Оборудование для обезвоживание пульп

Концентраты и хвосты получаются в виде пульп с разным отношением ж:т — не менее 4—5, а то и еще более разбавленных.
 
Обезвоживание проводят последовательно тремя способами: сгущением (отстаиванием), фильтрованием, и сушкой. Сгущение— самый дешевый способ: однако способный понизить содержание жидкого в пульпу только до 40—60%- После фильтрования во влажном остатке (кеке) содержится еще 10—30% влаги. Влажность зависит от свойств твердых частиц и их размеров. Наиболее полное обезвоживание достигается сушкой, однако это самый дорогой способ, требующий затрат топлива: 1 кг условного топлива испаряет 5—10 кг воды.
Для сгущения пульпе дают отстояться в чанах-сгустителях (рис.) и получают осветленный верхний слив (сокращенно ВС), и сгущенный продукт или нижний слив (НС).
 
Крупные частицы оседают из пульпы быстрее мелких, для укрупнения которых применяют флокулянты и коагулянты: известь, соли железа, а теперь также растворимые органические полимеры, в частности полиакриламид с молекулярной массой более 500000:
Оборудование для обезвоживание пульп
Будучи поверхностно активным веществом (ПАВ) полиакриламид связывает отдельные частицы в сравнительно крупные быстро оседающие флокулы, расход его 0,1—5 г/м3 пульпы.
 
Сгустители — цилиндрические чаны из дерева или железобетона диаметром до 100 м, имеющие в центре питающую воронку, через которую непрерывно подается исходная пульпа. Она заполняет чан до уровня краевого желоба, в который непрерывно стекает осветленный ВС.
Твердые частицы оседают на коническое днище. 
Сгустители

Рис. Сгустители: а — с центральным валом; б — с краевым приводом; 1 — загрузочная воронка; 2 — вал; 3 — сливной желоб; 4 — воронка для выгрузки сгущенного продукта; 5 —ферма; 6 — гребки; 7 —колонна; 8 — ферма, несущая гребки; 9— ведущая тележка

В центре днища находится воронка с патрубком, на фланцах которого установлены задвижки и градуированные насадки. Далее НС по трубам поступает в промежуточный чан, откуда Песковым насосом подается по назначению. Для передвижения осевшего материала от краев к центру днища служит устройство из вала с крестовиной, на которой косо посажены лопаткообразные гребки. Вращение вала со скоростью одного оборота в 2—8 мин не препятствует отстаиванию, а гребки передвигают осевший материал к центральному отверстию. В больших сгустителях диаметром более 18 м центральный вал заменяют неподвижной колонной, а крестовину — фермой с кареткой, катящейся по краю чана. 
 
Удельная нагрузка сгустителя зависит от скорости осаждения, она колеблется в пределах 0,3—2,5 т/(м2•сут).
Фильтрование пульп основано на продавливания жидкости через пористую перегородку, не пропускающую твердых частиц. Фильтрующими материалами служат хлопчатобумажные и шерстяные ткани, ткани из стеклянного и синтетического волокна.
Барабанный вакуум-фильтр

Рис.2. Барабанный вакуум-фильтр:а—устройство фильтра; б — схема его работы; 1 — барабан; 2 — фильтровальная ткань; 3— полые цапфы; 4— подшипники; 5 — распределительные головки; 6 — подвод вакуума и сжатого воздуха; 7— корыто; 8 — привод; 9 — лоток для снятия кека; 10 — мешалка 11 — двигатель

Скорость фильтрования и связанная с ней производительность фильтра зависят от разности давлений и потери напора в слое осадка (кека) и порах ткани. С увеличением толщины кека фильтрование замедляется, даже при крупных порах фильтра. 
 
Различают вакуум-фильтры, в которых разность давлений создается за счет вакуума в приемнике фильтрата, и фильтрпрессы, работающие под внешним давлением. В этой главе описаны наиболее употребляемые вакуум-фильтры.
Барабанный вакуум-фильтр (рис.2) представляет собой горизонтально установленный на цапфах полый барабан изштампованной сетки, покрытой фильтровальной тканью. Внутри он разделен на несколько секторных камер, соединенных трубами с распределительным золотником, поочередно подключаемым при вращении барабана к линии вакуума или сжатого воздуха. Нижняя треть или четверть барабана погружена в корыто с пульпой. Барабан вращается со скоростью 0,1— 2 об/мин. Жидкость просачивается через ткань, а на поверхности ее нарастает слой кека толщиной 6—15 мм. После выхода из пульпы действием вакуума некоторое время удаляется из кека оставшаяся жидкость. При необходимости промывки на кек подается вода из брызгал. В последней четверти оборота секторная камера соединяется золотником с линией сжатого воздуха, который отдувает кек от поверхности ткани и сбрасывает его на наклонный лоток (см. рис. 2,б).
Барабанная сушилка

Рис. 3. Барабанная сушилка: 1 — топочная камера; 2 — загрузочный бункер; 3—барабан; 4 — ведущая шестерня; 5 — выгрузка сухого материала; 6 — роликовые опоры

Дисковый вакуум-фильтр по принципу действия подобен барабанному, но ткань закреплена на секторах, составляющих диски. Каждый имеет радиальные канавки, соединенные у вершины с отводной трубкой, а через нее — с золотником. При равных габаритных размерах у дискового фильтра большая площадь фильтрующей ткани и большая производительность.
 
В кеках остается до 30% влаги. Высокая влажность невыгодна при дальних перевозках концентратов. К тому же зимой они смерзаются, затрудняя выгрузку и переработку. Влага повышает затраты топлива и энергии на нагревание шихт, иногда даже малое ее содержание недопустимо из-за нежелательного ком вания.
Окончательное обезвоживание достигается высушиванием, скорость которого пропорциональна разности давления паров
воды над материалом и в окружающей его газовой среде. Первое возрастает с температурой, а в окружающем газе оно тем ниже, чем быстрее он движется, унося пары.
 
Барабанная сушилка (рис.3) представляет собой трубу из листовой стали (длина до 14, диаметр 1,5—2,8 м), установленную под углом 3—5 град, на роликовых опорах. Венцовой шестерней через привод от электродвигателя, она вращается со скоростью 1—2 об/мин. Влажный материал непрерывно подают каким-либо питателем со стороны топочной камеры. Переваливаясь и пересыпаясь при вращении трубы, он постепенно передвигается к разгрузочному ее концу. Для предупреждения комкования и прилипания к стенкам в трубе помещают перекатывающиеся лопастные устройства или подвешивают цепи. Газовой горелкой или иной топкой в загрузочном конце поддерживают температуру 750—800° С, а дымовые газы отводят охлажденными до 120—200° С.
41303942-4
Сушилки с вертикальной трубой более совершенны и производительны, они имеют высоту 22 и диаметр 1 м (рис.4).
Газ сжигают в топке с подачей вторичного воздуха, а продукты горения, нагретые до 400° С, направляют в сушильную трубу. Сюда же цепным питателем непрерывно загружают влажный материал. Подхваченный газовым потоком он уже на высоте около 7 м превращается в пыль, а выше практически полностью обезвоживается налету. Более 99% твердого оседает в сепараторах, а остаток улавливается батарейными циклонами и электрофильтрами. Система автоматизации поддерживает необходимое отношение объемов газа и воздуха, температуру и разрежение. В течение 1 ч в 1 м3 объема сушилки испаряется до 350 кг воды, в 7—10 раз больше, чем в барабанной.
 
Статья на тему Обезвоживание пульп