Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Аппаратура для отстаивания пульпы и фильтрации

Аппаратура для отстаивания пульпы и фильтрации



Твердое от жидкого отделяют в непрерывно действующих сгустителях гребкового типа с центральным приводом. К преимуществам сгустителей относится значительная их механизация, малый расход электроэнергии и небольшая потребность в обслуживающем персонале. Недостаток — громоздкость, приводящая к тому, что сгустители занимают основную часть площади цеха. При плохом отстаивании пульпы требуемая площадь сгущения очень велика, что вызывает необходимость установки большого числа сгустителей или резкого увеличения их размеров.
Сгуститель (рис. 81) представляет собой бак диаметром 10—18 м, высотой 4—5 м с подвешенным перегребным механизмом. Баки изготовляют из деревянных клепок, стянутых бандажами, железобетона или листовой стали, футерованных кислотоупорным кирпичом по рубероиду или полиизобутилену. Дно сгустителя делают слегка коническим, что помогает оседающему твердому материалу передвигаться к центральному выпускному отверстию. Сгустители устанавливают на достаточно высоких опорах, позволяющих обслуживать нижний узел при выпуске сгущенного материала.
Аппаратура для отстаивания пульпы и фильтрации

Перегребной механизм для перемещения оседающих на дно частиц состоит из привода (электромотор, ременная передача, червячная передача), вертикального вала и прикрепленной к нему крестовины с гребками. Из четырех плеч крестовины, расположенных под углом 8—15° к горизонту, два доходят до края бака, а два других — только на 2/3 радиуса бака. Гребки установлены таким образом, что при вращении вала они передвигают оседающие частицы к центру. Перегребной механизм и вал изготавливают либо из углеродистой стали и защищают от действия агрессивной среды свинцом или резиной либо из кислотоупорной стали без покрытия. Вал имеет возможность перемещаться вверх и вниз по своей оси. Скорость вращения вала 1 оборот в 3—5 мин. Расход электроэнергии на вращение очень мал.
По всему периметру сгустителя в верхней его части имеется внутренний кольцевой желоб для сбора верхнего слива. Пульпа, направляемая на отстаивание, поступает в стакан в центре сгустителя, погруженный в осветленный раствор и имеющий решетку для улавливания из пульпы случайных предметов (тряпок, щепок и др.). Кроме того, стакан устраняет взмучивание осветленного раствора при падении пульпы. Твердые частицы пульпы, распределяясь по всей площади сгустителя, падают с малой скоростью вниз на дно сгустителя и через центральное отверстие сгущенную пульпу откачивают центробежными Песковыми насосами.
Жидкая часть пульпы, освобожденная от большей массы твердого, сливается в кольцевой желоб и поступает на очистку. Иногда вместо кольцевого желоба практикуют слив в одной-двух точках через трубу или лоток.
Производительность сгустителя рассчитывают на 1 зеркала сгущения. Нейтральные сгустители выдают 2,5—4,0 осветленного раствора на 1 м2 в сутки, кислые 6—7 м3 на 1 м2 сутки. В сгущенной пульпе содержится от 20 до 50% твердого, в нейтральном сливе 1—2 г/л, в кислом 30—50 г/л.
Аппаратура для отстаивания пульпы и фильтрации

Для первой стадии фильтрации применяют рамный вакуум-фильтр периодического действия. Он состоит из нескольких железобетонных бункеров, покрытых изнутри кислотостойкой футеровкой, и нескольких фильтрующих «корзин». Корзина представляет собой набор фильтрующих элементов — рам. Каждая корзина состоит из 10—20 (а иногда и больше) рам. Раму составляет деревянный брус с перпендикулярно прикрепленными к нему деревянными рифлеными планками с перфорированной медной трубой диаметром 25 мм (рис. 82). Один торец трубы заглушен, другой соединен с вакуум-насосом. Вся рама обтянута фильтровальной тканью. Размер рамы 2,5x3 м. При работе вакуум-насоса внутри тканевого мешка создается разрежение, в результате чего жидкость просачивается через ткань, стекает по бороздкам деревянных планок вниз и отводится через трубу.
Фильтрование проводят следующим образом. С помощью мостового крана корзину погружают в бункер с пульпой, перемешиваемой воздухом. Раствор проходит через фильтроткань, покрывающую раму, и затем через коллектор попадает в вакуум-ресивер, откуда его перекачивают в бак-сборник. Когда слой кека на поверхности рам достигнет толщины 30—40 мм, корзину поднимают и, не выключая вакуума, переносят в промывной бункер. После некоторой просушки кека вакуум выключают, в фильтр вводят сжатый воздух и кек сбрасывают в бункер с промывной водой. После этого все операции повторяют сначала.
Время полного цикла фильтрации примерно следующее, мин:
Аппаратура для отстаивания пульпы и фильтрации

