ФИЛЬТРУЮЩИЕ ЦЕНТРИФУГИ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ УГЛЯ. Процесс обезвоживания – операция отделения воды от продуктов обогащения на ОФ, которые применяют в качестве разделительной среды воду или минеральные суспензии. В связи с всё более широкой механизацией угледобычи и углепереработки, транспортных и погрузочных операций количество мелочи в рядовом и перерабатываемом угле непрерывно растёт. На современных ОФ процессы обезвоживания являются многостадиальными. Различают предварительное и окончательное обезвоживание продуктов обогащения. Предварительное – от продукта отделяется основная масса воды отмывается тонкозернистый шлам, окончательное – доводка до необходимой конечной влажности. Степень обезвоживания определяется исходной и конечной влажностью. Как известно, влажность продуктов мокрого обогащения определяется главным образом количеством воды, покрывающей в виде плёнки поверхность угольных зерен и заполняющей пустоты и поры между частицами. Суммарная поверхность угля резко возрастает по мере уменьшения dср частиц. Поэтому, при постоянном количестве воды на единице поверхности угля весовое содержание её в угле оказывается тем выше, чем больше степень его измельчения. Избыток воды в углях, направляемых на коксование, вызывает осложнения при эксплуатации коксовых печей. Удаление каждого лишнего процента воды из коксовой шихты приводит к непроизводственному расходу на сушку 1 кг угля – 12 ккал тепла. Снижение влажности концентрата с 11,2 до 6,5% приводит к сокращению длительности периода коксования на 9%. Загрузка в коксовую печь влажной шихты резко охлаждает ее стенки, вследствие чего растрескивается и выкрашивается огнеупорный кирпич. При выдаче кокса, полученного из влажного концентрата, иногда происходит забуривание коксового пирога. Т.о., необходимость достаточно глубокого обезвоживания угля диктуется обстоятельствами как технологического, так и экономического характера. В зависимости от содержания влаги в продуктах обогащения различают: 1. Пульпы и суспензии, представляющие собой механические смеси угля и воды, обла- дающие подвижностью жидкости (текучестью). Пример – продукты обогащения обогатительных машин, подрешётные продукты обезвоживающих грохотов, продукты сгущения и др. Пульпы и суспензии характеризуются содержанием твёрдого в единице объёма (г/л), отношением твёрдого к жидкому (Т:Ж). 2. Мокрые продукты, из которых вода свободно стекает – предварительно обезвожен- ные продукты на грохотах или элеваторах, которые выражаются в весовых %-х. 3. Влажные продукты, удерживающие воду в капиллярах и отчасти адсорбированную на поверхности частиц угля. Вода из этих продуктов свободно не стекает. К этой группе относятся продукты центрифуг, фильтров и др. Влажность в весовых %-ах. 4. Воздушно-сухие продукты, удерживающие гигроскопическую влагу адсорбционны- ми силами на поверхности частиц в виде молекулярной пленки. Количество удерживаемой влаги определяется природой угольного вещества. Сушка на воздухе. 5. Сухие продукты после термической сушки, содержащие только конституционную влагу. ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ – процесс отделения воды от твёрдых частиц под действием центробежных сил в сотни раз превышающей силы тяжести. Характер и скорость движения влаги при обезвоживании материала зависят в основном от формы их связи. По форме связи влага делится на химическую, физико-химическую и физико-механическую. Химически связанная влага не удаляется даже в процессе сушки при температуре 120-150°. Физико-химическая удерживается адсорбционной структурой и осмотической силами связи. Физико-механическая удерживается в капиллярах материала и смачивает поверхность его частиц. В практике механического обезвоживания различают гигроскопическую, пленочную, капиллярную и гравитационную формы влаги в материале. Гигроскопическая (удаляется с помощью сушки) – вода, конденсирующаяся на поверхности частиц в виде молекулярной плёнки и прочно удерживаемую на ней адсорбционными силами. Наиболее высокой гигроскопичностью обладают лигниты (слабообугленная древесина в пластах бурого угля, сохранившая строение тканей) и бурые угли, которые содержат до 30 % гигроскопической влаги. Гигроскопичность каменных углей значительно ниже: Т – 0,5%; коксующиеся ПЖ, ПС и К – 2-4%; Д – 10%. Количество этой влаги зависит от крупности частиц, чем меньше, тем больше влаги они поглощают. Пленочная (сушка) – вода, удерживаемая в материале силами молекулярного притяжения. Она обволакивает частицы материала в виде пленки боле толстой, чем гигроскопическая; несмотря на это, данная вода также не может быть отделена от материала механическими методами, в том числе центрифугированием. Нижний предел влажности, при котором прекращается движение воды под влиянием молекулярных сил, соответствует максимальному значению гигроскопичности для данного материала, а верхний предел определяется по А.Ф.Лебедеву максимальной смачиваемостью материала. Гигроскопическая и пленочная – связанная вода. Капиллярная – вода, заполняющая частично или полностью поры материала. Сила капиллярного натяжения воды зависит от крупности частиц. Чем меньше частицы, тем капиллярное натяжение больше. Гравитационная – вода, не подверженная воздействию молекулярных и капиллярных сил притяжения к поверхности твёрдых частиц и перемещающуюся под действием силы тяжести. Капиллярная и гравитационная – свободная вода. При обезвоживании материала, поры которого заполнены водой, наиболее интенсивно отделяется вода, находящаяся в форме гравитационной влаги. С переходом влаги в капиллярную форму процесс обезвоживания замедляется. При достижении определенного минимального для данного материала и метода механического обезвоживания содержание капиллярной влаги процесс выделения воды прекращается. Дальнейшее обезвоживание материала возможно с помощью только термосушки. Различаются два способа обезвоживания с использованием центробежных сил: отстойное центрифугирование и центробежная фильтрация. Отстойное