Центрифугирование

Центрифугирование является процессом разделения твер­дой и жидкой фаз под действием центробежных сил. Исполь­зуется оно в основном на углеобогатительных фабриках для обезвоживания мелких классов углей, флотационных концен­тратов и хвостов обогащения. Высокая интенсивность отделе­ния влаги от твердых частиц при центрифугировании обу­словлена тем, что ускорение центробежных сил в центрифугах в десятки и сотни раз превосходит ускорение силы тяжести в обычных аппаратах. По принципу своего действия центрифу­ги разделяются на фильтрующие и осадительные.

Фильтрующие центрифуги оснащены коническим перфо­рированным ротором, расположенным вертикально или гори­зонтально. В России получили наибольшее распространение вер­тикальные фильтрующие центрифуги с вибрационной (типа ФВВ) и шнековой (типа ФВШ) выгрузкой осадка.

Рис. 9.8. Схема фильтрующих центрифуг с вибрационной (а) и шнековой (б) выгрузкой осадка

В фильтрующих центрифугах с вибрационной выгрузкой осад­ка (рис. 9.8, а) производительностью до 350 т/ч исходный ма­териал подается через загрузочное устройство 4 в нижнюю часть вращающегося фильтрующего ротора 7 диаметром до 1500 мм, установленного на верхних 2 и нижних 1 амортизато­рах, связанных с втулкой 5, вращающейся с частотой 350— 470 мин'¹ вокруг трубчатой стойки 12. Одновременно ротору сообщаются вертикальные вибрации от эксцентрика 11 через шатун 10 и амортизатор 3. Под комбинированным воздейст­вием центробежных сил и осевых вибраций материал распре­деляется равномерным потоком по фильтрующей поверхно­сти ротора и обезвоживается, продвигаясь вверх к его широ­кой части. Фугат проходит через фильтрующие щели стенок ро­тора и удаляется по желобу 9; обезвоженный материал разгру­жается через верхнюю кромку ротора в кольцевое простран­ство между внутренним 6 и наружным 8 кожухами центри­фуги и попадает в приемник, расположенный под аппаратом.

В фильтрующих центрифугах со шнековой выгрузкой осадка (рис. 9.8, б) производительностью до 100 т/ч внутри вращающе­гося с частотой 600 мин^-1 сетчатого ротора 2 диаметром до 1000 мм расположен шнек 3 в виде усеченного конуса с закре­пленной на его поверхности спиралью. Исходная пульпа подает­ся на вращающуюся крышку шнека и отбрасывается центробежными силами к внутренним стенкам ротора. Вода фильтру­ется через слой осадка и сетчатую поверхность ротора, и фугат удаляется из корпуса 1 центрифуги. Обезвоженный осадок перемещается по ротору спиралями шнека, вращающегося с меньшей, чем у ротора, угловой скоростью, и разгружается в приемный бункер 4.

Преимуществом фильтрующих вибрационных центрифуг является меньшая измельчаемость материала при центрифуги­ровании и большая чистота фугата, чем в шнековых фильт­рующих центрифугах, однако последние позволяют получать осадок меньшей (на 1—1,15 %) влажности, которая зависит от содержания тонких частиц в исходной пульпе и составляет 6—9 %.

Осадителъные центрифуги имеют только шнековую вы­грузку осадка. Наибольшее распространение из них получили центрифуги (рис. 9.9) с ротором диаметром до 1350 мм цилин-дроконической конфигурации и горизонтальной осью вращения (чипа НОГШ) производительностыо до 300 м³/ч. Пульпа в них подается внутрь вращающегося шне­ка 4, а затем через его окна 3 попадает во вращающийся с большой частотой (800 мин^-1) ротор 5 и заполняет его до уровня сливных окон 2.

Рис. 9.9. Схема осадительной центрифуги со шнековой выгрузкой осадка

Под действием центробежных сил частицы прижимаются к внутренней стенке ротора, а жидкая фаза переливается через кромку сливных окон 2 и поступает в сборник фугата. Образовавшийся слой осадка из зоны осажде­ния перемещается шнеком в зону обезвоживания и разгружа­ется через специальные окна 6. Влажность осадка изменя­ется в пределах 10— 25 %. Увеличение частоты вращения ротора и крупности материала повышает чистоту фугата и снижает влажность осадка; уменьшение крупности мате­риала, увеличение нагрузки на центрифугу и скорости враще­ния шнека выше оптимальных оказывают обратное влияние. Подача флокулянтов снижает содержание твердого в фугате.