Радиальный сгуститель — базовый аппарат водно-шламовой схемы обогатительной фабрики. Он принимает пульпу, в которой после флотации или магнитной сепарации слишком много воды, и решает две задачи — отдаёт продукт заданной плотности и возвращает в оборот осветлённую воду.
Простая на вид конструкция обманчива. Если типоразмер подобран по каталогу или по аналогии с соседним предприятием, продукт не выходит на проектную плотность, а влажность кека растёт, снижая производительность последующих операций обезвоживания при фильтровании целевого продукта. Причина — в осаждаемости конкретной пульпы.
Разбираем, как устроен аппарат, что происходит с материалом на пути к разгрузке и из чего складывается его расчёт.
Радиальный сгуститель — это аппарат непрерывного действия для гравитационного разделения пульпы на сгущённый продукт и осветлённую воду. В отличие от обычных отстойников, радиальный сгуститель позволяет значительно повысить концентрацию твёрдых частиц в разгрузке и снизить их вынос с осветлённой водой. Это достигается за счёт интенсификации процесса осаждения благодаря конструкции аппарата и применению флокулянтов.
Отсюда большие габариты и долгое пребывание материала внутри. Диаметр чана — от 4 до 100 м, плотность разгрузки — 45–75% твёрдого, мутность слива обычно не выше 1 г/л. На фабрике аппарат обычно занимает три точки — подготовку питания фильтров, сгущение хвостов и оборотное водоснабжение.
Конструкция аппарата включает несколько ключевых узлов:
Путь материала от колодца до разгрузки проходит через три зоны.
Зона осветления. Сверху собирается чистая вода и уходит через кольцевой жёлоб. Мутность слива составляет до 50–100 мг/л для концентратов и до 200–250 мг/л для хвостов.
Зона стеснённого осаждения. Частицы мешают друг другу падать, здесь формируется постель — граница между водой и сгущённым слоем. Уровень постели — ключевой параметр: подъём ведёт к выносу твёрдого со сливом, опускание снижает плотность разгрузки.
Зона уплотнения. У днища осадок сжимается под весом верхних слоёв, плотность доходит до 60–75% твёрдого. Граблины подают материал к центральному конусу, где происходит разгрузка сгущённого продукта.
Для интенсификации процесса осаждения и повышения качества слива применяют флокулянты и коагулянты. В зависимости от особенностей осаждаемого материала реагенты подают в колодец и/или трубу питания. Флокулянты связывают мелкие частицы в крупные агрегаты, которые осаждаются в 4–10 раз быстрее. Расход реагентов составляет от 3–5 до 100–150 г/т твёрдого. Их применение позволяет улучшить показатели процесса сгущения.
Традиционный. Диаметр — от 4 до 100 м, удельная производительность — 0,5–1,0 т твёрдого на квадратный метр в сутки. Применяется на хвостах и крупнозернистых пульпах, зачастую в случаях, когда требуются высокая производительность и простота конструкции и эксплуатации.
Высокопроизводительный. Система подачи и разбавления питания обеспечивает его эффективное смешение с реагентом, качественную флокуляцию и производительность 2,0–5,0 т/(м²·сут). Применяется для концентратов и тонких шламов.
Пастовый. Выдаёт продукт с содержанием твёрдого 65–80%, который почти не расслаивается при хранении. Конструктивно отличается более крутым углом конусного днища, мощным приводом граблин и специальными системами разгрузки сгущённого продукта.
Тип | Диаметр чана | Удельная производительность, т/(м²·сут) | Плотность разгрузки, % твёрдого | Применение |
Традиционный | 4–100 м | 0,5–1,0 | 45–60 | Хвосты, крупные пульпы |
Высокопроизводительный | 10–30 м | 2,0–5,0 | 55–70 | Концентраты, флотационные продукты |
Пастовый | 12–40 м | 1,0–2,0 | 65–80 | Закладка выработок, хвостовое хозяйство |
Главный проектный параметр — площадь осаждения. Её считают по расходу пульпы, содержанию твёрдого, гранулометрии и требуемой плотности разгрузки; паспортная производительность годится лишь для предварительной оценки.
В НТЦ «Бакор» расчёт начинается с лабораторной пробы. Седиментационные тесты показывают, как конкретный материал осаждается и уплотняется, по кривым осаждения определяют площадь и диаметр чаши, а затем подбирают тип и дозу флокулянта. Полученные расчётные показатели подтверждают с помощью динамических тестов, имитирующих реальный процесс сгущения на лабораторном аппарате. Сгуститель поставляют в комплексе со станцией приготовления флокулянта — так фабрика с первого дня выходит на максимальную плотность разгрузки.
Результат работы сгустителя определяют площадь осаждения, конструкция колодца, режим граблин и правильно подобранный флокулянт. Все эти параметры выводят из свойств конкретной пульпы — поэтому подбор начинается с лабораторной пробы.
Да, если материал обладает высокой скоростью гравитационного осаждения и к сгустителю не предъявляют высоких требований по производительности питания и качеству слива и сгущённого продукта.Для шламов класса 50 мкм и мельче реагент практически обязателен — иначе потребуется чаша в разы большего диаметра.
В радиальном частицы осаждаются свободно по всей площади чана, в пластинчатом — на наклонных пакетах, увеличивающих площадь осаждения. Пластинчатый компактнее, но чувствительнее к заиливанию.
Производительность зависит от осаждаемости пульпы, поэтому чашу считают по кривым осаждения, а не выбирают из каталога.