центрифугирование происходит в осадительных центрифугах с непроницаемым ротором, которые могут применяться для выполнения таких операций, как: осветление, сгущение, классификация, обогащение, обезвоживание. Центробежная фильтрация происходит в центрифугах с фильтрующим (щелевидным или перфорированным) ротором, которые применяются только для разделения двухкомпонентной систем – жидкость и твердая фаза. Проводя грубую аналогию с другими общеизвестными процессами, осадительное центрифугирование можно сравнить с обычным осаждением твердых частиц в жидкости под действием силы тяжести, хотя особенности центробежного поля и обуславливают разницу в протекании этих процессов; а центробежную фильтрацию – с процессом обычной фильтрации через щелевую перегородку. Осадительное центрифугирование в общем случае слагается из трех процессов: 1) осаждения твердой фазы, 2) уплотнения осадка и 3) частичного удаления воды из пор осадка. Центрифугирование суспензий и шламов в фильтрующих роторах слагается из трех процессов: 1) формирования слоя твердого осадка, 2) уплотнения осадка и 3) удаление из пустот образовавшегося осадка жидкости, удерживаемой капиллярными и частично молекулярными силами. В процессе фильтрации на щелевой перегородке (стенке) ротора образуется слой твердого осадка, тогда как жидкая фаза проходит сквозь щель. Плотность осадка по толщине образующегося слоя неодинакова, она наибольшая у стенки ротора и наименьшая у поверхности слоя. Это явление обусловлено, с одной стороны, давлением вышележащих слоев, с другой, - проникновением тонких частиц в пустоты и скоплением их в непосредственной близости к стенке ротора. При наличии значительного количества илистых тонкодисперсных угольных частиц в фильтруемом материале у стенки ротора образуется трудно проницаемая пленка, создающая большое сопротивление фильтрации, вследствие чего общая влажность осадка повышается. Первая стадия центробежной фильтрации может быть сравнена с гравитационной фильтрацией, т.к. в этом случае разница заключается в величине гидравлического напора, при котором происходит продавливание жидкости через формирующийся слой осадка. Вторая стадия – уплотнение осадка приравнена к законам механики дисперсных систем. Третья стадия – образование трехфазной системы: твердый осадок - жидкость – воздух, который, проникая в уплотняющийся осадок, высушивает его. При подаче угольного шлама имеет место все три стадии центробежной фильтрации. Предварительно обезвоженный на грохотах мелкий концентрат или сгущенный на гидроциклонах либо дуговых стационарных или виброситах шлам поступает в центрифугу. Поэтому он почти не содержит свободной воды, в нем остается пленочная или капиллярная влага, заполняющая пространство между частицами. Когда под действием центробежной силы из осадка удаляется капиллярная вода, этот период третьей стадии носит название центробежного отжима. Основным показателем, характеризующим разделительную способность центрифуги, является «фактор разделения», показывающий, во сколько раз ускорение центробежной силы превосходит ускорение силы тяжести: Fr=ω2R/g=1,12ּ10-3n2R, где ω=πn/30 – угловая скорость ротора центрифуги, 1/сек; R – радиус ротора, м; g – ускорение силы тяжести, м/сек2; n – число оборотов ротора в минуту. Окружная скорость равномерно вращающейся точки v=πDn/60, м/сек. Линейная скорость тела (отношение между угл. и окр. скоростью) v= ω R. С учетом последнего угловое (центробежное ускорение) ε= ω2R. Центробежная сила инерции С=mRω2. При технологической оценке центрифуги, помимо фактора разделения, являющегося технологической характеристикой машины, первостепенную роль играет производительность. В случае центробежной фильтрации на производительность центрифуги помимо скорости вращения, диаметра ротора и осевой скорости шнека, влияют исходное и конеч- ное содержание жидкости в обезвоживаемом продукте, гранулометрический состав и механическая прочность твердой фазы, степень загрязнения оборотной воды, величина фильтрующей поверхности, сопротивление фильтрации стенки ротора. Необходимо отметить, что мы рассматриваем только несжимаемые осадки, которые образуют каменные угли различных типов и антрациты. Угольные осадки, как правило, характеризуются значительной неоднородностью частиц по крупности, что приводит к перераспределению последних на поверхности фильтрующего ротора с преимущественным стремлением более мелких зерен к фильтрующей перегородке. В непрерывно-действующих центрифугах для обезвоживания мелких углей все периоды центробежного фильтрования скоротечны. Однако для конструирования новых центробежных аппаратов необходимы достаточно надежные методы определения Wос.кон.% в зависимости от важнейших параметров системы: фактора разделения, длительности центрифугирования, производительности, степени гранулометрической неоднородности исходного угля. В некоторых работах даются корреляционные зависимости Wос.кон.% от содержания класса –0,5мм для фильтрующих центрифуг и класса –0,074мм для осадительных: для шнековых фильтрующих, обезвоживающие класс 0,5 – 13мм Wос= 6,24+0,14γ-0,5; для вибрационных центрифуг, обезвоживающих класс 0,5 – 13мм Wос= 9+0,2γ-0,5; для пульсирующих центрифуг, обезвоживающих класс 0,5 – 13мм Wос= 5,9+0,2γ-0,5; для осадительных центрифуг, обезвоживающих класс 0 – 3мм Wос= 6,8+0,68γ-0,074. Уравнения регрессии свидетельствуют, что при полном отсутствии в питании центрифуги класса 0-0,5мм влажность мелкого концентрата равна 6,24% и т.