Файл: Гольдберг, Ю. С. Фильтровальщик рудообогатительной фабрики.pdf

тается на фильтроткани и возвращается в ванну ва­ куум-фильтра. Это приводит к увеличению плотности пульпы, увеличению толщины, а следовательно, и влажности осадка. Вследствие неполной разгрузки осадка снижается производительность вакуум-фильт­ ра.

Для улучшения разгрузки осадка применяют мгно­ венную отдувку, которую осуществляют с помощью клапанов мгновенной отдувки. При мгновенной отдувке создается кратковременный резкий толчок. Осадок получает значительное ускорение и практически пол­ ностью разгружается, что исключает попадание от­ фильтрованного осадка в ванну вакуум-фильтра. При этом осадок не успевает впитать в себя выдуваемую из каналов вала влагу, так как он отпадает от фильтроткаии раньше, чем вода в каналах успевает изме­ нить направление движения.

Давление сжатого воздуха при мгновенной отдувке выше, чем давление его при постоянной отдувке. Оно находится в пределах 0,5— 1,0 кгс/см2 (избыточ­ ное). Однако расход сжатого воздуха примерно в 2 раза ниже.

Для стабилизации давления в системе, подводя­ щей сжатый воздух к вакуум-фильтру, устанавливают ресивер отдувки, обычно небольшого объема (0,3— 0,5 м3).

На рис. 48 показано изменение давления в реси­ вере отдувки. В момент, предшествующий отдувке, в ресивере создается заданное давление. При открытии клапана мгновенной отдувки основная масса воздуха из ресивера в течение нескольких десятых долей се­ кунды через каналы ячейкового вала вакуум-фильтра устремляется в секторы, создавая резкий толчок. В этот период времени (рис. 48) давление в ресивере резко снижается. Через 2—4 с, в зависимости от час­ тоты вращения дисков, клапан закрывается (более быстрое закрытие клапана трудно осуществить меха­ нически) . Воздух от воздуходувки продолжает посту­ пать в ресивер, в котором вновь поднимается давле­ ние до заданной величины.

При мгновенной отдувке влажность отфильтрован­ ного концентрата на 0,3—0,5% ниже, чем его влаж­ ность при постоянной отдувке.

94

Рис. 48. Осциллограмма изменения давления в ресивере от­ дувки

Перемешивание пульпы в ванне вакуум-фильтра.

Рудные концентраты имеют обычно большую плот­ ность. Например, плотность магнетитового концентра­ та 4,6—4,8 г/см3. Поэтому в ванне вакуум-фильтра, как правило, происходит расслоение пульпы. Твердые

g Рис. 49. Расположение осадка

о—ц на секторе дискового вакуум-

док

частицы концентрата осаждаются в воде, в результа­ те чего плотность пульпы по высоте ванны неодинако­ ва: в нижней части она максимальная, а в верхней —

Иногда возможно образование осадка на дне ван­ ны, что приводит к появлению на периферии диска значительного по толщине и практически не обезво­ женного слоя. Неравномерная толщина осадка явля­ ется причиной неодинаковой влажности, которая уве­ личивается от оси диска к его периферии (табл. 12).

95

Т а б л и ц а 12

Распределение осадка на секторах дискового вакуум-фильтра при различных конструкциях мешалок

(на примере концентрата СевГОКа)

Для предупреждения расслаивания пульпу в ван­ не вакуум-фильтра перемешивают мешалкой. Наи­ большее распространение для дисковых вакуум-филь­ тров получили рамные качающиеся мешалки. Однако применение рамной мешалки не исключает полностью расслоение материала в ванне вакуум-фильтра (рис. 49, б). Интенсификация перемешивания пульпы рамными мешалками увеличением числа двойных ка­ чаний их (обычно число двойных качаний 35—55) приводит к выплескиванию пульпы из ванны. Пульпу в ванне можно перемешивать пневматически. Однако

пульпы. Колебания толщины осадка на диске не пре­ вышают 2 мм, влажности •— 0,2%. Роторная мешалка находит широкое применение на вновь создаваемых дисковых вакуум-фильтрах.

Для барабанных вакуум-фильтров условия пере­ мешивания не имеют большого значения, так как каж­ дая точка поверхности фильтрования проходит через все слои фильтруемой пульпы и толщина осадка по всей поверхности всегда одинаковая .Для этих ваку­ ум-фильтров является достаточным перемешивание пульпы рамными качающимися мешалками для пре­ дупреждения оседания материала в ванне.

