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

Рпс. 69. Схема расположения зон в фильтре «Укрална-80»

ресивер 3, а для фильтрата зоны просушки — ресивер 4 и общин гидрозатвор 6. В каждой из систем имеется вакуум-насос ВВН-50 2 — для зоны фильтрования, 5 — для зоны просушки, а для отдувки предусмотрена воздуходувка КВН-50 или ВК-50, один общий и два индивидуальных воздухосборника 8■ Для откачки фильтрата изгидрозатвора 6 предусмотрен насос 7.

Однако эксплуатация первых образцов вакуум-фильтра показала, что схему фильтрования можно изменить для снижения потребля­ емой фильтром электроэнергии. Ресиверы зон фильтрования и про­ сушки подсоединены к одному вакуум-насосу, что несколько снизило-

151

вакуум — в зоне фильтрования до 530 мм рт. ст., а в зоне просушки до 500 мм рт. ст. вместо соответственно 650 и 550 мм рт. ст. Несмотря на это производительность вакуум-фильтра и влажность осадка прак­ тически остались на прежнем уровне.

Работа восьмндисковых вакуум-фильтров ДУ68-2,5/8 п «Укра­ ина-80» характеризуется данными, приведенными в табл. 45 [16].

П и т а н и е

Рис. 70. Схема установки вакуум-фильтра «Украина-80»

Несмотря на более совершенную конструкцию дискового вакуум- 'фпльтра «Украина-80» и более эффективную его работу, он имеет недостатки. Дальнейшее увеличение частоты вращения вала на этом фильтре повышает влажность осадка, так как при этом уменьшается время просушкиМежду тем зона фильтрования у фильтров более чем достаточна и могла бы быть уменьшена. Кроме того, в вакуумфильтре «Украина-80» размеры «мертвых» зон слишком велики. Они ■составляют 54°, в то время как у других фильтров «мертвая» зона значительно меньше. Например, в фильтре ДУ-68 «мертвые» зоны вместе с регенерацией сетки составляют всего 45°-

152

I

Наиболее совершенным типом дисковых вакуум-фильтров, приме­ няемых в зарубежной практике, являются фильтры фирмы «Пик» (Франция) и фирмы «Ведаг» (ФРГ).

Техническая характеристика вакуум-фильтра фирмы «Пик»

На углеобогатительных фабриках в основном применяются схемы фильтровальных установок, показанные на рис. 71. По схеме филь­ тровальной установки, в которой вакуум-фильтр расположен на нижних отметках здания фабрики (рис. 71, а) смесь фильтрата с воздухом из фильтра 1 поступает в ресивер 3, где п происходит отделение воздуха. Фильтрат из нижней части ресивера непрерывно удаляется насосом 7, а воздух поступает в ловушку 6. В ловушке

153

происходит окончательное отделение фильтрата, захваченного воздухом в виде капель, что предотвращает попадание жидкости в вакуум-насос 4■Для отвода фильтрата из ловушки установлен гидрозатвор 5, который располагается ниже ловушки иа 10 м. Сжатый воздух для отдувки подается воздуходувкой 2. фильтрат удаляется центробежным насосом.

Эта схема ненадежна в работе, так как вакуум в системе может превышать разрежение развиваемое насосом, что затрудняет удале­ ние фильтрата. Кроме того,

фильтра на более высоких

нижних отметках фабрики; б — при расположении фильтра на верхних отметках фабрики; в — без гидро­ затвора и с поплавковым клапаном на ресивере

используется схема, показанная на рис. 71, б. По этой схеме фильт­ рат из фильтра 1 поступает в ресивер 3, откуда отводится непосред­ ственно в гпдрозатвор 5. Трубопровод затоплен в гидрозатвор на глубину 300—400 мм от его днища. Это позволяет избежать накоп­ ления шлама. Емкость гидрозатвора на 10—15% больше объема жидкости, вмещающейся в трубопроводе, отводящем фильтрат. Ресивер, соединенный с вакуум-насосом 4, всегда устанавливается ниже вакуум-фильтра, что позволяет осуществить движение филь­ трата от распределительной головки в ресивер самотеком.