Репульпированный кек откачивают ка вторую стадию фильтрации.
Технические показатели фильтрования следующие: производительность на 1 м2 фильтрующей поверхности 300—1000 кг влажного кека за 24 ч; влажность кека 40%; расход фильтровальной ткани на 1 т сухого кека 0,15 м2.
Преимущества фильтра — большая площадь фильтрования (суммарная поверхность фильтрования всех корзин может достигать 1000 м^), тщательная промывка кека, простота изготовления. К недостаткам фильтра относится то, что он фактически является не фильтром, а уплотнителем, так как кек, полученный на этом фильтре, вновь репульпируют и фильтруют на дисковых вакуум-фильтрах. Вторую стадию фильтрации цинковых кеков проводят на дисковых вакуум-фильтрах непрерывного действия (рис. 83). Фильтр состоит из полого вала, изготовленного из кислотостойкого сплава (например, бронзы) и дисков, составленных из секторов. Вал с дисками вращается в корыте фильтра. Он опирается на два подшипника и приводится в движение от мотора через червячную передачу. Один конец вала имеет распределительную головку, в не- подвижную часть которой подведены трубы вакуумной линии и сжатого воздуха.
Каждый диск состоит из 8—10 отдельных секторов. Сектора, изготовленные из дерева, имеют на поверхности канавки для протекания раствора. На сектор надевают мешок из фильтровальной ткани.
Аппаратура для отстаивания пульпы и фильтрации

Вал состоит из нескольких секций. Каждая секция представляет собой пустотелую цилиндрическую отливку с соответствующим числом отверстий для присоединения секторов.
Во время работы фильтра диски больше чем на половину погружены в корыто с пульпой. При опускании диска в корыто автоматически включается вакуум, раствор проходит через поры фильтроткани, собирается по канавкам сектора в соответствующем отделении вала и отсасывается через распределительную головку в вакуум-ресивер, откуда его направляют вместе с отработанным электролитом на смыв обожженного концентрата. Кек оседает на поверхности дисков. После наращивания слоя кека определенной толщины включается сжатый воздух, продувающий ткань, и кек сбрасывается с дисков в щелевые отверстия. Уровень пульпы в корыте поддерживают постоянным, добавляя ее из буферного бачка. На цинковых заводах используют 4- или 6-дискозые фильтры с фильтрующей поверхностью 31—50 м2. При большой фильтрующей поверхности эти фильтры занимают сравнительно мало места и имеют большую производительность (0,8—1 т кека на 1 фильтрующей поверхности). В кеке содержится 30—35% влаги.
На зарубежных заводах сгущенную пульпу от выщелачивания обожженного концентрата фильтруют на барабанных фильтрах. На отечественных цинкоэлектролитных заводах барабанные фильтры не применяют. Эти фильтры малопроизводительны из-за нерационального использования фильтрующей поверхности барабана, погруженного лишь наполовину в корыто с пульпой.
Аппаратура для отстаивания пульпы и фильтрации