96

Соотношение зон при фильтрации. Процесс обезво­ живания на вакуум-фильтрах включает обычно три зоны: набор, сушку и отдувку осадка. Все секторы дискового вакуум-фильтра поочередно соединяются с каждой из трех зон в результате вращения вала ваку­ ум-фильтра и соединения его ячеек с соответствую­ щими зонами на распределительной шайбе и распре­ делительной головке.

Отдувка осадка занимает обычно около 10% вре­ мени цикла фильтрования.

Основными зонами цикла фильтрования являются зоны набора и сушки осадка.

Чем больше время сушки при прочих равных усло­ виях, тем ниже конечная влажность осадка.

На большинстве отечественных дисковых вакуумфильтров время зон сушки и набора одинаковое, т. е. соотношение этих зон составляет 1 : 1 (см. рис. 17). Увеличение зоны сушки на непрерывнодействующих дисковых вакуум-фильтрах может быть достигнуто только уменьшением зоны набора осадка. Для этого снижают уровень пульпы в ванне вакуум-фильтра. Чтобы погружение секторов в пульпу было полное, их необходимо изготовлять с укороченной перфорирован­ ной зоной. Это приводит к снижению площади филь­ трации (рис. 50).

Рис. 50. Схема погружения сектора дискового вакуум-фильтра в пульпу для набора осадка при соотношении зон сушки и на­ бора 1 :1 (а) и 1,7'5 : 1 (б)

Опыт показал, что рациональным является соотно­ шение зон сушки и набора осадка не более 2: 1. Даль­ нейшее увеличение соотношения этих зон приводит к резкому сокращению площади фильтрования, а следо­ вательно, и производительности вакуум-фильтра.

97

Пониженный уровень в ванне вакуум-фильтра со­ кращает время набора осадка, так как сектор позже заходит в пульпу и раньше выходит из нее. Однако, в связи с тем что скорость набора осадка максималь­ ная только в первый момент, резкого уменьшения тол­ щины осадка іна секторе дискового вакуум-фильтра не происходит.

На барабанных вакуум-фильтрах понижение уров­ ня пульпы в ванне не связано с потерей площади фильтрования. Поэтому для этих вакуум-фильтров со­

ществляется изменением уровня пульпы в ванне ва­ куум-фильтра, что обеспечивается конструкцией обо­ рудования.

Сушка концентрата на вакуум-фильтре с примене­ нием перегретого пара. Приведенная выше технология фильтрования не всегда позволяет даже при правиль­ ном выборе технологических параметров получить не­ обходимую влажность осадка. Например, при окомковании железорудных концентратов их влажность не должна превышать 9,5%, а иногда и 8,5%. Фильтра­ цией тонкоизмельченных концентратов, удельная по­ верхность которых превышает 2000 см2/г, не удается достигнуть таких показателей.

Одним из эффективных способов снижения влаж­ ности осадка и повышения скорости фильтрования является снижение вязкости жидкой фазы пульпы, как это следует из формул Дарси, Пуазейля и Дальстрома (см. главу II). Вязкость воды зависит от тем­ пературы, что выражается уравнением

1/ц = 0,376 + 0,03041,

где ц — вязкость воды, спз; t — температура, градус.

Например, при повышении температуры с 4 до 70° С вязкость воды уменьшается с 1,57 до 0,4 спз. Следова­ тельно, для снижения вязкости необходим подогрев пульпы. Такой способ применяется при фильтрации тонких медных концентратов на Джезказганской, Ал­ малыкской и Каджаранской обогатительных фабри­ ках. Пульпа нагревается паром до 40—60°С, подавае­ мым в ванну вакуум-фильтра под давлением около

98

4 кгс/см2 при температуре 140° С. Применяя подогрев пульпы, можно повысить удельную производитель­ ность вакуум-фильтров. Например, на Джезказганской обогатительной фабрике при фильтрации медного кон­ центрата крупностью около 50% класса минус 0,044 мм после подогрева фильтруемой пульпы удель­ ная производительность фильтров возросла на 20%, а влажность концентрата не изменилась.