Эта схема фильтрования надежна в эксплуатации и в настоящее время является более распространенной.

Вакуум-насосы при проектировании фильтровальных установок выбираются из расчета 0,8 м3/мин воздуха на 1 м2 фильтрующей поверхности вакуум-фильтра. Величина вакуума не должна быть меньше 500 мм рт. ст.

На рис. 71, в показана схема установки без гидрозатвора, ио с по­ плавковым клапаном на ресивере 3. Наличие насоса 7 для откачки фильтрата в зумпф 5 и клапана на ресивере делает эту схему неэффек­ тивной. Эта схема весьма ненадежна и в отечественной практике не применяется.

На современной углеобогатительной фабрике для обезвоживания большого количества флотационного концентрата предусматрива-

154

вакуумная система (рис. 72, а). Она позволяет более компактно раз­ мещать оборудование и уменьшать протяженность трубопроводов. Кроме того, в случае неполадок и остановки действующего вакуумнасоса его всегда можно заменить резервным.

Однако эта схема не лишена существенных недостатков. Прежде' всего, соединение нескольких действующих вакуум-фильтров в одну общую систему затрудняет поддержание стабильной величины ваку­ ума па уровне 500 мм рт. ст. Любые неисправности в коммуникациях и порыв фильтровальной ткани снижают вакуум на всех фильтрах.

При индивидуальной вакуумной системе (рис. 72, в) исключа­ ются вышеперечислеипые недостатки, ио она требует установки большого количества оборудования.

При групповой вакуумной системе (рис. 72, б) объединяются 2—3 вакуум-фильтра. Эта система занимает промежуточное положе­ ние между общей и индивидуальной системами.

Схема подачи сжатого воздуха для отдувки осадка показана: па рис. 73. По схеме несколько воздуходувок подают сжатый воз­ дух в один воздухосборник 4, а из него по общему коллектору 3 — в каждый вакуум-фильтр 1. Объем воздухосборника принимается из расчета 0,05 м3 па каждый 1 м3/мпн производительности воздухо­

с клапанами мгновенной отдувки. Для отделения воды установлены водоотделители 6.

Схемы подачи пенного продукта на вакуум-фильтры показаны иа рис. 74. В зависимости от размещения флотационных машин на фабрике применяются две схемы.

По схеме (рис. 74, а), когда флотационные машины 1 располо­ жены на верхних перекрытиях, флотационный концентрат напра­ вляется в сборник 2, а затем поступает на вакуум-фильтры 3. Пере­ лив из ванн вакуум-фильтров направляется в зумпф 4 и насосом 5' возвращается в сборник.

По второй схеме (рис. 74, б) при расположении флотационных машин на нижних перекрытиях здания фабрики, весь флотационный концентрат из флотомашин 1 поступает в зумпф 2, откуда насосом 3' подается в сборник 4, а затем иа вакуум-фильтры 5.

К недостаткам этой схемы следует отнести затруднения, вознпкаемые при перекачке флотационного концентрата насосом 3 вслед­ ствие значительныхобъемов пены. Для уменьшения количества пены обычно устанавливают специальные пеногасителп.

На производительность вакуум-фильтров большое влияние ока­ зывает зольность тонких классов (менее 0,06 мм) фильтруемого-

155.

Рис. 72. Системы удаления фильтрата:

« — общая; С — групповая; в — индивидуальная

Рис. 73. Схема подали сжатого воздуха в вакуум-фильтры

■флотационного концентрата. Присутствие глинистых частиц приводит к образованию более плотных осадков с малой проницаемостью, сни­ жению скорости фильтрования и забиванию фильтрующей перего­ родки.

Флотационный концентрат коксующихся углей, поступающий на дисковые вакуум-фильтры, характеризуется следующими сред­ ними данными:

а

О т в о д

фильтрата.

Рис. 74. Схемы подачи пенного продукта в вакуумфильтры

При флотации газовых углей содержание класса менее 0,06 мм в флотационном концентрате значительно больше и колеблется от 40 до 60%, зольность — от 16 до 25%, а удельная нагрузка на фильтр 0,1—0,15 т/м2-ч.