д., Wшл –0,5=20%. На влажность обезвоженного продукта влияет не только содержание тонких классов в питании, но и степень загрязнения оборотной воды, которая отрицательно сказывается на процессах фильтрации и обезвоживания. На осадке откладывается тонким слоем шлам из оборотной воды, что приводит к увеличению сопротивления слоя и ↑W% и Ad%. На основе проведения исследований получено уравнение регрессии, которое описывается линией регрессии W=5,77 + 0,013μ где μ – загрязненность оборотной воды, г/л. Анализ этого уравнения показывает, что в случае отделения класса – 0,5мм при совершенно чистой оборотной воде влажность такого продукта составит 5,8%. Коэффициент 0,013 при показателе содержания твердого в оборотной воде свидетельствует, что с увеличением загрязнения на 100 г/л влажность обезвоженного осадка увеличивается примерно на 1,3%. Эти формулы четко выражают предел наименьшей влажности осадка, которую можно достичь в определенных условиях с помощью центрифуг испытанных типов. Для оценки эффективности механических способов обезвоживания был предложен критерий «максимальная молекулярная влагоемкость» (ММВ). Он представляет собой высший предел содержания влаги в обезвоженном материале, не удаляемом механическими способами, т.е. без применения термической сушки. Даже при самых больших градиентах давления, создаваемых с помощью современного обезвоживающего оборудования, невозможно обеспечить полное удаление капиллярной влаги. Значения ММВ мелкого концентрата 3,4-4,3%; флотоконцентрата 11,5-14,5%; шлама 8,1 – 9,2%. Эффективность обезвоживания фильтрующих центрифуг 36-45%; осадительных при: обезвоживании флотоконцентрата 47-60%, обезвоживания шлама 49-50%. При рассмотрении кинетики движения осадка в роторах центрифуг первостепенное значение имеет коэффициент трения движения fд. Л.И. Барон дает следующую связь между коэффициентом трения движения и покоя fд=0,77 fп, 13-34°. Фильтрующие центрифуги по способу перемещения материала в роторе подразделяются на четыре группы: Центрифуга с перемещением материала под действием составляющей центробежной силы представляет собой вертикальный конический ротор с углом наклона, большим угла трения материала о ротор. Это обеспечивает продвижение материала за счет тангенциальной составляющей центробежной силы. Центрифуга с перемещением материала при помощи шнека (скребков), представляют собой конический ротор с углом конусности меньшим, чем угол трения, внутри которого вращается шнек. Передвижение материала осуществляется вследствие разности в скоростях вращения ротора и шнека. Если угол конусности ротора больше угла трения материала о ротор, то роль шнека в центрифугу сводится к торможению перемещающегося материала. Центрифуга с перемещением материала под действием вибрирующего ротора имеют ротор с углом конусности, меньшим угла трения, совершающий осевые колебания опреде- ленной частоты и амплитуды. Результирующая центробежной силы и силы инерции, возникающей в результате колебаний, изменяется со временем. В течение промежутка времени, когда тангенциальная составляющая этой результирующей больше силы трения, материал движется по ротору; если меньше – материал в покое. Т.о. материал с периодическими остановками перемещается по ротору. Центрифуги с пульсирующей выгрузкой осадка разгружают материал через днище отдельными порциями путем выталкивания его специальным поршнем. Хочу остановиться на рассмотрении процессов и конструкций шнековых фильтрующих центрифуг как наиб. перспективного направления исходя из Wос.кон.%. Промышленные центрифуги, в основном, обезвоживают мелкий концентрат класса 013мм с содержанием класса 0-3 до 70-80%. В последнее время злободневной стала задача обезвоживания шлама крупностью 0-3мм с содержанием класса -0,5мм до 50-70%. Шнековые фильтрующие центрифуги, наряду с другими машинами, занимают одно из ведущих мест среди обезвоживающего оборудования. Существенным преимуществом этих машин является обеспечение наиболее низкой, по сравнению с вибрационными центрифугами Wос.кон.% на 1 – 1,5%. Кроме того, шнековые устойчиво работают на обезвоживании промпродукта в то время как у вибрационных происходит залипание ротора илистыми частицами и нарушается транспортирование осадка. Хотя по другим эксплуатационным показателям (измельчение угля до 15%, выход обезвоженного осадка, энергоемкость, износ основных узлов) шнековые уступают вибрационным. Рассмотрим центрифуги для обезвоживания мелкого концентрата. Классическая схема конструирования и эксплуатации центрифуг такого типа с вертикальным расположением фильтрующего ротора представлена на рис.1. Однако общий принцип действия не исключает большого конструктивного разнообразия, выпускаемых различными машиностроительными заводами и фирмами. Принцип действия центрифуги заключается в следующем. Исходный материал по патрубку 3, в соответствии с рисунком 1 поступает на вращающуюся крышку, расположенную в верхней части шнека. Центробежной силой инерции материал разбрасывается с крышки на вращающееся сито. Ширина щели фильтрующего сита (0,4±0,1) мм. Обезвоженный материал задерживается на сите и скребками шнека транспортируется вниз к разгрузочным окнам крестовины 7 в соответствии с рисунком 1, а затем попадает в бункер под центрифугой. 1-кожух, 2-сито, 3-патрубок, 4-крышка, 5-шнек, 6-редуктор, 7-крестовина, 8-трубопровод, 9-рама, 10-двигатель,11-плита,12-кронштейн, 13-ременная передача, 14-тормоз Рисунок 1 – Центрифуга ЦфШнВ-1,00-ВМ Таблица 1 Техническая характеристика центрифуги ЦфШнВ-1,00-ВМ Наименование параметра и размера 1 Производительность по исходному материалу, т/ч Величина 80-100 2 Влажность исходного материала, % 25 3 Влажность обезвоженного материала, % 6-8 4 Угловая скорость вращения ротора, с-1 (об/мин) 58,3±0,2 (566±5) 5 Угловая скорость вращения шнека, с-1 (об/мин) 57,1±0,8 (555±5) 6 Мощность электродвигателя, кВт 7 Мощность электродвигателя маслоагрегата, кВт 8 Масса (без комплекта запасных частей), кг 37 0,27 3655±65 9 Габаритные размеры, мм длина 2765±15 ширина 2010±12 высота 1500±10 10 Удельный расход электроэнергии, МДж/т, не более 1,34 11 Удельная масса, кг·ч/т, не более 36,6 При внутренней влажности не более 3 % по массе, при содержании в исходном материале частиц класса от 0 до 0,5 мм не более 5 % по массе и содержании твердой фазы в оборотной воде до 50 кг/м 3.