Устройство для электроосмотического обезвоживания суспензий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3@В В à1. 0 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3502771/23-26 (22) 18.10.82 (46) 07.01. 84. Бюл. Р 1 (72) A.Ê. Тильга, Г.С..Тильга, .Ю.К. Чернов, В.К. Кульсартов и В.Е. Зеленков (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов

"Казмеханобр" (53) 663.087(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

9 565677, кл. В 01 0 13/02, 1977.

2. Заявка Великобритании

9 1568286, кл. С 7 В, опублик ° 1980,.

3. Патент США Р 3664940, кл 204 180 р опублик. 1972 °

4. Патент СЮИ 9 4244804, кл. 204-180, опублик. 1982.

5. Заявка Японии 9 54-5396, кл. 13(7) 0 44, опублик..16.03.79 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ СУСПЕНÄÄSUÄÄ 1064971 A

ЗИЙ, включающее корпус, между двумя

- вертикальными стенками которого размещена фильтроткань и анод, прикрепленный по периметру эластичным материалом к стенке, выполненной с отверстием для токоподвода, а противо-. положная ей стенка перфорирована- и является катодом, о т л и ч а. ю— щ е е с я тем, что, с целью увеличе.ния производительности, снижения удельных энергозатрат на получение готового продукта и упрощения в об« служивании устройства, последнее снабжено вакуумной камерой, размещенной со стороны катода, и приспоСоблением для регулирования межэлектродЯ ного расстояния, выполненного, в ви- Е де ытока, у которого один конец жест ко закреплен на аноде, а другой, проходящий через отверстие в стенке корпуса, помещен в неподвижную гори- С зонтальную направлянлцую втулку, раз. мещенную вне корпуса, при этом в ано-B де выполнены отверстия с патрубкамн для подачи сжатого воздуха.

1064971

Известно устройство для обезвоживания суспензий под действием электроосмоса, содержащее плоский сетчатый катод, являющийся дном корпуса для исходной суспензии, и подвижный сетчатый анод, погруженный в суспенэию, причем устройство снабжено 60 приспособлениями для удаления осад-,. ка и для перемещения анода относительно катода с- регулировкой расатоя ния между ними Г31. Указанное устройство такие не приспособлено для 65

Изобретение относится к вакуумфильтрованию суспензий с испольэова нием электроосмоса и может найти применение при обогащении полезных ископаемых, в химической и других отраслях промышленности.

Известен аппарат для электроосмотического обезвоживания материалов, включающий корпус, боковая поверхность и дно которого дренированы и ,являются катодом, крышку и анод, выполненный в виде стержней, прикрепленных к,крышке и расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга Ã1 .

Недостатком его является то, что 15 обезвоживаемый-материал находится в неодинаковых условияХ по объему и что за счет происходящей при обезвоживании усадки материала и выделения на аноде газов..образУются g0 трещины, приводящие .к нарушению. электрического контакта. Это не позволяет достичь > низко@ влажности готового продукта по всему объему и ограничивает применение устройства 25 в пределах получения только жидкотекучего готового продукта.

Известно Устройство для обезвоживания суспензий под действием вакуума и электрического поля, содержащее проницаемый для фильтрата катод, являющийся плоской вертикальной стенкой вакуумной камеры и плоский вертикальный анод, причем катод и анод погружейы в бак, заполняемый исходной суспенэией, а анод имеет воэможность вертикального перемецения для удаления, отложившегося, на нем за счет.электрофореза осадка при помощи ножей и ленточных транспортеров Г2 ) . 40

- Недостатком этого устройства явля ется то, что оно не приспособлено для получения готового продукта низкой влажности, поскольку формирую- . щийся на аноде осадок постоянно на- 45 ходится в контакте с перемешиваемой исходной суспензией. Кроме того, устройство имеет низкую производительность, так как получение осадка на аноде эатруднего выделением на 50 последнем газов за счет электролиза . и необходимо поддержание малой величины вакуума. получения готового продукта низкой влаиност и.

Известно также устройство для электроосмотического обезвоживания шламов, содержащее проницаемый для воды катод, анод и приспособления для подачи шлама в межэлектродное пространство, удерживания его в этой зоне и выгрузки, сохранения постоянного пограничного слоя шлама в контакте с катодом, сближения электродов по мере удаления воды (4 g.