Исследованиями установлено, что наиболее приемлемым по грану­ лометрическому составу является флотационный концентрат коксу­ ющихся углей при содержании в нем класса мельче 0,06 мм в пре­ делах 20—40%. На практике во многих случаях содержание этого класса выходит за указанные пределы, что снижает эффективность процесса фильтрования.

С уменьшением класса менее 0,06 мм в пульпе увеличивается расслоение материала в ванне и ухудшается процесс фильтрования. Следовательно, более крупнозернистый материал необходимо фильт­ ровать при более высоком содержании твердого в пульпе. С увеличе­ нием содержания класса менее 0,06 мм в пульпе, особенно если оно превышает 50%, производительность фильтра уменьшается, а влаж­ ность осадка увеличивается.

На эффективность работы вакуум-фильтров оказывает большое влияние расслоение по крупности фильтруемого материала в ванне. Гранулометрический состав фильтруемого материала по высоте ванны вакуум-фильтра характеризуется данными, приведенными в табл. 46 [24].

157

Одновременно с изменением гранулометрического состава по высоте слоя пульпы в ванне вакуум-фильтра меняется и содержание твердого. Если в переливе оно равно 250 г/л, то па дие ванны соста­ вляет 500 г/л, т. е. в два раза выше.

Это же подтверждается и данными ситового анализа осадка на дисках (табл. 47).

Диск вакуум-фильтра, вращаясь, проходит вначале верхние слои пульпы, где начинается формирование осадка иа сетке. Образование осадка вследствие расслоения фильтруемого материала по крупности в ванне происходит по схеме: тонкий материал — зернистый мате­ риал — тонкий материал. Но так как размеры отверстий сетки обычно' равны 0,25—0,3 мм, то первые порции тонкого материала просасы­ ваются через фильтрующий элемент и уходят в фильтрат, а образо­ вание осадка практически начинается с зерен, крупность которых близка или более размера отверстий сетки.

Гранулометрический состав флотационного концентрата, посту­ пающего на фильтрование, в значительной степени зависит и от содер-

158

9

жания твердого в оборотной воде. При загрязненной воде на флота­ цию поступает более крупный шлам, а при относительно чистой воде — более тонкий.

Изменение гранулометрического состава флотационного концен­ трата в зависимости от содержания твердого в оборотной воде при­ ведено в табл. 48.

Приведенные данные показывают, что с изменением содержания твердого в оборотной воде в сильной степени меняется ситовый состав питания вакуум-фильтров, что также влияет на их произво­ дительность.

Влажность получаемых осадков с увеличением крупности зерен

Фильтрование пульпы повышенной температуры увеличивает производительность вакуум-фильтра и снижает влажность осадка.

На основании проведенных исследований и практики работы дисковых вакуум-фильтров можно сказать, что основными факторами увеличения производительности фильтров являются содержание твердого в питании, повышение средней крупности и флокуляция фильтруемого материала.

Присадка зернистого шлама в питание имеет важное значение при фильтровании тонких флотационных концентратов крупностью менее 0,3—0,4 мм. Присаживаемый зернистый шлам должен содер­ жать минимальное количество тонких классов (мельче 0,06 мм), приемлемую зольность и максимальную крупность зерен не более 2 мм.

Этим требованиям обычно отвечает хорошо промытый (ополаски­ ванием) надрешетный продукт шламовых грохотов или зернистый шл ам гидроциклонов-классификаторов.

Изменение ситового состава флотационного концентрата в резуль­ тате присадки зернистого шлама приведено в табл. 49.

159

Производительность вакуум-фильтров повышается при флокуля­ ции флотационного концентрата перед его фильтрованием. Для выявления этой зависимости были проведены эксперименты на фло­ тационном концентрате, содержащем 30% класса менее 0,06 мм, но с различной его зольпостыо и разном расходе флокулянта —

полиакриламида.

стого шлама к флотационному концентрату, показала, что произво­ дительность вакуум-фильтров увеличивается на 25—30% без учета присадки.

160