2014-02-12
5129
На процесс сгущения, протекающий под действием силы тяжести, влияют минералогический и гранулометрический составы твердой фазы, форма частиц, содержание твердого в исходной пульпе, содержание твердого в сгущенном продукте, плотность твердой и жидкой фаз, вязкость, pH и температура пульпы, наличие в пульпе реагентов (коагулянтов и флокулянтов). Конечные результаты сгущения зависят также от конструктивных особенностей используемых аппаратов. Более подробно рассмотрим влияние основных факторов.
Плотность твердой фазы суспензии оказывает существенное влияние на скорость осаждения частиц: чем выше плотность твердой фазы, тем с большей скоростью будут осаждаться частицы. На практике частицы оседают не изолированно друг от друга, а в виде агрегатов – флокул, плотность которых ниже, чем плотность твердой фазы, из-за наличия внутрифлокулярной влаги.
Скорость осаждения частиц зависит от вязкости суспензии. С уменьшением вязкости суспензии скорость осаждения частиц возрастает. Один из способов снижения вязкости суспензии – это повышение ее температуры. С повышением температуры снижается вязкость жидкой фазы пульпы – воды. Наиболее резко снижается вязкость воды при повышении её температуры до 20–30°C (при 0°C она составляет 0,018 Па·с, при 30°C – 0,008 Па·с). С повышением температуры также усиливается действие присутствующих в пульпе реагентов. Однако поскольку на сгущение подаются большие объемы суспензий, нагревание их экономически не оправдано.
Плотность суспензии в значительной мере зависит от содержания твердого в суспензии ипри ее сгущении оказывает двоякое влияние. С одной стороны при сгущении более плотных суспензий увеличивается производительность сгустителя по твердому, но из-за более стесненных условий уменьшается скорость осаждения частиц и увеличивается вынос твердых частиц в слив.
С другой стороны, в жидких пульпах частицы осаждаются быстрее, чем в густых. Однако для обеспечения постоянной производительности сгустителя по твердому это приводит к бóльшим объемам пульпы, подаваемой в сгуститель, а следовательно, к возрастанию скорости восходящих потоков в аппаратах и к увеличению выноса тонких частиц в слив.
Для каждого сгущаемого продукта существует своя оптимальная плотность исходного питания (содержание твердого в исходной пульпе), при которой сгуститель работает наиболее эффективно. Оптимальные условия работы сгустителя подбирают опытным путем.
Содержание твердого в сгущенном продукте при работе сгустителей колеблется от 40 до 70%. Чтобы повысить содержание твердого в сгущенном продукте, необходимо уменьшить массу откачиваемого сгущенного продукта. Это приведет к снижению производительности сгустителя по твердому и из-за более стесненных условий падения может способствовать выносу твердой фазы в слив. При уменьшении плотности сгущенного продукта увеличивается производительность по твердому, но при этом не выполняется основная функция сгущения – не удаляется вода из обезвоживаемого продукта.
Как было показано выше, эффективность процесса сгущения в значительной степени определяется крупностью частиц: чем они крупнее, тем выше скорость их осаждения. Суспензии состоят из частиц различной крупности. Осаждению крупных частиц в суспензии препятствуют более мелкие частицы, опускающиеся с меньшей скоростью. В результате наблюдается сближение скоростей осаждения частиц различной крупности в сгустительных аппаратах. На практике крупность осаждаемых частиц регулируют с помощью эффектов коагуляции и флокуляции, что будет рассмотрено в следующем параграфе.