При увеличении содержания частиц класса от 0 до 0,5 мм в исходном материале и твердой фазы в оборотной воде сверх указанных выше влажность осадка не должна увеличиваться более, чем на 1 % на каждые 5 % по массе содержания в исходном материале частиц класса от 0 до 0,5 мм или каждые 100 кг/м3 содержания твердой фазы в оборотной воде. Основным узлом таких центрифуг является фильтрующий ротор, который имеет форму усеченного конуса. От его геометрии, т.е. диаметра, высоты и угла конусности зависят технологические параметры работы (производительность и влажность осадка). Диаметр ротора – производительность центрифуги, а его высота – эффективность обезвоживания. От угла конусности зависят энергетические показатели центрифуги. Сам угол определяют исходя из величины коэффициента трения материала по металлическому ситу, который в среднем принимается 0,3 – 0,5. Высота ротора от 320 до 520мм и, соответственно фильтрующую поверхность от 0,67 до 2м2. Отношение этой величины к наибольшему внутреннему диаметру 0,3 – 0,6. Увеличение длины ротора дает возможность получить большую фильтрующую поверхность и, следовательно, меньшую влажность осадка. Габариты, стоимость, незначительное уменьшение W%. Общепринятая площадь фильтрования 1м2, угол конусности 15-20° (углы трения 13-23°). Важный фактор работы центрифуг – динамический режим, зависящий от скорости вращения ротора и его диаметра. Т.к. диаметр величина постоянная, то для определенной центрифуги эффективность ее работы связывают со скоростью вращения Fr. Результаты исследований показали, что при Fr (угловой скорости) от 180 до 220 процесс обезвоживания прекращается и дальнейшее увеличение не приводит к существенному уменьшению влажности на 0,5%. Поэтому увеличение скорости вращения может произвести к повышению напряжения в элементах конструкции ротора и т.д. Форсированный износ верхней части ротора (закрытый EBW-36), если его закрыть то влажность увеличивается 0,01м2 – 0,25%,0,03м2 – 0,65%, 0,06м2 – 1,2%. Исследования по фугату. Конструкция шнека. Как было подтверждено исследованиями, наибольшее влияние на показатели обезвоживания оказывают грансостав, время пребывания материала в роторе и Fr. Определенно играет роль и толщина слоя осадка, перемещаемого шнеком, равномерность распределения по поверхности фильтрующего сита в период транспортирования. Время пребывания, характер транспортирования по ситу материала определяется числом заходов (скребков), углом наклона скребков, относительной скоростью вращения, опережение или отставание вращения относительно ротора. Исследования, проведенные нами с конструкциями шнеков 8-ми,12-ти и 16тизаходными с углом подъемов 70°,75°и 80° показали, что модификация с 8 и 12 скребками обеспечивали производительность 100 т/ч, тогда как шнек с 16-ю скребками допускает производительность до 70 т/ч. Уменьшение числа скребков с 12 до 8 показало, что в сопоставимых условиях имеет место повышение влажности осадка в среднем на 0,65%, что объясняется более неравномерным распределением материала по фильтрующему ситу. Изменение угла подъема скребков шнека с 70° до 75° улучшает показатели обезвоживания, однако, дальнейшее увеличение угла до 80°оказалось нецелесообразно, т.к. влажность осадка увеличивалась. 12 скребков, 75°. Исследование работы различных модификаций шнеков позволило обнаружить наличие так называемого «вентиляционного эффекта», т.е. дополнительного обезвоживания за счет потока воздуха, прогоняемого через ротор разбрасывающей крышкой и особенно верхней частью скребков, работающих как лопасти вентилятора ( если срезать верхнюю часть, то влажность увеличивается на 3%). Разбрасывающая крышка. Система центральной загрузки обезвоживаемого материала непосредственно связана с конструкцией разбрасывающей крышки центрифуги, которая должна: 1) обеспечить равномерную подачу угля на верхнюю часть фильтрующего ротора; 2) сообщить поступающему материалу определенную угловую скорость для создания безударной подачи материала на поверхность ротора; 3) обеспечить минимальное измельчение обрабатываемого материала. Также существенное влияние на технологические показатели, особенно на производительность, оказывает высота установки разбрасывающей крышки, т.е. величина зазора между верхней кромкой ротора и поверхностью крышки, т.к. величина зазора определяет производительность центрифуги. Нашими исследованиями установлено, что с увеличением зазора производительность повышается, однако при этом снижается эффективность использования поверхности ротора (уменьшение эффективной высоты ротора). Между высотой установки разбрасывающей крышки и крупностью исходного угля в результате изучения отпечатков, была установлена зависимость, которая описывается эмпирической формулой H=kdmax, где H – высота установки крышки, k – эмпирический коэффициент, который принимается равным 8 – 12, dmax – максимальный размер частицы угля. Произведенные исследования по выбору оптимальной конструкции позволили рекомендовать для центрифуг крышку конической конфигурации с высотой установки 120мм. Кроме конструктивных элементов разбрасывающей крышки на нормальную работу центрифуги существенное влияние оказывает и правильная толщина скребков. Практика эксплуатации показала, что нормальная толщина 5-6,5мм, если же по условиям прочности необходим толще, то рабочую кромку следует заострить. Большое значение имеет и зазор между ротором и скребками, эта величина должна быть 3-4 мм. Время обезвоживания материала в роторе – это время, в течение которого осадок транспортируется от места подачи до разгрузочной кромки T=L/VОС. Длина ротора опре- деляется конструкцией центрифуги, а скорость перемещения рассчитывается по формуле (и из рис.2) VОС = rω0 SIN COS SIN , SIN ( ) где r- радиус вращения до частицы, ω0 – относительная угловая скорость вращения шнека, β- угол подъема скребков, ά- угол конусности ротора, Ө- угол между векторами абсолютной и окружной скоростями движения осадка по ротору, который ≠90°, а, следовательно, материал описывает относительно ротора траекторию, в виде винтовой линии. Отсюда следует, что VОС зависит от конструктивных параметров (rвр, кон., β, ωо) и физических свойств обрабатываемого материала (коэффициенты трения осадка о витки шнека и о внутреннюю