Недостатком данного устройства является наличие. в межэлектродном пространстве неудаляемого слоя шлама, находящегося в контакте с катодом: это. сних<ает производительность и увеличивает энергозатраты.

Кроме того, общим недостатком перечисленных устройств является. неэффективное использование перепада давления для удаления воды и уплотнения образующегося осадка, так.как межэлектродные полости, в которых находится обезвоживаемый материал, негерметичиы.:

Наиболее близким к- предлагаемому является устройство для электрооа» мотического обезвоживания суснензии, включающее корпус, между двумя,вер тйкальнцми стенками которого разме-. цена.фильтроткань и анод, прикрепленный цо периметру эластичным материалом к стенке, выполненной с от-: верстием для токоподвода, при этом другая стенка перфорирована и являет ся катодоМ (5). Это устройство при обезвоживании как жидкотекучиях,-так и настообразных суспензий позволяет получать готовый продукт низкой влажности.

Недостатками известного устройст ва являются низкая производительность, высокие энергозатраты и сложность ме ханизации: обезвоживаемый Материал находится в неодинаковых условиях по объему, поэтому для получения заданной средней влажности готового продукта часть его необходимо переобезводить, иэ-за использования избыточного давления повышеннные треба. вания предъявляются к прочности конструкции и надежности уплотнений, это затрудняет создание..агрегата большой-единичной производительности, конструкЩйя устройства определяет необходимость многих вспомогательных операций, включая опрокидывание корпуса для выгрузки готового продукта, механизация которых требует соответствующего количества приводов.

Цель изобретения -. увеличение производительности,.снижение удельных энергозатрат на получение готово.

ro продукта и упрощение в обслуживайии устройства.

1064971

Пост авлен ная цель достигает ся тем, что известное устройство для электроосмотического обезвоживания суспензий, включающее корпус, между . .двумя вертикальными стенкаМи которого размещена фильтроткань и анод,:. прикрепленный по периметру эластич- ным материалом к стенке, выполненной с отверстием для токоподвода, при этом другая стенка лерфорирована и является катодом, снабжено вакуум-,10 ной камерой, размещенной со сторонй катода, и приспособлением для регу-. лирования межэлектродного расстояния, выполненного в виде штока, у которого один конец жестко закреплен на аноде, 15

: а друГой, прохсщящий через отверстие

:в стенке корпуса,. помещен в неподвижную горизонтальную направляющую:втулку, размещенную вне корпуса, при этом и аноде выполнены отверстия с патрубкайи для подачи сжатого воздуха.

На чертеже изображено устройство, вертикальный,: разрез, устройство содержит перфорированный катод 1, обтянутый фильтрот-канью

2,:который является плоской верти- кальной::стенкой вакуумной камеры. 3, плотно прижимаемую к катоду 1 стенку .4 о отверстием для токоподаода 5, цл вертикальный анод 6, снабженный отверстияМи 7 с патрубками 8. для подвода сжатого воздуха, эластичную пленку 9, посредством которой анод 6 по периметру крепится к стенке 4, приспособление для регулирова-..з5 ния межэлектродного расстояния между анодом 6 и катодом 1 в виде неподвижной горизонтальнои направляющей втулки 10 и охватываемого ею штока

11, жестко црикрепленного к аноду 6. 40

Имеется также снабженный клапаном 12 патрубок 13 для ввода исходной ñóñпензии и пневмопривод 14 стенки 4.

Кроме. того, имеется система коммутации (на чертеже не показана), обес 45 печиваюцая подключение катода 1 .и анода 6 к источнику выпрямленного тока, вакуумной камеры 3 к источнику aakyyMa и сжатого воздуха, патрубков 8 к источнику сжатого воздуха.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении стенка 4 . .пневмоприводом 14 плотно прижата к катоду 1. При открытом кл е 12. 55. через патрубок 13 в пространство между катодом 1 и анодом 6, ограниченное по периметру стенкой 4 и элас тичной мембраной 9, подают заданное

:.количество исходной суспензии. За- 60 тем закрывают клапан 12, включают вакуум и подают напряжение на электроды. Под действием вакуума анод

