Дисперсионный анализ.

(седиментация)

Удельная поверхность Железорудного Апатитового

концентрата, концентрата.

S уд. = 717 см²/г. S уд. = 339 см²/г.

Распределение частиц по крупности

Железорудного Апатитового

концентрата, концентрата.

0 – 2 мкм - 3,2 % 0 – 2 мкм - 1,8 %

2 – 3 мкм - 1,4 % 2 – 3 мкм - 0,4 %

3 – 4 мкм - 0,8 % 3 – 4 мкм - 0,3 %

4 - 5 мкм - 1,0 % 4 - 5 мкм - 0,4 %

5 - 7 мкм - 3,5 % 5 - 7 мкм - 1,0 %

7 - 10 мкм - 9,1 % 7 - 10 мкм - 2,7 %

10 – 20 мкм – 25,2 % 10 – 20 мкм – 9,3 %

20 – 28 мкм – 27,9 % 20 – 28 мкм – 9,5 %

28 – 40 мкм – 27,9 % 28 – 40 мкм – 24,0 %

40 – 63 мкм – 0,0 % 40 – 63 мкм – 50,5 %

63 – 74 мкм – 0,0 % 63 – 74 мкм – 0,0 %

81,0% Класс + 10 – 63 мкм 93,3%

19,0% Класс 0 – 10 мкм 6,7%

Полученные результаты подтверждают анализы ситовых характеристик, которые представлены в ваших отчётах и сменных рапортах.

К сожалению, в ваших текущих анализах, и железорудного и апатитового переделов, отсутствует такой важный для технологии обезвоживания показатель, как удельная поверхность.

Ситовая характеристика, а в большей части, удельная поверхность и железорудного концентрата (717 см²/г), и апатитового концентрата (339см²/г), показывают, что концентраты весьма разнородные по крупности и предельно грубые для обезвоживания на дисковых вакуум-фильтрах и, вместе с тем, представляют собой идеальный материал для этой операции.

Для проведения испытаний на фильтруемость представленных проб апатитового и железорудного концентратов была выполнена их репульпация. Испытания проводились на лабораторной фильтровальной установке моделирующей технологию фильтрации в промышленных условиях.

Первая серия опытов (таблица №1) произведена в стандартных для дисковых вакуум-фильтров технологических условиях по плотности питания, скорости вращения дисков, величины вакуума и соотношения зон набора и сушки. В качестве фильтровальной перегородки использовалась свежая фильтроткань различных типов.

Таблица № 1.

Параметры и результаты фильтрации	Апатитовый концентрат				Железорудный концентрат
	Тип фильтровальной ткани
	S 25H20-V-1	ТСКФ	ТГФ-1	Арт. 56035	S 25H20-V-1	ТCКФ	ТГФ-1	Арт. 56035
Приведен-я удельная произ-ность, т/м2*час	0,53	1,07	0,52	0,85	1,13	1,35	0,55	0,56
Массовая доля влаги кека, в %	15,45	9,08	8,08	6,32	11,04	10,53	8,87	9,59
Вес кека (сухой), грамм	56,6	113,8	55,6	90,8	120,7	144,1	58,7	59,9
Толщина кека, мм.	5-6	3-15	5-6	7-9	4-9	1-13	1-8	1-5
Содержание твердого в пульпе, в %.	50	50	50	50	50	50	50	50
Вакуум в зоне набора, кгс/см2	0,60	0,73	0,66	0,73	0,70	0,74	0,70	0,68
Время набора, в сек.	10	10	10	10	10	10	10	10
Время сушки, в сек.	20	20	20	20	20	20	20	20
Расчетная скорость вращения дисков в/ф, об/мин.	1	1	1	1	1	1	1	1

Вторая серия опытов (таблица №2) произведена в условиях повышенной плотности питания и увеличенной скорости вращения дисков.

Таблица № 2.