поверхность ротора). Результаты опытов показали, что удаление жидкости из осадка наиболее интенсивно проходит в пределах времени до 4-5сек, при увеличении времени обезвоживания до 7сек влажность уменьшается всего на 0,6%. Однако при проектировании промышленных машин время обезвоживания приходится уменьшать до 22,5сек., чтобы получить выигрыш в производительности. При снижении VР снижается VШН растет толщина слоя осадка при одной и той же нагрузке и повышается Wос. Основными технологическими, с помощью которых оценивается эффективность работы центрифуг, является производительность и конечная влажность осадка. Для расчета производительности по питанию выведено аналитическое уравнение, связывающее конструктивные параметры машины с физической характеристикой транспортируемого шнеком продукта Qпр=3600ΔhηVос(2πr0–nδ) где Δ - насыпная масса влажного угля; h- толщина слоя осадка; η- коэффициент заполнения межвиткового зазора; Vос – осевая скорость перемещения осадка; r0 – радиус загрузочной части ротора; n- число заходов шнека; δ- толщина скребка шнека. Для определения конечной влажности осадка предложена Вертолой Л.Т. статистическая формула, полученная путем обработки большого экспериментального материала W=0,03Qпр+0,36γ+0,009μ–0,0002Fr+K Эта формула показывает, что конечная влажность осадка зависит от производительности центрифуги (Qпр), содержание в питании класса 0-0,5мм (γ), загрязненности оборотной воды (μ) и фактора разделения (Fr), свободный коэффициент К=0,11. Отклонение Wфакт от Wрасч составляет 0,5%. Коэффициенты при постоянных факторах определены по методу наименьших квадратов по известным экспериментальным значениям влажностей осадков для достаточно большого числа сочетаний этих факторов из условия минимума среднего квадрата. Влажный мелкий уголь, обезвоживаемый в фильтрующих центрифугах, от сухих сыпучих материалов отличается лишь тем, что частицы его связаны между собой силой сцепления, вследствие чего он обладает высокой прочностью. Особенностью такой массы является ее способность сопротивляться сдвигу. Полное сопротивление сдвигу обусловлено суммой сил внутреннего трения и сил сцепления, действующих на поверхности сдвига. Для мелких углей коэффициент сдвига равен коэффициенту трения материала о ротор. Средние технологические показатели обезвоживания мелкого концентрата. Таблица 2 Грохот ГісМх-5,5х1-М-01 Питание Надрешетный Подрешетный (ГЦ360) продукт продукт Аd , % г/л Аd, % w,% Аd, % г/л 15,0 248 10,4 21,8 21,8 13,4 483 8,5 21,5 20,3 379 13,0 11,3 260 14,1 Центрифуга ЦфШнВ-1,00 Осадок Фугат W, % 240 Аd,% % 10,2 г/л 7,1 Аd,% % 11,5 20,8 207 8,4 7,3 8,9 108 27,0 31,2 228 12,2 6,1 17,5 33 7,6 22,1 16,9 276 7,6 6,0 7,7 39 235 10,7 19,2 19,2 207 10,5 5,0 11,5 70 20,0 572 11,5 26,4 32,8 251 10,8 4,8 14,3 59 15,7 300 8,9 23,5 25,9 286 8,8 4,8 9,3 78 95 Таблица 3 № п/п ПИТАНИЕ ОСАДОК ФУГАТ Содержание твердого в оборотной воде,г/л 90 Q,т/ч W,% γ-0,5,% γпит,% W,% γ-0,5,% γпит,% ρ,г/л γ-0,5,% 1 45 21,2 12,5 91,8 5,4 17 5,4 220 77,7 2 60 20,8 8,4 84,7 5,9 15,8 5,3 227 80,2 3 75 21,2 11,3 91,3 6,4 15,4 5,6 235 80 90 4 80 21,6 6,9 91,9 6,9 11,6 5,7 230 85,6 80 5 85 25 6,2 91,1 7,3 13,4 8,0 265 89,4 125 6 90 20,6 8,2 90,9 7,6 13,7 5,0 230 87,5 80 7 105 20,2 3,7 92,8 7,8 11,2 4,4 222 81,3 85 8 120 21,5 6,3 91,2 8,2 14,6 6,5 270 87,9 85 75-80 Таблица 4 Средние результаты ситових анализов питання и продуктов центрифугирования Класс, мм +13 6 – 13 3–6 1–3 0,5 – 1 0,25 – 0,5 0 – 0,25 ИТОГО Среднее зерно, мм Измельчение, % Выход классов, % Питание Осадок 1,58 0,72 10,33 8,99 12,48 11,33 51,8 47,3 14,92 20,86 2,43 3,06 6,45 7,74 100 100 2,91 2,58 11,34 Фугат — — — — 20,35 30,08 49,57 100 0,3 Шламовая центрифуга. Вовлечение в промышленный оборот угольных шламов, находящихся в илонакопителях, для угольной промышленности является актуальной задачей. Для ее реализации необходимо решить проблему обезвоживания класса 0-1 мм при его обогащении. Как показывает анализ работы обогатительных фабрик и углеобогатительных цехов коксохимических заводов Украины основным источником шламообразования в водношламовых схемах является крупнозернистый шлам 0,5 – 3мм, который составляет 20 – 40% от количества исходного угля. Шлам, циркулируя в вводно-шламовой схеме, ухудшает процесс обогащения, повышает зольность шихты, идущей на коксование. Повышенная, либо непостоянная влага шихты, поступающей на коксохимические заводы, оказывает существенное влияние на качество кокса и технологию его коксования. Также отрицательно сказывается поставка влажного угля и на работе энергетических агрегатов. Основным носителем влаги в шихте является мелкий концентрат, шлам и флотоконцентрат. В настоящее время скопилось около 116 млн. т шламов зольностью 45 – 65%, без дополнительной обработки их невозможно использовать в энергетике. Следует также учитывать и воздействие на окружающую среду вредных выбросов от сжигания на электростанциях высокозольного и высокосернистого угля. Следовательно, на обогатительных фабриках и в углеподготовительных цехах злободневной является проблема, как выделить и убрать повышенную влагу из шлама. В последние три года ряд углеперерабатывающих предприятий подтвердили возможность применения шламов класса 0 – 1(3)мм в качестве исходного продукта для перера- ботки и получения топлива зольностью до 20%, которое пригодно для применения на теплоэлектростанциях. Однако эти методы обладают существенным недостатком, поскольку в процессе обогащения влажность угля значительно увеличивается, что является негативным показателем при оценке его качества. Как известно шнековые фильтрующие центрифуги снабжаются роторами, имеющими различный угол конусности (20°,10°,0°). Ротора с углом конусности 20° применяют при допустимости уноса мелких фракций фугатом (Qос=30 т/ч на 1м2 площади сита). Роторы с углом наклона 10°применяются при центрифугировании более дисперсных продуктов, когда нежелателен унос твердой фазы с фугатом. Угол наклона ротора меньше угла трения осадка по ситу, следовательно уменьшается