Спосіб виділення твердих часток із суспензії

* *. ' СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) 5 В 01 D 21/01,21/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ М ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21)4789444/26 ,(22)27.11.89 (46)23.02.92. Бюл.гФ? (71) Украинский нзучно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по обогащению и брикетированию углей (72) А.ФЖондратенко, Е.В.Харлова, 8.И.Надеин и Л.Т.Вертола (53)541.18.043.3(088.8) (56) Фоменко ТТ. Водно-шламовое хозяйство углеобогатительных фабрик. М..Недра, 1974, с 120-122. Патент Польши №133040, кл. В 03 В 9/00, 1986. Фоменко ТТ. Водно-шламовое хозяйство углеобогатительных фабрик. М.: Недра, 1974, с. 249 и 250. (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ИЗ СУСПЕНЗИИ (57) Изобретение относится к способам выделения твердых частиц из суспензии и по зволяет повысить содержание твердого в сгущенном осадке при снижении расхода флокулянта. Сгущение в гравитационном сгустителе осуществляют с выделением третьего промежуточного продукта, который вместе с частью осветленной воды гравитационного сгустителя и флокулянтом направляют в центробежный осадитель, осветленную воду из которого направляют в исходную суспензию гравитационного сгустителя, а сгущенные осадки центробежного осадителя и гравитационного сгустителя объединяют, при этом соотношение твердого в промежуточном продукте со сгущенным осадком гравитационного сгустителя составляет (1:1) - (4:1), а соотношение объемов флокулянта с частью осветленной воды гравитационного сгустителя, направляемых в центробежный осадитель, составляет (1:5) -{1:7). 1 з.п.ф-лы, 8 ил. Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, точнее к способам высококонцентрированного сгущения суспензий, содержащих преимущественно высокодисперсные глинистые частицы, и может использоваться на обогатительных фабриках при подготовке суспензий высокозольных шламов (например, отходов флотации) к термическому обезвоживанию с последующей утилизацией. Известен гравитационно-флокуляционный способ сгущения отходов Флотации и шламов в сгустителе с осадкоуплотнителем с получением осветленной воды с содержанием твердого осадка ( 200 г/л), разделение сгущенного продукта а осадительной центрифуге первой ступени на зернистый осадок и высокодисперсный фугат, ею флокуляцію перед поступлением в осадительную центрифугу второй ступени и объединение осадка осадчтельних центрифуг первой ы второй ступеней. Недостатком такого способа является относительно высокий удельный расход флокулянта (400 - 500 г/т) и наличие, кроме сгустителя, нескольких центрифуг, являющихся энергоемким оборудованием. Кроме того, обработка высокодисперсного фугата резко снижает производительность центрифуги и содержание твердого в осадке. Цель изобретения - увеличение содержания твердого в сгущенном продукте и снижение расхода флокулянта. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сгущения суспензий, включающему использование флокулянта и двухстуд?4йное сгущение в гравитационном и центробежном аппаратах с получением в каждом из них осветленной воды и сгущенного осадка, сгущение в гравитационном сгустителе осуществляют с выделением 5 третьего промежуточного продукта, который вместе с частью осветленной воды гравитационного сгустителя и флокулянтом направляют в центробежный осадитель, соотношение твердого в промежуточном 10 продукте со сгущенным осадком гравитационного сгустителя составляет 1:1 - 4:1, при этом осветленную воду центробежного осадмтеля направляют в исходную суспензию гравитационного сгустителя, а сгущенные 15 осадки центробежного осадителя и гравитационного сгустителя объединяют, соотношение объемов флокулянта с частью осветленной воды