Параметры и результаты фильтрации	Апатитовый концентрат				Железорудный концентрат
	Тип фильтровальной ткани
	S 25H20V-11	ТСКФ 56385	ТГ Ф-1	Арт. 56035	S 25H20V-1	ТCКФ 56385	ТГФ-1	Арт. 56035
Привед - я удельная произ-сть, т/м2*час	1,50	0,42	1,10	1,41	2,26	2,17	1,11	2,62
Массовая доля влаги кека, в%	11,67	16,50	8,39	7,46	10,35	9,87	12,04	9,75
Вес кека (сухой), грамм	111,6	31,4	82,3	105,3	168,2	161,3	82,7	194,8
Толщина кека, мм.	8-12	4,0	7-8	8-9	5-15	3-15	2-13	3-18
Содержание твердого в пульпе, в %.	60	60	60	60	60	60	60	60
Вакуум в зоне набора, кгс/см2.	0,69	0,68	0,68	0,68	0,65	0,70	0,68	0,71
Время набора, сек.	7	7	7	7	7	7	7	7
Время сушки, сек.	14	14	14	14	14	14	14	14
Расчетная скорость вращения дисков в/ф, об/мин.	1,43	1,43	1,43	1,43	1,43	1,43	1,43	1,43

Результаты лабораторных испытаний в 1-ой и 2-ой серии опытов подтверждают высокую скорость расслоения пульпы обоих типов концентрата. Это и наблюдается в ваших производственных условиях, что характеризуется неравномерной толщиной кека по площади сектора (тонкий слой, или его отсутствие, у горловины сектора или его центральной части и более толстый на периферии).

Как правило, это неизбежно ведёт к потере вакуумного воздуха и разрежения в системе и, как следствие, к не предсказуемой производительности вакуум-фильтров и повышенной влажности кека.

Высокая скорость расслоения репульпированных концентратов не дала и нам возможности, в период этих серий испытаний, набрать на фильтроткань стабильную толщину кека и добиться прогнозируемых результатов по удельной производительности и влажности кека.

Даже с учетом определенных нами коэффициентов интерполяции лабораторных испытаний на промышленные условия, показатели удельной производительности и содержания влаги по результатам этих испытаний являются величинами, не отвечающими действительности.

Однако результаты 1-ой и 2-ой серии опытов приводят к очень значительному выводу, что одной, из самых важных и основных для ваших условий, технологических задач является решение вопроса по предотвращению, по высоте ванны вакуум-фильтра, расслоения пульп по плотности и крупности или свести его к минимуму. Это касается и железорудной пульпы и апатитовой.

Пути решения этой задачи, прежде всего, в повышении плотности питания и в эффективной работе мешалки фильтра, но и немаловажное значение в решении этого вопроса имеют, так называемые, «мелочи»: правильный выбор точек подачи питания, направления вращения и скорости мешалки, скорости вращения дисков.

На тонких концентратах производительность дисковых вакуум-фильтров ограничивается высоким гидравлическим сопротивлением слоя кека и вряд ли возможна свыше 1,5 т/м².ч, а достижение влажности кека ниже 8%, даже в этом случае, становится проблемой из-за высокого содержания трудно удаляемой капиллярной влаги. Рост же производительности вакуум-фильтра, как правило, увеличивает влагу кека.

Совсем другие технологические показатели получаются на таких материалах, которые представляют ваши концентраты, и железорудный и апатитовый.

Такие, как ваши, грубодисперсные концентраты позволяют использовать фильтроткань с повышенной водо и воздухопроницаемостью, что создаёт низкое суммарное гидроаэродинамическое сопротивление слоя осадка и фильтроткани. Это, в свою очередь, позволяет даже при малом времени набора иметь кек оптимальной толщины (порядка 20мм), т.е. создаются все условия для повышенной производительности вакуум-фильтра.

Чтобы обеспечить эту производительность при требуемой (или заданной) влажности кека необходимо увеличить скорость фильтрования.

Как известно, скорость фильтрования - это количество фильтрата, которое при прочих равных условиях, возможно, удалить в единицу времени из полостей фильтра (от фильтрующей перегородки до ресивера).

