Центрифугування

Центрифугування – процес зневоднення дрібних мокрих продуктів і розділення суспензій на рідку і тверду фази під дією відцентрових сил. Машини для здійснення таких операцій називаються центрифугами, які підрозділяються на фільтруючі, осаджувальні і комбіновані (осаджувально-фільтруючі) .

Фільтруючі центрифуги

Фільтруючі центрифуги застосовуються в другій стадії зневоднення вугільних концентратів і промпродуктов крупністю 0,5 – 13 мм після їхнього попереднього зневоднення на вібраційних, конічних і дугових грохотах або в багер-зумпфах та елеваторах. Фільтруючі центрифуги випускають з вібраційним (ФВВ), інерційним (ФВІ) і шнековим вивантаженням осаду (ФВШ). Для зневоднення тонкоподрібнених продуктів і шламів можуть застосовуватися осаджувальні і осаджувально-фільтруючі центрифуги.

Центрифуги з відцентровим (інерційним) вивантаженням осаду

Центрифуги з відцентровим (інерційним) вивантаженням осаду типу ФВІ (рис.) доцільно використовувати для зневоднення абразивних продуктів збагачення антрациту.

Вихідний матеріал при подачі в центрифугу отримує значне прискорення при переміщенні по сферичній вставці перед надходженням на фільтруючу поверхню ротора. Це необхідно для забезпечення руху осаду в умовах, коли кут нахилу твірної ротора менше кута тертя. Далі осад переміщується з швидкістю, яка безперервно зменшується. Видалення зневодненого продукту і фугату з центрифуги здійснюється через відповідні камери. Перевагою центрифуг ФВІ є короткочасність контакту матеріалу з фільтруючою поверхнею. Втрати твердого з фугатом фільтруючих центрифуг складають 1 – 3 % , а вологість осаду – 7 – 10 % .

Фільтруючі центрифуги з вібраційним вивантаженням осаду

Вібраційні центрифуги застосовуються для зневоднення дрібного концентрату (промпродукту) з вмістом не більше 10 % класу 0-0,5 мм. Центрифуги цього типу найповніше відповідають технологічним вимогам: вміст твердого у фугаті складає в середньому 3 % (у шнекових центрифугах 4-5 %), подрібнення матеріалу, що зневоднюється, у 2-2,5 раза менше, ніж у шнекових. Для цих центрифуг характерний менший, порівняно з іншими типами центрифуг, знос фільтруючих сит. Однак вібраційні центрифуги в порівнянні зі шнековими мають меншу ефективність зневоднення і чутливіші до коливань вологості матеріалу, що зневоднюється. При вмісті в продукті, що зневоднюється, класу 0-0,5 мм більше 15-20 %, а також у тих випадках, коли вібраційні центрифуги не забезпечують необхідної вологості зневодненого осаду, доцільніша установка шнекових фільтруючих центрифуг.

Для зневоднення абразивних продуктів збагачення антрациту доцільно використовувати центрифуги з відцентровим (інерційним) вивантаженням осаду, у яких забезпечується найменший час контакту матеріалу з фільтруючою поверхнею.

Шнекові фільтруючі центрифуги

Шнекові фільтруючі центрифуги типу ФВШ (рис.) застосовуються для зневоднення тих же продуктів, що центрифуги типу ФВВ.

Для збільшення часу перебування матеріалу в центрифузі ФВШ кут кону-сності ротора зменшений. При такому нахилі ротора осад не переміщується, то-му його видаляють шнеком. Вихідний матеріал надходить на обертовий конус і відкидається на поверхню ротора, який обертається з дещо більшою швидкістю. Фугат через шар осаду і фільтруючу поверхню видаляється з центрифуги, а осад переміщується по фільтруючій поверхні шнеком і вивантажується у бункер. Центрифуги ФВШ більш складні за конструкцією ніж центрифуги ФВВ, але вони дозволяють зневоднювати продукти з більшим вмістом шламів, а та-кож отримувати зневоднені продукти з вмістом вологи на 2 – 3 % менше.

Центрифуги осаджувальні шнекові

Центрифуги осаджувальні шнекові застосовуються для зневоднення тонких незбагачених шламів, флотаційних концентратів і, в окремих випадках, відходів флотації. Для зневоднення флотаційних концентратів, що важко фільтруються, і шламів застосовуються осаджувально-фільтруючі центрифуги.

Вихідна пульпа завантажувальним пристроєм подається у середину шнека і через отвори в ньому надходить в ротор. В роторі відбувається відцентрове осадження частинок і розділення суспензії на тверду і рідку фази. Тверда фаза шнеком переміщується до розвантажувальних патрубків, через які вона відцент-ровими силами розвантажується з ротора. Рідка фаза по спіральних каналах, що створені витками шнека і стінкою ротора, рухається у протилежному напрямку і витікає через зливні вікна. Відсаджувальні центрифуги ОГШ застосовують для зневоднення дрібних розріджених продуктів, які містять від 10 до 50 % твердого за масою.

Осаджувально-фільтруюча шнекова центрифуга

Осаджувально-фільтруюча шнекова центрифуга типу ОГШ-1350Ф (рис.) створена на базі центрифуги ОГШ-1350 і відрізняється від неї наявністю фільтруючого ступеня 9.

Шнек 8 фільтруючого ступеня закріплений на конічній частині ротора 2. Фільтруюча поверхня – шпальтове сито. Цапфа фільтруючого ступеня жорстко з’єднана з шнеком. У центрифузі ОГШ-1320Ф осад відсаджувального ступеня додатково зневоднюється у фільтруючому ступені. Центрифуга ОГШ-1320Ф призначена для більш глибокого зневоднення шламів і флотоконцентратів, зневоднення яких на дискових вакуум-фільтрах здійснюється незадовільно, напр., зневоднення важкофільтрованих флотоконцентратів вугілля марок Г і П. Технологічні показники осаджувальних центрифуг такі: винос твердого у фугат 25 – 35 %; вологість осаду: концентратів флотації 20 – 25 %, відходів фло-тації 22 – 30 %, шламу 17 – 22 %. Суттєвий недолік відсаджувальних центрифуг – високий вміст твердого у фугаті, що у 2 – 3 рази більше, ніж у фільтраті ваку-ум-фільтрів. Винос твердого у фугат скорочується при застосуванні флокулянту. При витраті флокулянту 150 –250 г/т винос твердого у фугат скорочується до 10 % .

Література

• Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
• Білецький В. С., Смирнов В. О. Технологія збагачення корисних копалин ((посібник з грифом Мінвузу). — Донецьк: Східний видавничий дім, 2004.- 272 с. (друге видання - 2009 р.) [1]