Основной аппарат для фильтрации пульп с небольшим количеством твердого (1—5 г/л) — фильтр-пресс (рис. 84). На нем фильтруют пульпу после очистки раствора от примесей и верхний слив нейтральных сгустителей. На металлическую станину установлены пустотелые чугунные рамы и сплошные плиты (из чугуна или дереза). Между каждой плитой и рамой зажата фильтровальная ткань. Рама с двумя плитами является фильтровальной ячейкой фильтр-пресса. Плиты и рамы имеют отверстия для поступления раствора. Когда все плиты и рамы сдвинуты, эти отверстия образуют один сплошной канал, в который под давлением 2—3 am нагнетают фильтруемую пульпу. Канал этот соединен сквозными отверстиями только с полостью рам. Пульпа из полости рамы проходит через фильтровальную ткань. При этом твердые частицы задерживаются на поверхности ткани, а раствор проходит сквозь ткань в пространстве между тканью и рифлеными плитами и выходит из фильтра через отверстие в плите в желоб. По мере накопления кека в рамах и забивания полотна тонкими частицами осадка скорость фильтрации уменьшается, затем прекращается. Тогда перестают нагнетать раствор и фильтр-пресс разбирают. Перед разборкой фильтр-пресс продувают сжатым воздухом, затем ослабляют зажим, плиты и рамы разводят и поочередно очищают от кека. Иногда для более удобного снятия кека фильтровальную ткань покрывают бумажными салфетками, которые сбрасывают вместе с кеком. Затем промывают фильтровальную ткань и снова собирают пресс. Сборку, разборку фильтра и снятие осадка с ткани проводят вручную. Фильтр зажимают с помощью винта, снабженного гидравлическим или электромеханическим приводом. Это значительно облегчает труд рабочих по сбору фильтр-пресса. Фильтр-прессы имеют до 80—100 фильтровальной поверхности. Производительность фильтр-прессов при фильтрации пульпы после медно-кадмиевой очистки составляет 5—10 в сутки.
Фильтрация пульп цинкового производства вызывает большие трудности, зачастую препятствует увеличению производительности этих цехов и не позволяет осуществить комплексную автоматизацию процессов выщелачивания обожженного концентрата и очистки раствора.
Невозможно автоматизировать работу периодически действующих рамных вакуум-фильтров и фильтр-прессов.
В связи с этим проводили многочисленные исследования по разработке и освоению новой аппаратуры для отделения жидкого от твердого.
Для фильтрации цинковой пульпы испытывали различные типы центрифуг непрерывного действия: фильтрующие, отстойные. Ho все они оказались непригодными для этой цели. Производительность их при фильтрации цинковой пульпы была низкой, а расход электроэнергии высоким, поэтому они были менее экономичными, чем применяемые сгустители и вакуумные фильтры.
На отечественных заводах испытывали фильтры ФПАК (фильтр-прессы автоматические камерные). Это — непрерывно действующие агрегаты, состоящие из серии горизонтально расположенных одна на другой фильтровальных плит, между которыми проходит зигзагообразно замкнутая фильтрующая лента. Подача пульпы в фильтр, протягивание фильтрующей ткани и съем осадка автоматизированы, что позволяет механизировать весь процесс фильтрации. Ho при испытаниях было установлено, что эти аппараты дают фильтрат с высоким содержанием в нем твердых частиц, сложны в работе и при ремонте, что обусловливает низкую производительность труда рабочих на них. Это заставило отказаться от использования фильтров ФПАК на цинкэлектролитных заводах.
На заводе в Монсанто (США) из-за недостатка площади вместо сгустителей установлены фильтры-сгустители. Конструкция этого аппарата позволяет одновременно проводить в нем процессы сгущения и фильтрации с полной механизацией и автоматизацией их. В нижней конической части сгустителя установлены грабли, с помощью которых твердую часть пульпы перемещают к разгрузочному отверстию. В верхней части сгустителя имеются фильтрующие патроны из листовой стали, на которые надевают капроновую ткань в два слоя. Все патроны подключены к распределительной головке фильтра, с помощью которой патроны подсоединяются поочередно то к вакуум-линии, то к магистрали сжатого воздуха. Обычно 75% всей фильтрующей поверхности находится в работе, остальные 25% — на отдувке. Кек с патронов отдувают в пульпу, фильтр-сгуститель разгружают каждые 30 мин с помощью шнека. Фильтрат из патронов поступает в вакуум-ресивер, откуда его перекачивают в сборники.
Испытания этого аппарата на одном из отечественных заводов показали, что при фильтрации нейтральной пульпы от выщелачивания обожженного концентрата производительность фильтров-сгустителей много больше, чем сгустителей (120 против 3 м3/м2 в сутки). Недостатки аппарата — высокий расход фильтроткани и большие затраты труда на обслуживание, что определило его малую эффективность. Видимо, по этой причине фильтр-сгуститель не получил распространения ни у нас, ни за рубежом. В последние годы в Венгерской Народной Республике разработана конструкция автоматизированного высокопроизводительного фильтр-пресса с воздушной камерой высокого давления «Айко». Основное отличие этого фильтр-пресса от применяемых ныне состоит в том, что в фильтровальных рамах установлены изготовленные из резины воздушные камеры. После окончания цикла фильтрования пульпы внутрь камер подают сжатый воздух, объем камер увеличивается и тем самым уплотняется рыхлый осадок и уменьшается его влажность. Из-за низкой влажности отфильтрованного осадка он при раздвижении рам и плит под тяжестью собственной массы легко спадает одним куском с полотна на расположенную внизу транспортерную ленту и без применения ручного труда удаляется из фильтра (рис. 85).
Аппаратура для отстаивания пульпы и фильтрации

Эти полностью механизированные фильтры могут найти применение на отечественных цинкэлектролитных заводах.
Много усилий исследователи потратили на выбор и испытание различных флокулянтов для улучшения процесса отстаивания. А.Д. Маянц и Ф. И. Баротицкая испытывали для этой цели более двадцати органических соединений.
Наиболее эффективный флокулянт — полиакриламид. Его получают полимеризацией моноакриламида в присутствии эквимолярной смеси тиосульфата натрия и перхлората аммония. В России полиакриламид выпускают в виде вязкого 8%-ного гелеобразного раствора. Промышленные испытания показали, что введение 10 мг полиакриламида в нейтральную пульпу увеличивает в два раза скорость ее отстаивания. В настоящее время этот флокулянт применяют по мере надобности на всех цинкэлектролитных заводах.
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent