Файл: Басов, А. И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов учебник.pdf

постоянно п плотно прижат к торцу вала пружинным прижимом. Уплотнительная шайба 4 под действием пружины постоянно на­ ходится в контакте с уплотнительной шайбой 3. Шайбы прикреп-

Рис. 153. Распределительная головка:

I — вал; 2 — прокладка; 3 ,4 — уплотнительные шайбы; 5 — масленка; 6 — стакан; 7 — пружина; 8 — корпус головки; 9 — трубка вакуумметра; 10 — шариковый подпятник; II — штырь; 12 — крышка; 13 — гайка; 14 — втулка; 15 — шайба; 16 — горловина; 17 — рукав для выпуска фильтрата; 18 — фланец; 19 — смотровое стекло; 20 — прокладка

лены к головке и валу винтами через прокладки, обеспечивающие необходимую плотность в соединениях. Рабочие поверхности шайб тщательно обрабатывают, пришабривают одну к другой, так как

290

V

А-А

Рис. 154. Сектор

при плохом контакте, задирах, рисках и выбоинах сжатый воздух попадает в зону вакуума и ухудшает отсасывание влаги из пульпы. Для уменьшения коэффициента трения шайбы изготовляют из разнородных материалов, например из бронзы и чугуна. Шайба 3

имеет количество отверстий, равное числу ячеек вала, которые должны совпадать между собой. Отверстия в шайбе 4 также должны

совпадать с соответствующими вырезами в корпусе головки. Распределительная головка показана на рисунке сообщающейся

с нижней п верхней ячейками вала, находящимися под вакуумом. Фильтрат собирается в нижней полости головки и через горловину 16 и прорезиненный рукав 17 удаляется наружу или подается на вторич­

ное использование в сгуститель.

В кольцевом пространстве корпуса головки 8 расположена

между ребрами камера, через которую подводится сжатый воздух к ячейкам вала. Остальная часть этого пространства находится под вакуумом и сообщается с соответствующими ячейками вала. Через специальный штуцер подается в головку вода для промывки филь­ тровальной ткани.

Конструкция секторов показана на рис. 154. Каждый сектор состоит из тела (корпуса) 6, пустотелой обоймы 2, спиц 3 и зажим­

ной планки 7. Корпус сектора имеет ребристые боковые поверх­ ности, по которым засосанный фильтрат стекает к обойме и через нее в канал пустотелого вала. Канавки на ребристых поверхностях делают ровными и гладкими. Обойма свободно вставляется в отвер­ стие вала п уплотняется резиновой прокладкой 1. При отвинчивании

прижимных планок сектор легко может быть снят и заменен другим. Рассматриваемый сектор имеет деревянный корпус, собранный из нескольких планок 4 я 5, свинченных между собой винтами. На

некоторых комбинатах применяют сектора, изготовленные в ре­ монтном цехе из резины и стеклопластика, что позволяет намного повысить срок службы их и уменьшить трудоемкость при изго­ товлении.

Отечественными заводами изготовляются вакуум-фильтры с ди­ сками диаметром 1,8—2,5 м и числом от 2 до 12, в зависимости от требуемой производительности. ГОСТом предусмотрено изготовле­ ние фильтров с дисками диаметром 3,55 м. Краткие сведения о ди­ сковых вакуум-фильтрах приведены в табл. 23. Для переработки агрессивных материалов изготовляют фильтры из нержавеющей стали.

Барабанные вакуум-фильтры изготовляют двух видов: с наруж­ ной и внутренней фильтрующей поверхностью. По принципу дей­ ствия барабанные фильтры аналогичны дисковым. Конструкция барабанного фильтра с наружной фильтрующей поверхностью, представленная на рис. 155, состоит из сварного пустотелого бара­ бана цилиндрической формы 8, двух распределительных головок 5, корыта 11 с мешалкой и приводного механизма. Пустотелые цапфы 4

жестко соединены с крышками барабана и являются его опорами. Барабан и цапфы разделены продольными ребрами на несколько

2 5 2

ТАБЛИЦА 23

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВАКУУМ-ФИЛЬТРОВ

Дисковые вакуум-фильтры

кость из фильтруемого материала. Наружная поверхность бара­ бана — перфорированный лист, обтянутый фильтровальной тканью. Ткань закрепляют на барабане стальной мягкой (отожженной) проволокой диаметром 2 мм, используя для этого специальный обмоточный станок, устанавливаемый сбоку корыта. Винтовое устройство позволяет навивать проволоку равномерно с шагом

30—50 мм.

Опорами подшипников служат приваренные к корыту рамы 2.

Ножи для съема кека закреплены вдоль разгрузочной стороны корыта. Мешалка 10 сварена из нескольких стальных труб и двух

ведущих секторов. Привод мешалки и барабана аналогичны приво­ дам дисковых вакуум-фильтров.