Узлами, не позволяющими увеличить скорость фильтрования в ваших условиях являются недостатки в конструкции дисковых вакуум - фильтров производства завода «Прогресс» (Д 63-2,5У и их аналогов):

а). Конструкция секторов – металлическая перфорированная дека с низким «живым» сечением (~ 45%), зауженный диаметр патрубка горловины;

б). Конструкция ячейкового вала - все параметры фильтратных каналов ячейкового вала (малая площадь сечения, наличие литейных дефектов, форма – трапеция, отвод фильтрата из каналов в противоположных направлениях, встречные потоки при двухсторонней отдувке) создают высокое сопротивление потоку фильтрата или водо-воздушной смеси. И, как следствие, невозможность быстрого и полного удаления жидкости из полостей фильтра за время сушки. К тому же, оставшаяся в каналах вала жидкость, является причиной вторичного увлажнения кека в момент его отдувки;

c). Конструкция распределительной головки - имеет существенные недостатки в плане распределения технологических зон:

- начало набора осадка осуществляется в зоне, где находится наибольшее

количество шламов, что ведет к преждевременному зарастанию фильтровальной ткани;

- короткая зона сушки кека не обеспечивает полного удаления влаги из

объема фильтратного канала и из объема самой головки;

- продолжительность цикла отдувки зависит от скорости вращения дисков.

Из выше сказанного видно, что сама конструкция дискового вакуум-фильтра производства «Прогресс» обостряет проблемы повышения эффективности обезвоживания – главной составляющей снижения энергетических затрат на производство концентрата и на последующие переделы.

Одним из путей повышения эффективности дискового вакуум-фильтра является создание оптимальных условий для движения фильтрата, жидкостно-воздушной смеси, вакуумного воздуха по всем трактам фильтровальной установки – от фильтрующей перегородки до гидрозатвора, путем снижения гидроаэродинамического сопротивления по всей системе удаления фильтрата: сектор - ячейковый вал – распределительная головка – вакуумные и фильтратные трубопроводы. Результатом будет рост производительности вакуум-фильтра с одновременным снижением влажности кека.

При условии правильно выполненной системы удаления фильтрата из слоя кека грубодисперсного материала толщиной в 20 и более миллиметров, есть все возможности, обеспечить максимальное удаление свободной влаги уже в самом начале зоны сушки. Это, в свою очередь, позволяет эксплуатировать вакуум-фильтр на повышенных оборотах дисков, чем и обеспечивается или его максимальная производительность или предельно возможное удаление влаги из слоя кека.

С целью получения прогнозируемых результатов по влажности кека произведена третья серия опытов (таблица №3) из однородной пульпы. На фильтрующей перегородке был набран равномерный слой кека толщиной 10-15мм, обеспечивающий производительность, сопоставимую с полученной в реальном производстве 1-1,5т/м².ч. в стандартных технологических условиях работы фильтра и определена влажность концентрата.

Таблица № 3.

Параметры и результа- ты фильт-рации	Апатитовый концентрат						Железорудный концентрат
	Тип фильтровальной ткани
	ТСКФ			Арт. 56035			ТСКФ			Арт. 56035
Массовая доля влаги кека, в %	7.11	2.55	3.17	5.97	2.80	2.73	8,13	6,38	6,31	7,89	6,15	6,36
Толщина кека, мм.	10	12	14	10	14	11	11-12	13-14	12-13	13-14	13-14	11-12
Вакуум сушки, кгс/см2.	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,60	0,60	0,60	0,62	0,64	0,60
Время сушки, сек.	20	180	300	20	180	300	20	180	300	20	180	300

По результатам испытаний можно сделать вывод, что в производственных условиях влажность концентратов (как апатитового концентрата, так и железорудного) не должна превышать 7%.

В случае если минимизация влаги концентрата является приоритетной целью, то чтобы достичь её более низких значений и обеспечить более высокую эффективность обезвоживания необходимо выполнить направленные на это мероприятия: