Обезвоживанием называется процесс удаления жидкости из продуктов обога­щения. Процесс обезвоживания состоит из удаления воды механическим способом (сгущением, фильтрованием, центрифугированием и дронированием) и термической сушкой. Для осуществления указанных процессов применяются сгустители, филь­тры, центрифуги и сушилки. Используя сгустители, удается повысить концентрацию твердого вещества в пульпе до 30-60 %, после фильтров содержание влаги доводится до 10-20%. Наконец, после сушилок содержание влаги составляет 1-4% в конечном продукте.

1.17.1. Конструкция и расчет сгустителей

Наиболее широко для сгущения пульпы используют сгустители — чаны, в которых медленно вращается перегребающее устройство и происходит расслоение продукта на жидкую и твердую фракции. Твердые частицы пульпы перемещаются к центру вниз на разгрузку. Осветленная жидкость самотеком сливается в кольцевой желоб в верхней части чана. Сгустители изготовляются с центральным и периферийным приводом перегребающего устройства.

Сгустители с центральным приводом имеют подгребающее устройство, распо­ложенное в одном, двух и пяти ярусах. Последние применяются на глиноземных заводах. Одноярусные сгустители при диаметрах чанов до 18 м выполняются в виде легкой рамной конструкции, закрепленной на центральном валу. При увеличении диаметра до 100 м перегребающее устройство выполняется в виде фермы, закреп­ленной на центральной колонне. Ниже приводятся некоторые технические характе­ристики сгустителей с центральным приводом:

I Типоразмер................................. Ц-6 Ц-9 Ц-12 Ц-15 Ц-18 Ц-50 Ц-100

Диаметр чана, м......................... 6 9 12 15 18 50 100

Глубина чана, м......................... 2,5 З З 3 3 4,5 7,5

Частота вращения, 0)256 0,213 0,162 0,125 0,12 0,06-0,03 0,08-0,012

МИН..................................

NaB, кВт...................................... 1,5 2,2 3 3 3 5,5x2 3,2x4

Масса без чана, т......................... 4 5,5 8,7 12,3 13,4 76,3 170

Сгуститель с центральным приводом легкого типа (обозначается буквой Ц) состоит (рис. 1.46) из чана 8, на торце которого крепится опорная рама 5. У верхнего края чана с внутренней стороны предусмотрен кольцевой желоб с отверстием 6 для слива осветленной жидкости. В чан пульпа подается сверху через трубу в загрузоч­ную воронку 7, нижняя кромка которой находится ниже уровня пульпы, поддержи­ваемого сливным порогом в кольцевой желоб. Привод перегребающего устройства
состоит из электродвигателя 3, клиноременной передачи, цилиндрического и чер­вячного редукторов 2. Через червячное колесо редуктора на скользящей шпонке проходит центральный вал сгустителя 9.

Для регулирования качества сгущения и для предохранения перегребающего устройства 10 от перегрузок, центральный вал имеет возможность осевого переме­щения с помощью механизма подъема 1, состоящего из электродвигателя, клиноре­менной передачи, червячного редуктора. Выходящий вал редуктора имеет винтовую нарезку, зацепляющуюся с гайкой упорной подвески центрального вала. При вклю­чении электродвигателя винтовая пара регулирует высоту подъема подгребающего устройства. Для успокоения жидкости в ванне устанавливаются специальные пено - гасители 12. Перегребающее устройство жестко крепится к центральному валу и со­стоит из крестовины, на которой закреплены граблины с криволинейными гребками. Положение гребков регулируется с помощью растяжек.

При работе сгустителя в результате перемешивания пульпы, жидкая фракция переливается через сливной порог в кольцевой желоб, а твердая фракция оседает на дно корпуса. Для устранения заиливания воронки на крестовине перегребающего устройства закреплены гребки и нож 11 для разрыхления заиливающихся песков.

