Тема лекции: Оборудование для обезвоживания. Сгустители. Оборудование для вторичного обезвоживания. Фильтр- прессы

Лекция №12

Обезвоживанием называется процесс удаления жидкости из продуктов обогащения. Вода удаляется механическим способом (сгущением, фильтрованием, центрифугированием и дренированием) и термической сушкой. Для осуществления этих процессов применяют сгустители, фильтры, центрифуги и сушилки. Используя сгустители, удается повысить концентрацию твердого вещества в пульпе до 30-60%; после фильтров содержание влаги в конечном продукте доводится до 7-20%, а после сушилок до 1-4%.

На гидрометаллургических заводах широко применяют сгустители и фильтры. Сгустители используют для отстаивания (осветления) и сгущения пульпы. Осветленная жидкость, обычно представляющая собой раствор металла в кислоте, сливается по желобам и идет на дальнейшую переработку.

Для сгущения пульпы наиболее широко применяют радиальные сгустители. В сгустителях, представляющих собой чаны, медленно вращается перегребающее устройство и происходит расслаивание продукта на жидкую и твердую фракции. Твердые частицы пульпы перемещаются к центру вниз на разгрузку. Осветленная жидкость самотеком сливается в кольцевой желоб в верхней части чана. В зависимости от расположения привода перегребающего устройства сгустители бывают с центральным приводом и периферийным.

Сгустители с центральным приводом снабжены перегибающим устройством, расположенным на одном, двух и пяти ярусах. Последнюю применяют на глиноземных заводах. Одноярусные сгустители с чанами диаметром д

о 18 м представляют собой легкую рамную конструкцию, закрепленную на центральном валу. При увеличении диаметра чана до 100 мм перегребающее устройство изготавливают в виде фермы, закрепленной на центральной колонне. Сгуститель с центральным приводом легкого типа (Ц) состоит из чана 8 (рис. 54), на торце которого крепится опорная рама 5. У верхнего края чана с внутренней стороны предусмотрен кольцевой желоб с отверстием 6 для слива осветленной жидкости.

Рисунок 54 – Центральный сгуститель легкого типа

Пульпа подается в кольцевой желоб сверху через трубу и загрузочную воронку 7, нижняя кромка, которой находится ниже уровня пульпы, поддерживаемого сливным порогом. Привод перегребающего устройства состоит из электродвигателя 3, клиноременной передачи, цилиндрического и червячного редукторов 2. Через червячное колесо редуктора (по скользящей шпонке) проходит центральный вал сгустителя 9.

Для регулирования качества сгущения и предохранения подгребающего устройства 10 от перегрузок центральный вал оснащения механизмом подъема 1 для осевого перемещения. Механизм состоит из электродвигателя, клиноременной передачи червячного редуктора. Выходящий вал редуктора имеет винтовую нарезку, зацепляющуюся с гайкой подвески центрального вала. При включении электродвигателя высота подъема подгребающего уст­ройства регулируется винтовой парой. Для успокоения жидкости в ванне установлены специальные пеногасители 12. Перегребающее устройство жестко крепится к центральному валу и состоит из крестовины, на которой закреплены граблины, с криволинейными гребками. По­ложение гребков регулируется с помощью растяжек.

При работе сгустителя в результате перемешивания пульпы жидкая фракция переливается через сливной порог в кольцевой желоб, а твердая оседает на дне корпу­са. Для устранения заиливания воронки на крестовине подгребающего устройства закреплены гребки для разрыхления заиливающихся песков и нож 11. Управление сгустителем осуществляется от пультового устройства.

Эксплуатация сгустителя с центральным приводом показывает, что для повышения надежности его работы корпус чана должен быть изготовлен из стального листа, железобетона или дерева в зависимости от состава, пульпы. При агрессивной пульпе наилучшие показатели обеспечивают деревянные чаны и чаны, футерованные кислотостойкой резиной и листовым свинцом. Для нейтральных пульп применяют чаны из стали Ст3, для кис­лотных пульп – из коррозионностойкой стали. При рабо­те в кислотных средах перегребающее устройство футе­руют резиной. В условиях абразивного износа чаны футеруют керамической плиткой и кислотостойким кирпичом.

Многоярусные сгустители. Общий чан многоярусного сгустителя разделен диафрагмами на несколько ярусов. Через все ярусы проходит общий вал, на котором в каждом ярусе закреплены трубчатые граблины с гребками. Сгущенный продукт последовательно проходит из верхнего яруса в нижний и затем переходит на дальнейшую переработку. Слив самостоятельно выводится из слив­ных порогов каждого яруса. Многоярусные сгустители значительно производительнее одноярусных, но ремонт их сложнее.