Однако подогрев пульпы — операция дорогостоя­ щая, и поэтому целесообразным является подогрев только осадка на дисках вакуум-фильтра. Для этого вакуум-фильтры оборудуют специальными паровыми кожухами (см. главу III), под которые подают пере­ гретый пар при небольшом избыточном давлении (около 1,1 кгс/см2) и температуре ПО— 120° С. Сопри­ косновение перегретого пара с холодным осадком со­ провождается мгновенной конденсацией с выделением тепла, израсходованного на парообразование. При этом осадок нагревается. Чем больше количество пара подается под кожух, тем сильнее прогревается осадок и тем ниже влажность получаемого осадка. Зависи­ мость влажности осадка от расхода пара и темпера­ туры при фильтровании железорудного концентрата

99

СевГОКа показана на рис. 51, 52. Наибольший эф­ фект дает повышение температуры осадка до 60° С. Дальнейший прогрев осадка малоэффективен. Для до­ стижения такой температуры расход пара составляет 50—70 кг на 1 т осадка.

Принципиально возможным является подогрев осадка на вакуум-фильтре путем подачи под кожух горячего воздуха. Однако воздух имеет низкое тепло­ содержание по сравнению с теплосодержанием пара, и для получения аналогичного эффекта его температу­ ра должна быть 600—700 °С, что создаст значитель­ ные трудности в обслуживании фильтра.

Применение перегретого пара для сушки осадка при фильтрации железорудных концентратов дает значительный технологический эффект: влажность концентрата снижается на 2—4% и составляет для концентрата СевГОКа 7—8%, производительность ва­ куум-фильтров повышается на 10—15%.

Контрольные вопросы к главе VI

1.Как влияет величина вакуума на показатели работы вакуумфильтров?

2.Как влияет плотность пульпы на показатели работы вакуумфильтров?

3.Как влияет частота вращения вала па показатели работы вакуум-фильтра?

4.Как влияет крупность концентрата на показатели работы вакуум-фильтра?

5.Какие существуют способы отдувки осадка п в чем они заключаются?

6.Какие существуют способы перемешивания пульпы в ванне вакумм-фильтра?

7.Как влияет соотношение зон набора и сушки осадка на показатели работы вакуум-фильтра?

8.Как влияет подогрев пульпы или осадка на показатели ра­ боты вакуум-фильтра?

Глава VII.

ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ ТКАНИ

Процесс отделения твердого осадка от воды (фильтрата) на вакуум-фильтрах происходит с помо­ щью фильтровальных перегородок, называемых филь­ тровальными тканями. При фильтрации рудных пульп фильтровальные ткани должны иметь:

высокую фильтрующую способность и воздухопро­ ницаемость;

100

минимальное гидравлическое сопротивление; высокую задерживающую способность, позволяю­

щую получать фильтрат по возможности без механи­ ческих примесей;

высокую прочность, позволяющую выдерживать не только изгибающие, но и значительные механические нагрузки;

высокую химическую стойкостьпо отношению к фильтрующим продуктам и применяемым реагентам;

легкую способность восстанавливаться; значительный срок службы.

Наибольшее распространение получили хлопчато­ бумажные фильтроткани: фильтродиагональ, фильтробельтинг, фильтромиткаль. Эти ткани имеют неболь­ шой срок службы, особенно при наличии в пульпе флотационных реагентов, которые разрушают волокно. При фильтрации пульп, содержащих кислоты и щело­ чи, срок службы тканей еще больше снижается. Хлоп­ чатобумажные фильтроткани быстро засоряются и ис­ тираются, что приводит к значительному снижению производительности вакуум-фильтров, снижению ка­ чества фильтрата, частым остановкам вакуум-фильт­ ров на замену ткани. Средний срок службы хлопча­ тобумажных фильтроткаией 200—300 ч.

В последнее время в связи с бурным развитием химической промышленности получены различные син­ тетические фильтровальные ткани, которые значитель­ но повышают технологические показатели фильтрации рудных пульп. Часто фильтровальные ткани изготов­ ляют из капрона, нейлона, лавсана. При фильтрации рудных пульп наиболее часто применяют капроновую фильтровальную ткань арт. 56035. Срок службы этой ткани составляет 800— 1000 ч, что значительно выше срока службы хлопчатобумажных тканей.

Опыт работы обогатительных фабрик показал, что фильтроткань при фильтрации рудных пульп засоря­ ется различными веществами. Образующиеся отложе­ ния на поверхности фильтроткани разнообразны по составу и физико-химическим свойствам. Состав, структура и количество отложений зависят от физико­ химической и гранулометрической характеристик фильтруемой пульпы и свойств волокон фильтротка­ ней.

101