гравитационного сгустителя, направляемых в центробежный осади20 тель, составляет 15 - 1:7, Наилучшие показатели работы аппаратов по предлагаемому способу получены при соотношении твердого, выводимого из сгустителя с промежуточным продуктом и 25 сгущенным осадком, 2:1, а именно 14 т/ч : 7 т/ч. Соотношение раствора флокулянта и воды, подаваемых в центрифугу, соответственно 2,3 м /ч;14 м /ч, что составляет 1:6. В результате реализации способа после объе30 динения осадка центрифуг и сгущенного осадка сгустителя получают 22 м /ч сгущенного продукта с содержанием твердого 909 г/л, 20 т/ч. Содержание твердого в сгущенном продукте увеличивается в 1.1 раза, а 35 рзсход флокулянта уменьшается в 1,6 раза по сравньнию с известным способом. Таким образом увеличивается содержание твердого в сгущенном продукте и снижается расход флокулянта. Кроме того, для реализации 40 предлагаемого способа требуется один сгуститель и две центрифуги, а для известного способа необходим один сгуститель и пять центрифуг, три центрифуги на первой СТЙдми сгущений и две центрифуги на второй 45 стадии сгущения. Предлагаемый способ экономически целесообразнее известного. Повышение эффективности сгущения достигается дополнительным сгущением в центробежном осадителе предварительно 50 сгущенного осадка с последующим объединением сгущенных продуктов, обеспечивающим более полное извлечение твердого из исходных суспензий. Повышение эффективности в работе 55 центробежного осадителя достигается введением части осветленной воды гравитационного сгустителя и раствора флокулянта npw соотношении объемов флокулянта и осветленной воды 1.5 - 1:7. Совместная подачг флокулянта и воды обеспечивает •* 1713613 снижение расхода флокулянта. Подача осветленной води необходима для равномерного распределения раствора флокупянта в суспензии с высоким содержанием твердого (бопее 1Q0 г/л), 5 Осветленную воду-фугат центробежного осадителя объединяют с исходной суспензией гравитационного сгустителя для доиэвлечемия из нее твердой фазы и получе ния чистого слиза, направляемого в оборот- 10 ное водоснзбл енне предприятия, Нз фиг. 1 приведена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - баланс продуктов разделений по известному способу, па ф^г.З - 8 - балансы продуктов раз- 15 деления по предлагаемому способу. В обоих случаях по способу аналогу и предлагаемому способу в гравитационный сгуститель поступает 400 м /ч суспензии с содержанием твердого 50 г/л, чго составля- 20 ет по твердому 20 т/ч. Расход флокулянта 100 г/т. Исходная суспензия (фиг. 1) поступает в сгусіміель 1, слив сгустителя направляется в оборот и частично в центробежный осади- 25 гель 2 совместно с промежуточным продуктом сгустителя, фугат центробежного осадителя 2 направпяется в сборник 3, откуда насосом 4 пгдается а загрузочное устройство сгустиіеля 1. Осадок центро- 30 бежного сгустителя и сгущенный продукт сгустителя объединяются и подаются на дальнейшую обр^оотку. Известным способом (фиг 2) в сгустителе получают 300 м /ч осветленной воды, 35 направляемой в оборот, и 100 м" /ч сгущенного осадка с содержанием твердого 200 і/л, г.е. через сгущенный осадок удаляется 20 л/ч твердого. Сгущенный продукт рад'лального сгустителя направляется на класси- 40 фикацию в центробежный осэдмтель первой стадии с получением 6,7 м3/ч осадка с содержанием твердого,870 і /л, расход по твердому 5,8 т/ч и 93.3 м3/ч фугата с содержанием твердого 152 г/л, 14,2 т/ч. В осадке 45 преобладает в основном зернис:ая часть твердой фази суспензии (> бЗмкм). вфугэте наиболее тонкая часть ( 2:1. Баланс продуктов разделения по предлагаемому способу с соотношением 2:1 приведен нз фиг.5. $00 м /ч исходной суспензии соединяется с фу* атом и в объеме 472 м" /ч 20 при