Материал: Аппаратура процессов разделения гомогенных и гетерогенных систем

Частота вращения мешалки незначительна (менее половины оборота в минуту), поэтому процесс осаждения не нарушается. Суспензия непрерывно поступает по трубе в середину резервуара. Осветлённая жидкость переливается в кольцевой желоб и удаляется через штуцер. Осадок (шлам), представляющий собой сгущённую суспензию, удаляется через штуцер в коническом днище.

Отстойники с гребковой мешалкой обеспечивают однородность осадка и позволяют освободить его от воды до концентрации твёрдой фазы 35–55 %. Работа таких отстойников полностью автоматизирована. К недостаткам этих аппаратов следует отнести их громоздкость; диаметр нормализованных аппаратов от 1,8 до 30 м, в отдельных случаях применяются отстойники диаметром до 100 м. На рис. 49 представлены промышленные отстойники большого диаметра, применяемые для очистки сточных вод.

Многоярусный отстойник непрерывного действия

Для уменьшения площади, занимаемой отстойниками, применяют многоярусные отстойники. Они несложны по конструкции и обладают большой поверхностью. Многоярусный отстойник непрерывного действия с коническими полками представлен на рис. 50. Поступающая в аппарат суспензия распределяется по каналам между коническими полками, на поверхности которых осаждаются твёрдые частицы. Осадок сползает по наклонной поверхности к стенкам корпуса и перемещается в нижнюю часть аппарата, откуда выводится. Осветлённая жидкость поступает в центральную трубу и выводится из верхней части аппарата.

Помимо большой поверхности осаждения к достоинствам отстойников этого типа относятся отсутствие движущихся частей и простота обслуживания. Однако влажность пульпы в них больше, чем влажность шлама в отстойниках с гребковой мешалкой.

Отстойник для разделения эмульсий

На рис. 51 показан отстойник непрерывного действия для разделения эмульсий. Он представляет собой горизонтальный резервуар с перфорированной перегородкой, которая предотвращает возмущение жидкости в отстойнике струёй эмульсии, поступающей в аппарат. Поперечное сечение отстойника вы-

71

Рис. 51. Отстойник непрерывного действия для разделения суспензий:

1 – корпус; 2 – перфорированная перегородка

Гидроциклон

На рис. 52 изображён гидроциклон (центробежный сепаратор) – аппарат, предназначенный для сгущения шламов и продуктов флотации, осветления оборотных вод, классификации пульпы и разделения грубых и тонких суспензий. Разделение происходит в центробежном поле, создаваемом в результате вращения потока жидкой гетерогенной системы. Величина скорости сепарирования частицы в центробежном поле гидроциклона может превышать скорость осаждения частиц в поле гравитации в сотни раз. В последнее время все чаще в технологии обогащения применяют кластер из гидроциклонов небольшого диаметра (10–15 мм), работающих параллельно, что позволяет существенно повысить производительность.

К основным преимуществам гидроциклонов можно отнести:

1)высокую удельную производительность по обрабатываемой суспензии;

2)простоту устройства и сравнительно низкую стоимость аппарата;

3)отсутствие вращающихся механизмов, предназначенных для генерирования центробежной силы;

4)возможность разделения токсичных и химически агрессивных сред. Основными недостатками гидроциклонов являются существенное (по

сравнению с отстойниками) гидравлическое сопротивление, сложность разделения тонких суспензий с частицами менее 10 мкм и чувствительность к колебаниям нагрузки.

73

Рис. 52. Гидроциклон

Отстойная центрифуга

Отстойные (осадительные) центрифуги применяют для разделения суспензий и эмульсий путём осаждения дисперсных частиц под действием центробежной силы. Схема простейшей отстойной центрифуги периодического действия показана на рис. 53. Основной частью центрифуги является сплошной барабан, насаженный на вращающейся вал. Под действием центробежной силы твёрдые частицы из суспензии отбрасываются к стенкам барабана, образуя осадок. Осветлённая жидкость (фугат) переливается в неподвижный корпус (кожух) и удаляется через патрубок в его нижней части. После остановки центрифуги осадок выгружают вручную.

74