащего менее 250 г/л, процесс осветления воды протекает достаточно эффективно и без флокуля­

Основные показатели работы радиального сгустителя при освет­ лении воды загрязненной шламом можно определить по расчетным кривым (рис. 49).

Например, при содержании твердого в сливе радиального сгу­ стителя 80 г/л содержание твердого в сгущенном продукте (кривая 2) составляет 240 г/л при удельной нагрузке 3,5 м3/м2 ■ч.

.ляется относительно равномерно: линии, соединяющие точки, обо­ значающие зерна одинаковой крупности, имеют даже изгиб в на­ правлении днища сгустителя. В данном случае скорость потока ие оказывает существенного влияния на работу сгустителя. Более заметно влияиие скорости движущегося потока на осаждение шла­ мовых частиц при удельной нагрузке 2,2 м3/м2 • ч (рис. 51, б). В этом случае характер распределения зон с одинаковыми по круп­ ности частицами несколько иной. Линин, соединяющие точки распо­ ложения одинаковых по крупности зерен, имеют небольшую вы­ пуклость в сторону зеркала сгустителя. Кроме того, средний размер

а

Питание

в

Питание

Рис. 52. Расположение зон с одинаковым содержанием твердого при удельной нагруз-

зерен, уходящих в слив, в 1,3 раза меньше среднего размера зерен питания, в то время как при нагрузке 1,2 м3/м2 ■ч этот размер

зерен в сливе в 4,2 раза меньше, чем средний размер зерен в питании.

Совершенно иное явление наблюдается при удельной нагрузке на сгуститель 2,6 м3/м2 • ч (рис. 51, е). В данном случае ярко

выражено влияние направления и скорости потока в сгустителе, т. е. прослеживается та же закономерность движения потока в сгу­ стителе, которая наблюдается при изучении гидродинамических параметров потока в прозрачной модели. Только частицы, имеющие среднюю крупность более 0,07 мм, преодолевая скоростное давление потока, осаждаются равномерно на дно сгустителя. Частицы мень­ ших размеров в большинстве своем увлекаются потоком, что в зна­ чительной степени нарушает процесс осаждения.

Эти выводы подтверждаются и распределением в объеме сгусти­ теля зон одинакового содержания твердого (рис. 52). При удельной

нагрузке 1,2 м3/м2 • ч площади осветлепия (рис. 52, а) эти зоны расположены параллельно поверхности сгустителя, и влияние

по крупностп между сливом и сгущенным продуктом подчиняется определенным закономерностям. Кривые распределения (рис. 53) имеют вид, соответствующий интегральной кривой ошибок Гаусса. Кривые распределения зерен между сгущенным продуктом и сливом

При .идеальном разделении кривая имела бы вид ломаной линии

OdrpF A .

В процессе осветления шламовых вод в слив и сгущенный про­ дукт уходит твердое. Но так как в шламовых пульпах всегда со­ держится определенное количество взвешенных тончайших частиц, которые распределяются пропорционально количеству воды, ухо­ дящей в слив и сгущенный продукт, то описанная выше закономер­ ность несколько изменяется [10].

Кривая распределения, построенная для фактического сгущен-, ного продукта (см. рис. 53, кривая Е), отличается от кривой ОА.

116

лис твердого в сгущенный продукт можно определить из выраягення

е = а + (100— а)епр,

откуда [10]

где епр — приведенное извлечение, %; е — общее извлечение со­ ответствующего класса в сгущенный продукт. %; а — извлечениеводы, уходящей со сгущенным продуктом, % от количества воды в- питании.

Аналогично кривой ошибок кривая разделения характеризу­ ется средним вероятным отклонением, равным полуразностн круп­ ности зерен, которым соответствуют извлечения 25% и 75%

Величина Ек выражается в единицах измерения крупности зе­ рен и характеризует наклон кривой. Следовательно, чем большеточность разделения, тем круче кривая и тем меньше Ек.

При идеальном разделении

характеризуют процесс осаждения в сгустительно-осветлителыіых устройствах drP и Ек.