содержании твердого 45 г/л, 1\ т/ч напраалйется а сгуститель. В сгустителе получают 392 м /ч осветленной воды и 10 и /ч сгущенного осадка с содержанием твердого 700 г/л; 7 т/ч проме- 25 жуточный продукт в объеме 70 м* /ч с содержанием твердого 200 г/л; 14 т/ч. Промежуточный продукт совместно с 14 м"/ч осветленной воды и раствором флокулянта 250 г/т направляется для дополни- 30 тельного обезвоживания в центробежный осадитель. Соотношение воды и раствора флокулянта 1:6. Нагрузка на центробежный осадитель 84 м1 /ч, содержание твердого 167 гл; 14 т/ч. После ідентрифугирования 35 получают 78 м /ч фугата с содержанием твердого 14 г/л; 1 т/ч и осадок в объеме 12 м3/ч с содержанием твердого 1083 г/л; 13 т/ч. После объединения осадка центробежного осадителя и сгущенного продукта сгу- 40 стителя получают 22 м 7 ч осадка с содержанием твердого 909 г/л; 20 т/ч. Для обработки^ 14 т/ч промежуточного продукта, по гранулометрическому составу незначительно отличающегося от сгущен- 45 ного осадка, требуется два центробежных осадителя при расходе флокулянта 200 г/т. Таклм образом, предлагаемый способ позволяет сократить расход флокулянта и число центробежных осадителей при по- 50 лучении более высокого содержания твердого в осадке. 10 Результаты, приведенные R таблице, получены при изменении расхода флокулянта при реализации способа выделения твердых частиц из суспензии по балансу (фиг.5}, Постоянными параметрами являются концентрация флокулянта 0,1%, нагрузка на центрифугу 14 т/ч, объем веды 14 м /ч, добавляемой в центрифугу, соотношение твердого, удаляемого с промпродуктом и сгущенным продуктом, 2:1. Объем флокулянта, добавляемого в центрифугу, измеряется от 1,8 до 3,5 м°/ч, что соответствует соотношению раствора флокулянта и осветленной воды 1:4 - 1:8 иизменению расхода флокулянт? от 160 до 318 г/т. Как видно из таблицы, максимальное увеличение содержания твердого в осадке 909 г/л (опыт 3), получено при соотношении флокулянта и виды 1.6, расход флокулянта 200 г/т. Снижение расхода флокулянта до 160 г/т закономерно приводит к снижению содержения твердого в осадке центрифуг с 1090 - 1000 г/л; 13 - Ю т/ч и в объединенном сгущенном осадке с 909 до 800 г/л. Увеличение расхода флокулянта с200до318 г/т практически не повышает содержание твердого в осадке центрифуги и объединенном сгущенном осадке, содержание твердого составляет 909 - 900 г/л. Содержание же твердого е осадке центрифуги снижается с 1080 г/л до 1010 г/л (опыты 4 и 5) за счет увеличения обьема выхода осадка с 12 до 12,9 м /ч, обусловленного обводненностью структурированного осадка водой, БХОДЯщей в структуру флокул, поэтому расход флокулянта 300 г/т избыточен, отсутствует прирост положительного эффекта ~ увеличение содержания твердого в осадке, Оптимальные показатели сгущения получены при соотношении флокулянта и воды 1:7 1:5. Формула изобретени я 1. Способ выделения твердых частиц мз суспензии, заключающийся в подаче в нее флокулянта и последовательном двухстадийном сгущении в гравитацис >ном сгустителе и центробежном осадителе с получением а каждом из них осветленной воды и сгущенного осадка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышении содержания твердого в сгущенном осадке при снижении расхода флокулянта, сгущение в гравитационном сгустителе осуществляют с выделением третіего проП р и м е р 5. В предлагаемом способе используются соотношения обьемов флоку- 55 межуточного продукта, который вместе с частью осветленной воды гравитационного лянта и осветленной воды в интервале 1:5 сгустителя и флокулянтом направляют в 1:7. центробежный осадитель, соотношение ВЛИЯНИЙ добавок флокулянта и воды на твердого в промежуточном продукте к сгупоказателе работы центрифуги и конечный щенному осадку гразитациомного сгуститерезультат сгущения показано в таблице. 