Рисунок 55 – Периферический сгуститель

Сгустители с периферическим приводом предназначены для работы на чанах диаметром > 40м. Радиальный сгуститель с периферическим приводом (рис. 55)выполнен в виде рамной мостовой конструкции 3 с дополни­тельной опорой на центральной опоре 7. К мосту при­креплены гребки 2. Привод сгустителей состоит из электродвигателя, редуктора и ходовых катков (колес) 5 передвигающихся по круговому монорельсу 4. Для ос­мотра центральной опоры и привода предусмотрен мо­стик 6. Так же, как в конструкциях с центральным при­водом, пульпа подается в центральную часть чана и перемешивается перегребающим устройством. При этом осветленная жидкость сливается через сливной порог 1 в кольцевой желоб, твердые частицы разгружаются че­рез выгрузочную воронку и насосом подаются по пульпопроводу на дальнейшую переработку.

Во время эксплуатации сгустителей с периферическим приводом при перегрузках, попадании на моно­рельс влаги и масел иногда происходит пробуксовка ходовых катков (колес). Из-за нестабильной работы привода их рабочие детали и опоры быстро изнашиваются. Учитывая эти недостатки, отечественная промышленность перешла на изготовление сгустителей с центральным приводом для чанов диаметром 40 м.

Механическое оборудование для фильтрования. Фильтрованием называется обезвоживание мелкозернистых материалов, основанное на принудительном отделении жидкости от твердых частиц с помощью пористой перегородки, непроницаемой для твердых частиц. Твердые частицы, задерживаемые фильтрующей поверхностью, называются осадком (кеком), жидкость – фильтратом.

Фильтрующие машины делят на машины непрерывного и периодического действия. В зависимости от способа создания перепада давления на фильтрующий по­верхности они бывают вакуумными и работающими под давлением. По виду фильтрующей поверхности их разделяют на дисковые, барабанные и ленточные. Наибольшее распространение получили фильтр-прессы и вакуум-фильтры.

Фильтр-прессы применяют на химию металлургических заводах. Они являются машинами периодический действия, работающими под давлением Рамные фильтр- прессы (рис. 56) состоят из опорных стоек. На первой стойке установлена упорная плита 1, на второй – механизм зажима. Стойки связаны колоннами 6. К упорной плите на колоннах последовательно устанавливают рамы 3 и плиты 4. Между ними закреплены фильтрующие перегородки 5. Все рамы с плитами распираются между упорной и зажимной 2 плитами гидравлическим зажимным устройством. Это устройство состоит из цилиндра, в котором под давлением перемещается плунжер 5 со штоком. Для разгрузки цилиндра от давления во время длительного рабочего периода используют винты 9 с гайками 11 и храповые приспособления Для отвода зажимной плиты в исходное положение используют стационарные грузы 7, подвешенные на тросах 10. Работа фильтр-пресса осуществляется в следующем порядке. После установки фильтрующих перегородок и сжатия системы в питающие камеры рам и плит подается под давлением пульпа, поступающая в полости, образованные фильтрующими перегородками и рамами. Через фильтрующие перегородки фильтрат транспортируется к плитам. Плиты представляют собой раму с плоской перегородкой посредине. На перегородке имеются рифле-виде вертикальных и наклонных борозд, сходящихся к выгрузочному отверстию и предназначенных вправленного стока фильтрата.

Рисунок 56 – Рамный фильтр-пресс

После заполнения указанной полости осадком (окончание процесса фильтрации) начинается процесс промывки, при котором на осадок дополнительно воздействует с противоположной стороны вода для извлечения полезных материалов. Затем зажимы с фильтрующей системы снимают, плиты и рамы разбирают, осадок снимают с перегородок. После этого процесс повторяется.

Наиболее нагруженными деталями фильтр-прессов потея гидравлические цилиндры, поршни, шток, ко­лонны и т д.

Литература: 3осн. [122-127], 4осн. [181-183], 1 доп. [205-213].

Контрольные вопросы:

1. Типы сгустителей по расположению привода.

2. Основные узлы и детали сгустителей с центральным приводом.

3. Принцип работы сгустителя с центральным приводом.

4. Основные узлы и детали сгустителей с периферийным (боковым) приводом.

5. При каких диаметрах чана применяется периферийный привод?

6. Принцип работы фильтр-пресса.

Дата добавления: 2015-06-26