Сгущение

Сгущением называется процесс обезвоживания обводненных тонкозернистых продуктов путем осаждения твердых частиц и выделения жидкой фазы в виде осветленного слива. Процесс осуществляется в различного типа отстойниках, сгустительных воронках и цилиндрических сгустителях.

При сгущении в отстойниках, конических и цилиндрических сгустителях осаждение происходит под влиянием силы тяжести, при этом в условиях установившегося режима в верхнем слое сгустителя образуется зона осветления А, в средней части — зона осаждения Б и внизу — зона уплотнения осадка Г. Иногда между двумя последними зонами выделяют промежуточную зону В. В зоне осветления движение твердых частиц происходит в разжиженных пульпах по законам свободного падения в водной среде со скоростью, зависящей от размера и плотности частиц. В средней зоне происходит накапливание частиц, в результате чего создаются стесненные условия падения. При этом мелкие частицы задерживают осаждение более крупных, их скорости падения выравниваются, и частицы в этой зоне осаждаются сплоченной массой. Внизу находится зона уплотнения осадка. В этой зоне вода выжимается из осадка под давлением вышележащих частиц и перемещается снизу вверх, скорость осаждения частиц практически становится равной нулю, плотность осадка достигает максимума и составляет 43—44 % по объему.

Наиболее широко для сгущения различных продуктов на отечественных обогатительных фабриках применяются цилиндрические (радиальные) сгустители. На железорудных фабриках, перерабатывающих магнетитовые руды, для обесшламливания пульпы перед магнитной сепарацией применяются магнитные дешламаторы.

Радиальный сгуститель представляет собой цилиндрический чан с механической выгрузкой сгущенного осадка. В зависимости от устройства приводного механизма сгустители бывают с периферическим и центральным приводом. Сгустители с центральным приводом могут быть одно-, двух- и многоярусными, т.е. с одним или несколькими чанами, установленным один над другим, с общим центральным приводом.

Радиальные сгустители с центральным приводом выпускаются с чаном диаметром от 2,5 до 18 м; сгустители с периферическим приводом имеют чан диаметром от 18 до 100 м и более.

Исходная пульпа по пульпопроводу подается в сгуститель через загрузочную воронку, нижняя кромка которой находится ниже уровня пульпы в чане. Твердые частицы, содержащиеся в пульпе, осаждаются на дно чана, а осветленная вода переливается через сливной порог в кольцевой периферический желоб, откуда поступает в зумпф для осветленной воды. Сгущенный осадок с помощью гребковой рамы непрерывно перемещается по дну чана от периферии к центру, где разгружается насосом и далее транспортируется по пульпопроводам для последующей переработки в соответствии со схемой технологического процесса.

Вращение гребковой рамы осуществляется соответственно от центрального или от периферического привода.

Магнитные дешламаторы и гидросепараторы по своему устройству во многом аналогичны радиальным сгустителям. Отличаются от них тем, что в питающую коробку этих аппаратов встроена магнитная система. Под влиянием создаваемого магнитного поля частички магнетита, содержащиеся в поступающей пульпе, намагничиваются, укрупняются, образуя флокулы, и быстро осаждаются, а несфлокулированные тонкие немагнитные частицы удаляются со сливом в периферический кольцевой желоб. Магнитные дешламаторы изготавливаются с чашей диаметром от 5 до 12,5 м.

Пластинчатый сгуститель представляет собой емкость с многочисленными наклонными пластинами, которые расположены на некотором расстоянии друг от друга и образуют своего рода каналы. Исходная пульпа подается в бак, где смешивается с флокулянтами, и движется снизу вверх между пластинами, благодаря чему движение потока приобретает ламинарный характер. Твердые частицы под влиянием равнодействующей скорости потока и силы тяжести оседают на поверхности пластин каждого канала и соскальзывают вниз в бункер, откуда выгружается сгущенный шлам. Освобождаемая от твердых частиц жидкость (слив) 8 движется вверх и удаляется через сборный желоб. Таким образом, осаждаемые частицы проходят незначительное расстояние между соседними пластинами.

Преимущества сгустителей с наклонными пластинами заключаются в высокой производительности при небольшой занимаемой площади, отсутствии движущихся частей, незначительном износе деталей и малых эксплуатационных расходах. Такие сгустители изготавливают с эффективной поверхностью осаждения 50; 100; 250; 1000 м2. Угол наклона пластин составляет 45—55°. Для изготовления корпуса аппарата и пластин применяется обычная или нержавеющая сталь, стеклопластик. Глубина сгустителя 2—3 м. Расстояние между пластинами обычно равно 50 мм.

Статьи на тему: сгущение