расход энергии на транспортировку осадка и облегчает отделение жидкой фазы от твердой из-за разрушения капилляров в расширяющемся слое осадка. Этих преимуществ нет у центрифуг с цилиндрическим фильтрующим ротором, которые применяются для центрифугирования материалов с малым углом внутреннего трения и имеющих малую плотность. Продукт в роторах из-за воздействия двух силовых составляющих (центробежной силы и дополнительного транспортирующего усилия со стороны шнека) находится в течение незначительного промежутка времени (0,5-0,8 сек), а толщина слоя мала. За счет этого достигается эффективное разделение, минимальная влажность конечного продукта и высокая производительность. В Украине широкое применение находит шнековая центрифуга ЦфШнГ-1,00-ВМ, разработанная институтом «Гипромашуглеобогащение». Конусность ротора, число заходов шнека, а также относительная скорость вращения шнека и ротора позволяют приспособить центрифугу к любым условиям эксплуатации, что делает её универсальной. При значительной центробежной силе (в сотни раз превышающей силу тяжести) положение оси ротора (вертикальное или горизонтальное) практически не влияет процесс обезвоживания. Однако у вертикальных машин осадок выгружается по всему диаметру корпуса (до 2м) и при подаче его на конвейер требуется бункер соответствующих размеров, а у горизонтальных машин осадок выбрасывается из узкой камеры (ширина до 400 мм). Но главное то, что у горизонтальной машины сборочные единицы (привод, редуктор с коренными подшипниками, камеры фильтрата и осадка, загрузочное устройство, шнек и ротор) легкодоступны; отсутствует централизованная система смазки, т.к. масло заливается непосредственно в корпус редуктора; поэтому она наиболее удобна для технического обслуживания, чем вертикальная. В институте «Гипромашуглеобогащение» были проведены исследования по отработке динамического режима и конструктивных элементов на модели центрифуги, установленной на ЦОФ «Краснолиманская» на операции обезвоживания высокозольных шламов крупностью 0 – 3мм, предварительно сгущенных в гидроциклонах (зольность 25,5 – 32,8% , содержание класса – 0,5мм 55,9 – 63,7%).По существующей схеме обезвоживание шлама на ЦОФ «Краснолиманская» осуществлялось на ленточных вакуум-фильтрах, при этом влажность осадка составляла 19,5 – 30,7%. Технологические исследовательские испытания проводились при разных углах наклона образующей ротора (таблица 5). Таблица 5 Угол наклона ротора,° 5 Содержание твердого в питании, г/л 359 Производительность по осадку, т/ч Влажность осадка,% 1,1 10,0 Содержание твердого в фугате,г/л 92 10 327 0,7 10,6 106 15 410 1,6 11,2 132 20 425 1,9 11,25 131 Как видно из таблицы центрифуга обеспечила влажность осадка от 10 до 11,25% при уносе твёрдого с фильтратом 92 – 132 г/л. Исследованиями также установлено, что с увеличением угла наклона с 5° до 20° влажностьосадка увеличивалась с 10 до 11,25% и унос твердого с фильтратом 92 – 132 г/л. В ходе испытаний экспериментально были определены абсолютная и относительная угловые скорости вращения ротора и шнека; фактор разделения и время центрифугирования, обеспечивающие кондиционную влажность осадка; конструктивные элементы и размеры ротора и шнека. Учитывая полученные хорошие технологические показатели, было принято решение об изготовлении промышленных образцов центрифуг для поставки на ЦОФ «Краснолиманская» взамен ленточных вакуум-фильтров. Отличительная особенность новой центрифуги ЦфШнГ-1,00-ВМ - расположение конического ротора меньшим основанием в сторону выгрузки осадка. Это позволяет в зоне загрузки иметь развитую фильтрующую поверхность, что благоприятно сказывается на режиме фильтрации, с одной стороны, а с другой – исключает утечку жидкой фазы по внутренней поверхности ротора в зону выгрузки осадка. Благодаря такому расположению ротора, достигнута возможность обезвоживать исходный материал с повышенным содержанием влаги в исходном продукте (рис.2). Внутри ротора вращается шестизаходный шнек, транспортирующий осадок в зону выгрузки. Шнек предназначен для транспортировки обезвоженного материала и состоит из скребков, корпуса и стоек. Скребки крепятся к стойкам, установленным на корпусе. По мере изнашивания скребки подлежат замене. Для сообщения ротору и шнеку различных угловых скоростей служит планетарнодифференциальный редуктор, ротор закреплён на ведущем валу, а шнек на ведомом валу редуктора. Ротор и шнек вращаются с небольшой разницей оборотов, пока центральная валшестерня редуктора неподвижна. Если момент трения между ротором и шнеком превысит допустимый момент вращения, то в действие вступает предохранительный механизм, защищающий редуктор и вращающиеся узлы от поломок. Относительное движение отсутствует, т.е. ротор и шнек вращаются с одинаковым числом оборотов и транспортирование материала прекращается. Для предания вращательного движения поступающему в центрифугу материалу имеются раскручивающий конус и разбрасыватель, рабочие поверхности, которых защищены твердосплавной наплавкой и минералокерамическим материалом. Вращающиеся части центрифуги находятся в корпусе, разделённом перегородкой на камеры фильтрата и осадка. Сборочные единицы смонтированы на раме, которая установлена на виброизоляторах, которые снижают динамические нагрузки на перекрытие. Благодаря тому, что осадок движется по ротору от большего диаметра к меньшему, на его внутренней поверхности образуется подслой из перерабатываемого материала, толщина которого равна зазору между кромкой витка шнека и внутренней поверхностью ротора. Подслой уменьшает унос твёрдой фазы с фильтратом и защищает ротор от износа. Рис. 2. Центрифуга ЦфШнГ-1,00-ВМ (ФГШ-1000): 1-загрузочная труба; 2-шнек; 3-конус; 4-разбрасыватель; 5-корпус; 6-опора; 7-редуктор; 8-виброизолятор;9-рама; 10-тормоз;11-электродвигатель; 12-ротор; 13-перегородка Таблица 6 Норма Наименование параметра и размера Показатели назначения 1 Производительность по исходному материалу, м3/ч 100-120 2 Производительность по осадку, т/ч 20-25 3 Общая влажность