Эксплуатация сгустителя с центральным приводом показывает, что для повыше­ния его надежности работы корпус чана должен изготовляться из стального листа, железобетона и дерева в зависимости от состава пульпы. При агрессивной пульпе наилучшие показатели обеспечивают деревянные чаны и чаны, футерованные кис­лотостойкой резиной и листовым свинцом. Для нейтральных пульп чаны изготавли­вают из стали ст. 3, для кислотных пульп — из коррозионностойкой стали. При работе в кислотных средах перегребающее устройство футеруется резиной. В условиях аб­разивного износа чаны футеруют керамической плиткой и кислостойким кирпичом.

Вал у сгустителя с центральным приводом является наиболее нагруженной де­талью. Длина вала достигает 7м и он нагружается значительным (до 1МН-м) кру­тящим моментом М. При полом вале с наружным диаметром D„ и внутренним DB
напряжение кручения т равно т = ЪМ/D®(1 — D4/D4). Запас прочности вала пТ — = T-£Tf3/(тКт). Значения коэффициентов качества поверхности /?, масштабного фактора єт и эффективного коэффициента Кт зависят от материала. Обычно для стали 45, из которой изготовлены валы, т_і=180 МПа, Кт = 1,6 4-1,70, ет = 0,7 - і-0,8 и [гг] = 1,7 4 2.

Длинные валы необходимо проверять по углу закручивания ip — Mb/(JG^) < < [ip], где J = (D^ — Dj)0,1 — момент инерции; Gv = 8,5 • 104 МПа — модуль сдвига; [tp] — допускаемый угол закручивания, равный 0,5° на 1 м длины вала.

Диафрагмами общий чан многоярусного сгустителя разделен на несколько яру­сов. Через все ярусы проходит общий вал, на котором в каждом ярусе закреплены трубчатые граблины с гребками. Сгущенный продукт последовательно проходит из верхнего яруса в нижний и, затем, на дальнейшую переработку. Слив самостоятельно выводится из сливных порогов каждого яруса. Многоярусные сгустители значитель­но производительнее одноярусных, но ремонт их сложнее.

Сгустители с центральным приводом тяжелого типа (рис. 1.47) отличает от устройств легкого типа, прежде всего, диаметр чана более 40 м и наличие централь­ного вала 1, установленного на упорном шариковом подшипнике 16, смонтированном на центральной железобетонной колоне 15. Вращение вала осуществляется от элек­
тродвигателя 4 через клиноременную передачу, цилиндрический 3 и червячный 2 редукторы, шестерню 13 и зубчатый венец 14, закрепленный на центральному валу. Повышение мощности обеспечивают два спаренных электродвигателя с редуктора­ми. Для удобства обслуживания и ремонта приводы располагаются на одной раме 12, закрываются корпусом 8 и доступ к ним облегчен мостом 9.

Перегребающее устройство состоит из двух длинных и двух коротких ферм-граб - лин. Для очистки разгрузочного устройства 5 от заиливания используются ножи 6. Питающая труба пульпы 10 оканчивается кольцевым загрузочным устройством 7. Разгрузка осветленной жидкости осуществляется через кольцевой желоб 11.

Описанные сгустители с диаметром чана 50 и 100 м предназначаются для сгуще­ния тяжелых материалов с большой плотностью и крупностью твердых частиц. На глиноземных заводах для сгущения и промывки красного шлама находят примене­ние сгустители с диаметром чана 40 м. Мощность электропривода сгустителя, кВт, рассчитывают по эмпирической формуле

N — (0,2 4- 0,3)Дпі/пкаТ,

где D — диаметр чана, м; 0,2 -=- 0,3 — коэффициент пропорциональности (0,2 — для сгустителей легкого типа, 0,3 — для сгустителей тяжелого типа); П] и пКЛТ — частота вращения перегребающего устройства и его каталожное значение.

Производительность сгустителя по твердому продукту Q = 0,785 D2 т/с.