Имеются конструкции барабанных вакуум-фильтров с литыми барабанами, состоящими из нескольких частей, соединенных бол­ тами. Сложность изготовления, большая масса и относительно вы­ сокая стоимость фильтра с литыми барабанами обусловили замену их сварными конструкциями.

Фильтровальные ткани вакуум-фильтров имеют большое значе­ ние в работе фильтровальной установки. К ним предъявляют высо­ кие требования: большая механическая прочность и эластичность; высокая степень задерживания твердых частиц фильтруемого мате­ риала, для чего размер пор ткани должен соответствовать размеру

293 ■

этих частиц; минимальное гидравлическое сопротивление прохожде­ нию жидкости; высокая прочность; большая стойкость против абразивного и агрессивного износа. Ткани должны сравнительно легко освобождаться от кека и при этом иметь минимально закупо­ ренные поры. Из хлопчатобумажных тканей распространены бель-

Рис. 155. Барабанный вакуум-фильтр:

1. 17 — рукава; 2 — рама; 3 — труба; 4 — пустотелая цапфа; 5 — распределительная го­ ловка; 6 — зубчатая передача; 7 — подшипник; 8 — барабан; 9 — перфорированная поверх­ ность барабана; 10 — мешалка; 11 — корыто; 12 — электродвигатель; 13 — редуктор; 14 _ хомут; 15 — вакуумметр; 16 — манометр; 18 — нож

тинг, диагональ, миткаль, бязь; из синтетических — капрон, лавсан, полипропилен и др.

Осадки толщиной 8—10 мм снимают с фильтровальной поверх­ ности ножом. Более тонкие слои снимают бесконечными шнурами, расположенными с шагом до 25 мм и огибающими барабан фильтра; осадок сбрасывается при перегибе шнуров через специальный валик. Тонкие, мажущиеся, липкие осадки иногда снимают резиновым валиком, установленным параллельно барабану, с которого снимают осадок другим валиком меньшего диаметра.

-294

Наиболее эффективно снимать такие осадки бесконечно сходящим с барабана полотном фильтровальной ткани. Полотно проходит через три ролика под действием трения о поверхность барабана. Образовавшийся на полотне осадок снимается на первом ролике ножом. После этого полотно промывается, для чего промывной ролик должен быть опущен в ванну с проточной водой. Промытая ткань проходит через направляющий ролик, огибая барабан, захо­ дит вместе с ним в ванну фильтра к началу процесса фильтро­ вания.

Кроме качества материала, способов закрепления и очистки фильтровальной ткани, производительность вакуум-фильтров за­ висит от ряда факторов: величины погружения фильтрующей по­ верхности в пульповую ванну и скорости ее вращения; физикомеханических свойств фильтруемого материала (зернистости, вяз­ кости, зашламления, температуры, содержания жидкой и твердой частей пульпы); состояния распределительной головки, пустотелого вала; величины вакуума и состояния отдувки кека.

На предприятиях тяжелых цветных металлов распространены дисковые и барабанные фильтры с наружной фильтрующей поверх­ ностью. Основными параметрами этих фильтров являются диаметр и число дисков для дисковых фильтров и диаметр и длина барабана для барабанных фильтров.

По сравнению с барабанными дисковые вакуум-фильтры имеют следующие преимущества: большая фильтрующая поверхность, а сле­ довательно, и производительность, приходящаяся на единицу произ­ водственной площади, занимаемой фильтром; возможность сравни­ тельно быстро и просто заменять секторы без остановки аппарата; меньшая металлоемкость конструкции, примерно в 2—3 раза; возмож­ ность разделить корыто на части и фильтровать разные пульпы, а а также устанавливать в одном корыте (при недостаточной производ­ ственной площади цеха) два вала с дисками (по опыту Балхашского комбината).

К недостаткам относят: непригодность для фильтрования относи­ тельно разнородных малой крупности суспензий; плохую промывку осадка,смешение промывной воды в корыте с суспензией.

С ростом производственных мощностей предпочтение при выборе фильтровального оборудования отдают дисковым фильтрам. При не­ большой производительности и плохо отделяющихся кеках (при малой толщине) чаще устанавливают барабанные фильтры.

Общим недостатком аппаратов с наружной фильтрующей поверх­ ностью является образование на ней первичного слоя из мельчайших частиц пульпы, находящихся во взвешенном состоянии в верхних слоях ванны. Этот слой забивает поры ткани, снижает качество филь­ трования и производительность фильтра. Барабанные вакуумфильтры с внутренней фильтрующей поверхностью не имеют этого недостатка, так как направление осаждения твердых частиц совпадает с направлением движения фильтрующей поверхности; первичный слой образуется из крупных частиц материала, находящихся в ниж­ ней части корыта.