исходного материала, % 45-50 3 4 Содержание твёрдого в питании, кг/м 450-800 5 Общая влажность осадка, % 10-15 6 Максимальный внутренний диаметр ротора, мм 10003 7 Ширина щели фильтрующей поверхности ротора, мм 0,4±0,1 8 Номинальная мощность двигателя, кВт 37 –1 9 Частота вращения ротора, с 100,08 –1 10 Частота вращения шнека, с 9,80,08 11 Габаритные размеры, мм, не более длина 2400 ширина 2400 высота 2050 12 Масса, кг, не более 4350 Показатели надёжности 1Девяносто процентный ресурс до первого капитального. ремонта, час., 18000; не менее 2 Средний ресурс до первого капитального ремонта, час, не менее 30000 3 Средняя наработка на отказ, час, не менее 1650. Показатели экономного расходования материалов и электроэнергии 1 Удельная масса, кг/т·ч, не более 43,5 2 Удельный расход электроэнергии кВт·час/т, не более 0,46 Показатели эргономики 1 Корректированный уровень звуковой мощности, дБА, не более 80 2 Амплитудные значение вертик. и гориз. динамических нагрузок, Н 1,5 и 0,6 3. Температура нагрева подшипников, ˚С 50 Технологическая эффективность этих центрифуг оценивается следующими факторами: 1. Снижение зольности шлама, поступающего на обезвоживание в среднем в два раза; конечной влажностью обезвоженного осадка, поступающего на сушку; 2. При смешивании обезвоженного осадка мелкого концентрата крупностью 0,5-13мм с обезвоженным шламом центрифуги ЦфШнГ-1,00-ВМ крупностью 0-3мм возможно исключение такого дорогостоящего процесса, как сушка. Сушка составляет более 30% всех эксплуатационных расходов (влажность мелкого концентрата 6%, влажность шлама 10%, при смешивании этих продуктов средний показатель влажности составляет порядка 8%, что удовлетворяет требованиям потребителей); 3. Охрана окружающей среды за счёт уменьшения сброса высокозольных шламов за пределы обогатительной фабрики; 4. Улавливание и обезвоживание высокозольных шламов из наружных илонакопителей мобильных обогатительных установок. Технология с извлечением угля по всем классам крупности (до нуля), использующая исключительно механические методы обезвоживания концентрата и шлама без использования термической сушки казалась одним несбыточной мечтой, а другим – полной утопией. Средние технологические показатели обезвоживания шлама. Сгущенный продукт ГЦ-1000 (730 г/л) Таблица 7 Класс, мм +3 3-1 1-0,5 0,5-0,2 0,2-0 Итого Вес, г 175 635 1440 542 735 3527 Питание γ, % 5,0 18,0 40,8 15,4 20,8 100 Вес, г 90 720 810 395 970 2985 d A ,% 4,3 6,4 9,5 14,3 2,88 13,4 Осадок γ, % 3,0 24,1 27,1 13,2 32,6 100 d A ,% 5,4 12,2 17,7 16,0 27,7 19,0 Вес, г – – 85 220 1215 1520 Фугат γ, % – – 5,6 14,5 79,9 100 A d ,% – – 26,1 11,5 35,8 31,7 Влажность Wос =10,2%, Фугат– 185 г/л Сгущенный продукт ГЦ-350 (520 г/л) Таблица 8 Класс, мм +3 3-1 1-0,5 0,5-0,2 0,2-0 Итого Вес, г – 1345 492 100 530 2467 Питание γ, % Ad , % – – 54,5 10,6 19,9 12,2 4,1 16,7 21,5 21,6 100 13,5 Вес, г – 1185 705 167 900 2957 Осадок γ, % – 40,1 23,9 5,6 38,4 100 Ad , % – 8,8 9,0 11,3 25,1 13,9 Вес, г – – 4,3 10,5 715 863 Фугат γ, % – – 5,0 12,2 82,8 100 Ad , % – – 11,6 9,7 24,0 21,6 Влажность Wос =12,2%, Фугат– 198 г/л ООО «Моспинское УПП». Модель центрифуги была установлена в главном корпусе фабрики на отметке + 8.5 м на операции обезвоживания мелкозернистого шлама, поступающего на вакуум-фильтр в присадку к флотоконцентрату, предварительно сгущённого в гидроциклонах – ГЦ-360. Сгущённый продукт гидроциклонов (угли марки ДГ, шахта «Терновская», «Самарская», «Днепровская», «Павлоградская»), а также технологические показатели приведены в таблицах 1,2,3,4. Технологическая схема ООО «Моспинское УПП», предусматривающая выделение зернистого материала из питания флотации в гидроциклонах диаметром 360мм разработана УкрНИИуглеобогащением. Питанием флотации является слив гидроциклонов ГЦ-900, который насосами ШН-250 перекачивается из сборника в расходный бак, туда же и поступает фильтрат дисковых вакуум-фильтров. Гидроциклоны ГЦ-360 (5шт.) подключены к напорной линии насосов ШН-250. Слив самотёком направляется на флотомашины, а сгущённый продукт – в жёлоб одной из флотомашин и далее с пенным продуктом для обезвоживания на дисковые вакуумфильтры. Нагрузка на гидроциклонах ГЦ-360 регулируется пробковыми кранами, установленными на напорном трубопроводе и перед каждым гидроциклоном. Таким образом, обеспечивается возможность регулирования гранулометрического состава питания флотации в широком диапазоне. Параметры работы ГЦ-360 – давление на входе 0,07МПа, диаметр песковой насадки 25мм, объёмная нагрузка 70м3/час, содержание твёрдого в питании 155г/л. Первоначально центрифуга была подключена к линии сгущённого продукта ГЦ360, данные, полученные при обработке этого продукта, приведены в таблицах 1,2,3. Вторая серия экспериментов была проведена по обезвоживанию смешанного продукта ГЦ-360 и флотоконцентрата (таблица 4). Таблица 9 Содержание твёрдого в питании 500 г/л, унос твёрдого в фугат 155г/л. Класс крупности, мм Исходный продукт,% Обезвоженный осадок, % Выход Зольность Выход Выход Зольность Более 3 1,0 13,6 0,95 13,6 — — 3-1 3,0 13,9 2,85 13,9 — — 1 – 0,5 0,5 – 0,2 22,6 14,3 10,2 9,8 21,47 13,59 10,2 9,8 — — — — 0,2 – 0,1 Менее 0,1 Итого 8,6 50,5 100 52,8 82,3 53,8 0,6 3,5 48,34 51,38 79,9 16,65 8,3 48,75 57,05 51,38 79,9 75,75 Зольность Влажность Фугат,% 13,4 Таблица 10 Содержание твёрдого в питании 305 г/л, унос твёрдого в фугат 185 г/л. Класс крупности, мм Исходный продукт,% Выход Зольность Обезвоженный осадок, % Выход Зольность Влажность Фугат,% Выход Зольность Более 3 1,0 13,6 0,95 13,6 — — 3-1 3,0 13,9 2,85 13,9 — — 1 – 0,5 0,5 – 0,2 22,6 14,3 10,2 9,8 21,47 13,59 10,2 9,8 — — — — 0,2 – 0,1 Менее 0,1 Итого 8,6 50,5 100 52,8 82,3 53,8 1,51 8,88 49,25 51,38 79,9 24,2 7,38 43,37 57,05 51,38 79,9 75,75 17,8 Таблица 11 Содержание твёрдого в питании 400 г/л, унос твёрдого в фугат 120 г/л. Класс крупности, мм Исходный продукт,% Выход Обезвоженный осадок, % Зольность Выход Зольность Фугат,% Влажность Зольность Выход Более 1 3,6 6,7 3,42 6,7 — — 0,5-1,0 0,2 – 0,5 0,1 – 0,2 