11 12 1713613 2, Способ по п і , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что соотношение объемов флокулянта и части осветленной воды гравитационного сгустителя, направляемых в центробежный осадитель, составляет (1*5)- (1:7). ля составляет (1:1) -(4:1), при этом осветленную воду центробежного осадителя направляют е исходную суспензию гравитационного сгустителя, а сгущенные осадки центробежного осадителя и гравитационного сгустителя объединяют. Концентра- Расход фло- Соотношет че раствора ция раство- кулянта, г/т флокулянта и воды, добавляемых 8 Центрифугу ра флокулянта, % ч м'7ч 1,8.14 160 1:8 0,1 1:7 2:14 182 0,1 2,2.14 200 1.6 0,1 2.8 14 250 0,1 1:5 3,5:14 318 0.1 1:4 Показаіе ли работы центрифуги Фугат м*7ч 74 73 72 - 72 71,1 т/ч 4 2 1 1 1 г/л 54 27 14 14 14 Продолжение таблицы Показатели работы центрифуги Осадок Показатели сгущенного осадка т/ч г/л мл/ч т/ч г/л 10 12 13 13 13 1000 1090 1083 1080 1010 25,0 23.5 22,0 22.4 22.2 20 80 20 20 20 800 850 909 890 900 10 11 12 12 12 9 Питание Флокулянт Слив 8 оборот ущ продукт Осадом на дольнеи/ую обработку Фт.1 1713613 400 м 3 / 50 г/л 20 т/ч флокулянт 100 г/т Сгуститель 100 гУ 200 г/л і г/л 300 осветленная вода сгущенный осадок Осадительная центрифуга ч етапия * стадия 93,3 м3/ч ЇЙ2 г/л 14,2 т/ч 6,7 tJp/ч 870 г/л 5,7 т/ч Фугат Осадок флокулянт 400 г/т Осадительная центрифуга Н стад и я 76.8 м3/ч кб.5 м 3 /ч 18 г/л 1,4 т/ч 780 г/л Ї2,8 т/ч V фугат 23Д2 MV 802 г/л 16,6 т/ч На дальнейшую обработку в оборот Фиг. 2. 1713613 Исходная суспензия 400 . . . 20 т/ч 50 г/л Флокулянт 100 г/т. 95 н?/ч, 1,7 т/ч, 18 495 м 3 /ч 21.7 т/ч 44 г/л Сгуститель 391 м /ч 377 г/л в оборот ^ 98 м37ч 17 т/ч 173 г/л G ы?/ч 4,7 т/ч 783 г/л Сгущенный Промежуточный продукт С Л И В 3 э м /ч г 17 т/чч 152 г/л * флокулянт 250 г/т Центрифуга 17 м э /ч 1Ь,3 т/ч 900 г/л 9Ь иР/ч 1,7 т/ч 18 г/л I Осадок Фугат 23 м э /ч 20 т/ч Ї09 г/л на дальнейшую обработку 3. 1713613 Исходная суспензия 400 Р/ 20 т/ч ЬО г/л w флокулянт 100 г/т фугат 1 т/ч 23 г/л ьґ ч 22 т/ч 45 г/л Сгуститель 389 м 3 /ч 1 г/л 375 сгущенный осадок пром. продукт слив 16 м3/ч 11 т/ч 688 г/л 84 м3/ч ї ї т/ч 131 г/л в оборот 14 м э /ч 98 мэ/ /ч II т/ч / 113 г/л флокулянт 200 г/т центрифуга 89 мэ/ 2 т/ч 23 г/л фугат 3 9 м 7ч 9 т/ч 1000 г/л осадок 25 м^/ 20 т/ч .800 г/л на дальнейшую обработку Фиг. 4 1713613 Исходная суспензия 400 мэ/ч 20 т/ч 50 г/л флокулянт І00 г/т 1г 1,0 т/ч 14 г/л 472 кР/ 2 | т/ч 46 г/л Сгуститель 392 378 слив / г/л 70 ы / 14 т/ч 200 г/л 10 м 3 Л 7 т/ч 700 г/л пром»продукт осадок 3 в оборот 84 м А 14 т/ч 167 г/л 14 флокулянт 250 г/т центрифуга 72 м3/ч Ї т/ч і 4 г/л фугат э 12 м /ч 13 т/ч 1083 г/л осадок 22 у/ 20 т/ч 909 г/л на дальнейшую обработку Фиг. 5 1713613 Исходная суспензия 400 м э /ч 20 т/ч 50 г/л Флокулянт 100 г/т 13 и3/ч; 0,2 т/ч; 423 м3/ч 20,2 т/ч 4?,7 г/л 10 г/л Сгуститель 29.4 м 3 /* 13.5 т/ч 459 г/л 1Ь м3/ч Ь,7 т/ч 4ІУ г/л 377,6 м3/ч 363 S 6 3S оборот-— сгущенный осадок промпродукт слив — 14 флокулянт 30 м 3 /ч Ь.7 т/ч 223 г/л 200 г/т центрифуга 23 цр/ч 0.2 т/ч 1б г/л 3 7 м /ч Ь,5 т/ч 929 г/л осадок фугат э 36,4 м /ч 20 т/ч 349 г/л ••ущенный продукт Фиг» б. 6/54 6О ГА У 1713613 Исходная суспензия 400 м3/ 20 т/ч 50 г/л i s 7 т/ч5 І9 г/л У м°/ч 2ij т/ч 34,4 г/л флокулянт 100 Г / Ї Сгуститель 388 S5 м3/ч 9 6 ? Ї ^/ч Ї8.6 т/ч г/л 4Э4 ЗА т/ц 7Ї0 г/л - 14 м3/ч 374,5 1Г/ч слив пром,продукт ІЇ0 ы3/ч 18,6 т/ч 169 г/л сгущ.оседок флокулянт ?.00г/т центрифуга 38,9 ьР 1,7 т/ч Ї9 г/л 21Д / 16,9 т/ч 800 г/л осадок 25,-5 ур/ч го т/ч 784 г/л сгущенный на дальнейшую обработку 7 1713613 Исходная суспензия 400 м3/ч 20 т/ч 50 г/л флокулянт 10U г/т 4,7 т/ч 495 м / 21,7 т/ч 44 г/л