Кривые разделения вследствие их сходства с интегральной кривой ошибок Гаусса можно выпрямить изменением масштаба ординат. Выравнивание облегчает пользование кривыми и характеризует степень точности исследований.

При выборе конструкции радиального сгустителя следует руко­ водствоваться следующим: для углеобогатительных фабрик реко­ мендуются одноярусные радиальные сгустители с периферическимприводом; практика эксплуатации показала, что радиальные сгусти­ тели с центральным приводом иногда зашламовываются, вследствиечего возможны поломки привода; в радиальных же сгустителях

спериферическим приводом это исключено.

Кнедостаткам применяемых радиальных сгустителей можно

отнести малую их удельную производительность, что приводит к увеличению площадей для осветления отходов флотации, и недо­ статочную степень сгущения выдаваемого осадка. Это особенно­ важно, когда предусматривается смешивание сгущенных отходов, флотации с породой и их совместное складирование в один отвал.

Общий вид конструкции радиального сгустителя с перифериче­ ским приводом показан на рис. 54. В практике углеобогащения

наибольшее распространение получили радиальные сгустители диаметром 30 м. Радиальные сгустители с большим диаметром1

117'

в технологическом отношении менее выгодны, так как в центральной части таких сгустителей возникают слишком большие скорости потоков, вследствие чего шлам преимущественно осаждается на периферии. Это не позволяет достаточно эффективно использовать

2. СГУСТИТЕЛИ С ОСАДКОУПЛОТНПТЕЛЕМ

Сгуститель с осадкоуплотнптелем, разработанный УкрЫИИУглеобогащением, предназначен для улавливания различных шламов, отходов флотации, осветления воды и сгущения осадков с высокой степенью уплотнения.

Подобные сгустители применяются п в ФРГ.

Схема работы сгустителя показана иа рис. 55. Отходы флота­ ционных машин подаются в приемное устройство (стакан) с распре­ делительным конусом внизу. Туда же подается и флокулянт. Расход,

Рис. 55 показывает, что основная часть потока движется в ци­ линдрической части сгустителя в зоне осветления воды I к перифери­ ческому сливу. Меньшая часть потока образует небольшие завихре­ ния в зоне коллективного осаждения флокул II. Уплотнение осадка (сжатие) происходит в зоне I I I , образуемой конической частьюсгустителя, называемой осадкоуплотнптелем [27, 63]. Общий вид. сгустителя с осадкоуплотнптелем и устройствами удаления осадка показан на рис. 56.

Уплотнение осадка, происходящее за счет давления, создава­ емого действием сил тяжести твердой массы, вызывает движение жидкости в верхние слои.

При осветлении вод отходов флотации без флокулянтов были, получены следующие результаты: при нагрузке 0,2—0,25 м3/м2 • ч

•119)

использовать для осветления вод отходов флотации и без флокулянта при нагрузке, не превышающей 0,5 м3/м2 • ч. При более высокой нагрузке слив сгустителя загрязняется тонкими илистыми части­ цами и становится непри­ годным для использова­ ния на фабрике. В этом случае необходима флоку­ ляция твердой фазы отхо­ дов флотации.

Отходы флотации.

І/ Флокулянт

Содержание твердого в сгущенном продукте при осаждении несфлокулированной твердой фазы невысокое и составляет 250— -300 г/л. При сгущении сфлокулпрованных отходов флотации со­ держание твердого в осадке, в зависимости от характеристики отходов и количества выпускаемого осадка, колеблется от 200 до 800 г/л. Удельная нагрузка составляет 2,5—3,5 м3/м2 - ч. По

.данным зарубежной практики (ФРГ, Англия), удельная нагрузка на подобные устройства при выдаче сгущенного продукта с содер­

жанием 300 г/л составляет 8 м3/м2 • ч, а при содержании в сгущен­ ном продукте 500—600 г/л— 3,5—4 м3/м2 ■ч [51, 71].

- .1 2 0