7,2 46,1 21,4 8,7 7,2 14,6 6,84 44,08 2,74 8,7 7,2 5,52 — — 20,09 — — 5,52 0,063 – 0,1 Менее 0,063 Итого 10,7 10,7 31,2 40,0 1,37 1,37 29,71 37,96 10,05 10,05 29,7 37,96 100 14,9 59,82 8,5 40,18 19,68 15,2 Для сравнения кек вакуум-фильтра, отобранный одновременно с пробами центрифуги: влажность – 30,68%; зольность – 35,98%. Таблица 12 Содержание твёрдого в питании 194 г/л, унос твёрдого в фугат 200 г/л. Исходный Класс продукт,% крупности, Вы- Золь- мм ход ность Обезвоженный осадок, % Выход Зольность Фугат, % Влаж- Вы- Золь- ность ход ность Более 1 0,2 5,7 0,19 5,7 — — 1 – 0,5 0 ,6 4,7 1,52 4,7 — — 0,5 – 0,2 5,8 5,4 5,51 5,4 — — 0,2 – 0,1 4,9 15,5 0,17 15,46 4,75 15,46 Менее 0,1 87,5 74,8 3,08 74,52 84,78 74,52 Итого 100 66,6 10,5 25,77 9,53 71,38 23,1 Обезвоженный осадок направлялся на сборный конвейер концентрата, а фугат – в сборный трубопровод фугата концентратных центрифуг. По существующей схеме обезвоживание мелкозернистого шлама на «Моспинском УПП» осуществляется на дисковых вакуум-фильтрах, при этом влажность осадка составляет 28,9 % до 35,1%. Как видно из таблиц 1 - 4, модель центрифуги обеспечила влажность осадка от 13,4 до 24,2% при различных плотностях питания. Унос твёрдого в фугате 120 – 200 г/л. Для обеспечения устойчивой работы экспериментальной модели центрифуги необходимое со- держание твёрдого в питании (450-800 г/л). Сгустить продукты, подаваемые на модель центрифуги до 450 – 800 г/л не представилось возможным из-за неустойчивой работы гидроциклонов. Наличие в питании класса более 0,5 мм, способствовало эффективному обезвоживанию подаваемого материала. ЦОФ «Киевская». Технологические исследовательские испытания модели центрифуги проводились с подачей четырёх различных продуктов: сгущённого продукта гидроциклонов ГЦ-350 и ГЦ-1000; концентрата флотационной машины, предварительно сгущённого «вручную», т.к. подача разбавленного питания 200г/л, которое поступает с флотомашины привела к 90%-му уносу твёрдого с фугатом; и кека вакуум-фильтров. В таблицах 5,6,7 приведены средние результаты работы модели центрифуги при различной нагрузке по питанию и различных исходных продуктах. Сгущённый продукт ГЦ-1000 (содержание твёрдого в исходном 730 г/л, унос твёрдого в фугат – 180г/л). Таблица 13 Класс крупности, мм Исходный продукт,% Обезвоженный осадок, % Выход Золь ность Более 3 3-1 1– 0,5 0,5 – 0,2 0,2 - 0 Итого 1,7 45,85 22,92 10,97 18,53 100 18,7 14,1 12,5 14,9 39,0 23,32 Выход Золь ность 1,62 43,56 21,77 10,42 77,37 97,71 18,7 14,1 12,5 14,9 13,85 18,15 Влаж ность 7,7 Фугат,% Вы ход — — — — 2,26 2,26 Золь ность — — — — 34,47 34,47 Сгущённый продукт ГЦ-350. Таблица 14 Класс Исходный крупности, продукт,% мм Выход Зольность Более 1 1 5,0 1 – 0,5 33,17 10,0 0,5 – 0,2 20,30 6,7 0,2 – 0 45,52 28,2 Итого 100 17,4 Обезвоженный осадок, % Выход Золь Влажность ность 0,95 5,0 31,51 10,0 19,28 6,7 43,42 27,1 95,17 17,08 Содержание твёрдого в исходном, г/л 520 700 11,4 8,6 Фугат,% Выход — — — 4,82 4,82 Зольность — — — 27,1 27,1 Унос твёрдого,г/л 180 165 Флотоконцентрат предварительно сгущённый до 470 г/л. Щель фильтрующего ротора 0,3 мм. Таблица 15 Класс крупности, мм Более 0,315 0,2 – 0,315 0,1 – 0,2 0,063 – 0,1 0,025–0,063 Менее 0,025 Итого * Исходный продукт,% (при W=50%) Вы- Зольход ность 0,91 9,8 — 0,91 3,7 21,82 4,4 18,48 6,5 26,36 13,6 31,52 36,5 100 17,37 Обезвоженный осадок, % ВыЗольход ность 0,86 ——9,8 Влажность, (Q=4,1т/ч) Фугат*,% Выход — Зольность — 2,18 1,85 2,64 3,15 9,83 — 4,4 6,5 13,59 36,47 17,56 — 0,86 19,66 16,65 23,75 28,39 90,17 3,7 4,4 6,5 13,59 36,47 17,35 15,82 Унос твёрдого – 198 г/л. Флотоконцентрат, предварительно сгущённый до 470 г/л. Щель фильтрующего ротора 0,2мм. Таблица 16 Исходный продукт,% (при Обезвоженный осадок, % Фугат*,% Класс W=50%) крупности, Выход ЗольВыход Зольность Влажность, Выход Зольмм ность (Q=4,1т/ч) ность Более 0,315 0,91 9,8 0,2 – 0,315 0,91 3,7 0,1 – 0,2 21,82 4,4 0,063 – 0,1 18,48 6,5 0,025 – 0,063 26,36 13,6 Менее 0,025 31,52 36,5 Итого 100 17,37 * Унос твёрдого – 182г/л. 0,86 0,86 20,37 15,95 22,75 27,21 88,37 9,8 3,7 4,4 6,47 13,46 36,01 7,79 18,4 — — — 2,81 4,02 4,8 11,63 — — — 6,47 13,46 36,01 21,08 Для обезвоживания кека вакуум-фильтров к центрифуге было специально разработано и изготовлено шнековое загрузочное устройство, т.к. в процессе испытаний возникла проблема с его загрузкой через вертикальную течку центрифуги - происходило залипание продукта. Влажность загружаемого материала составила 30% с зольностью 6,3%; осадок – влажность 11,8%, зола – 5,2%; фугат – унос твёрдого 20 г/л с зольностью 49,29%. Весьма результативной оказалась подача малозольного шлама в качестве «очищающего материала» на сито цилиндрической части ротора центрифуги (таблица 9). Этим достигается двойное преимущество: во-первых, более крупный шлам улучшает процесс обезвоживания в центрифуге, а, во-вторых, снижается остаточная влажность мелкого кон- центрата, так как крупный шлам при такой технологической схеме уже не смешивается с мелким концентратом. Таблица 17 Исходный продукт,% (при 580г/л) Класс крупности, мм Выход Зольность Обезвоженный осадок, % Выход Зольность Влажность, при производительности 6,1т/ч Фугат*,% Выход Зольность Более 0,5 21,3 3,29 18,2 3,12 — — 0,5 – 0,315 20,9 5,03 21,5 4,08 — — 0,315 – 0,125 20,3 7,45 0,125 – 0,063 7,1 8,34 Менее 0,063 30,4 18,14 Итого 100 9,37 * Унос твёрдого – 150г/л. 21,40 9,1 29,8 100 7,4 7,5 7,52 7,52 — 1,8 98,2 100 — 8,75 37,75 37,23 12,4 В ходе испытаний доля продуктов размером менее 0,063мм в суспензии изменялась от 60 до 25% по весу соответственно, а извлечение твёрдых частиц было 80 и 98% по весу. Почти всё твёрдые вещества в пульпе были размером -0,01мм, так как эта фракция содержит больше минерального вещества, чем более крупные фракции, флотоконцентрат подвергают повторному удалению золы путём обезвоживания в центрифуге. Уносимые твёрдые частицы с фугатом могут направляться на вторичную флотацию в виде разжиженной пульпы, с последующим обезвоживанием в дисковых вакуум-фильтрах.