295

Конструкция этого фильтра (рис. 156) отличается от фильтра с на­ ружной фильтрующей поверхностью, главным образом устройством для загрузки пульпы и разгрузки кека и опорами барабана. Кольце­ вое пространство барабана 2 между наружной и внутренней (перфо­

рированной) поверхностями разделено на несколько секций, покры­ тых изнутри фильтровальной тканыо. Каждая секция соединена трубами 7 с распределительной головкой 1.

Рис. 156. Барабанный вакуум-фильтр с внутренней фильтрующей поверхностью

Пульпа поступает в фильтр по трубе 5 и желобом 6 распределяется

по длине барабана. Излишняя пульпа переливается через открытую разгрузочную стенку барабана. Кек после отдувки снимается ножом 3

и падает в воронку, из которой транспортируется наружу ленточ­ ным конвейером или шнеком 4. С загрузочного конца барабан опи­

рается цапфой на подшипник скользящего трения, с разгрузочного — на два опорных ролика при помощи бандажа 8. Вращение барабану

сообщается от электродвигателя через редуктор и червячную пере­ дачу 10. Шнек приводится в движение через клиноременную и зубча­ тую передачу 9.

Рассматриваемый вакуум-фильтр отличается громоздкостью и сложностью конструкции; недоступностью для наблюдения за кеком и состоянием крепления и ткани; трудностью замены и устранения дефектов ткани; большими габаритами. Применение этих вакуумфильтров считается рациональным при фильтровании грубых, зерни­ стых, неоднородных и быстро осаждающихся пульп. Эти фильтры используют на железорудных обогатительных фабриках. В цветной металлургии их не применяют.

Дисковые и барабанные вакуум-фильтры устанавливают в ком­ плексе с вакуум-насосами, воздуходувками, водяными насосами и

296

■ресиверами. Это вспомогательное оборудование располагают как молено ближе к фильтру, чтобы уменьшить вредные потери на прео­ доление сопротивления в трубопроводах.

Среднюю ориентировочную производительность вакуум-фильтра

свинцово-цинковых концентратов 0,2 т/ч. Плотность питания филь­ тров принимают обычно не менее 50% (по массе) твердого.

Ориентировочную производительность вакуум-насосов и воздухо­ дувок на 1 ма фильтрующей поверхности для фильтров выбирают, исходя из следующих данных: для дискового вакуум-фильтра произ­ водительность вакуум-насоса и воздуходувки должна составлять соответственно 0,4—0,8 и 0,05—0,25 м3/мин, для барабанного 0,5— 1,5 и 0,1-—0,40 м3/мин.

При эксплуатации вакуум-фильтров стремятся получить как можно менее влажный кек и как можно более светлый и чистый филь­ трат. Влажность кека повышается, если фильтр работает с внеплано­ выми остановками. Для непрерывной работы аппарата необходимо обеспечить непрерывное питание его пульпой и непрерывное движе­ ние мешалки. Мешалка должна работать до тех пор, пока в корыте имеется пульпа. При длительной остановке мешалки пульпу отфиль­ тровывают или выпускают из корыта. Корыто наполняют пульпой только после пуска мешалки. Во избежание поломки нельзя пускать мешалку, если в корыте имеется сцементированный слой материала.

Для создания необходимого вакуума в аппарате следят за плот­ ностью контакта уплотнительных шайб распределительной головки, секций вала, вакуумной магистрали и водоотделительных приборов, сопряжений секторов с валом фильтра, а также за состоянием филь­ тровальной ткани. Величину разрежения контролируют вакуум­ метром, установленным на распределительной головке.

Замена фильтровальной ткани — наиболее трудоемкая работа. Поэтому ее тщательно сшивают и плотно закрепляют на секторах и барабанах. Поверхность лезвия счищающего ножа должна быть ровной, гладкой и достаточно упругой (резина и др.). Давление воз­ духа для отдувки кека поддерживают в пределах установленной ве­ личины 3—8 Н/см2 (0,3—0,8 кгс/см2). Ткань регулярно промывают водой, поступающей через распределительную головку. Перед про­ должительной остановкой ткань обязательно промывают.

Для фильтрования суспензий существует Nбольшое количество разнообразных конструкций фильтровальных машин и аппаратов непрерывного действия: вакуум-фильтры тарельчатые, карусельные, ленточные фильтры, барабанные, работающие под давлением, вибра­ ционные, центрифуги и др.

Ленточный вакуум-фильтр (рис. 157) имеет бесконечную резино­ вую ленту 5, огибающую натяжной и приводной барабаны 1. Лента передвигается по столу 6, покрытому для уменьшения трения тексто­

литом; лента обтянута фильтровальной тканью. По бокам ленты пре­ дусмотрены борта (заплечики), а на ее полотне — нарифления, часто расположенные по всей поверхности,

297 '