6 поступательно движется к катоду 1, при этом эластичная мембрана 9 деформируется, а жестко прикрепленный к аноду 6 шток 11 перемещается в неподвижной направляющей втулке .10, между электродами подцерживается равномерный зазор. При движении анс да 6 к катоду 1 суспензия равно.— мерно раздазливается по всей площади электродов, воздух откачивается в вакуумную камеру 3 и происходит процесс злектроосмотического вакуумфильтрования, в результате которого образуется плотный осадок с низкой влажностью - готовый продукт . По окончании обезвоживания отключают напряжение и с помощью йневмопривода 14..отводят стенку 4 от катода 1.

Одновременно через патрубки 8 в отверстия 7 подают сжатый воздух, который способствует быстрому отведению анода 6 от слоя осадка, удерживаемого вакуумом на поверхности фильтроткани 2. После отведения стен ки 4 с анодом б от катода 1 включают вакуум и кратковременную отдувку, при этом -готовый продукт отделяется от фильтроткани и обрушивается вниз в приемную емкость или на транс портер. Затем с помощью нневмопривода 14 стенку 4 плотно прижимают к катоду 1 и производят следующий цикл рабрты устройства.

Наличие герметичной полости, ограниченной катодом, анодом, эластич-. ной пленкой и стенкой, позволяет эффективно использовать создаваемый вакуумом перепад давления и явление. электроосмоса.и получать готовый продукт низкой влажности нри обезвоживании как жидкотекучих, так и пастообразных суспензий. Наличие плоских электродов и приспособления для подцержания равномерного зазора между ними обеспечивает обезвоживание материала в тонком равномерном слое, что уменьшает удельные энергозатраты, а вертикальное расположение электродов и снабжение анода отверотиями с патрубками для подвода сжатого воздуха позволяет сократить продолжительность вспомогательных операций и увеличить производительность. Применение в предлагаемом устройстве вакуума вместо избыточного давления позволяет упростить уплотнение между крышкой и катодом, а в целом отличительные признаки устройства обеспечивают упрощение механизации его работы.

Экспериментальный образец предлагаемого устройства имел диаметр катоца 250 мм, площадь фильтра

4,2 10= м2, диаметр штока 20 мм, длину втулки 100 мм, ход пневмопривода 50 we, диаметр поршня 50 мм, диаметр загрузочного патрубка

20 мм. В аноде выполнено одно отверстие диаметром 2 мм с патрубков для подвода сжатого воздуха. В ка1064971

ВНИИПИ Заказ 10920/5 Тираж 687 Подписное филиал ППП "Патент", Г. Ужгоркщ, ул. Проектная, 4

1 честве эластичной пленки использовалась вакуумная резина толщиной 2 мм. Обезвоживалась суспензия свинцового концентрата Кентауской

ОФ, содержание твердого 60 мас.Ъ, крупность 39% кл - 44 мкм. Режим обезвоживания: объем порции 0,84 л, начальный зазор между электродами

20 мм, напряжение 50 В, вакуум

0,6 10 .Па,.давление сжатого воздуха (2- )х10 Da, при отдувке, i0

0,5 10 Ily. Продолжительность рабочего цикла 7,5 мин, в том числе загрузки 1 мин, обезвоживания 4,5мин.

Показатели обезвоживания : вла>хность готового продукта 15%, удельная 15 производительность 0,49 т/м ч, удельные энергозатраты на электроосмос 15,8 кВт/ч/т, на вакуум

7,8 кВт/ч/т, удельный расход сжатого воздуха 0,3 м /т.

Экспериментальный образец испытывался также на других суспензиях, всего было поставлено более 500 опытов. Испытания показали простоту в обслуживании и высокую надежность устройства; готовый продукт легко отделяется как от анода, так и от катода, достигается равномерная влажность по всей площади фильтра, доля материала, прилипающего в местах крепления эластичной пленки к крышке, невелика и не влияет на показатели работы, все операции рабочего цикла механизированы. В лабораторных условиях был испытан образец устройства-прототипа, имекщий диаметр корпуса 150 мм, высоту 50 мм. Основные показатели обезвоживания суспензии свинцового концентрата: влажность готового продукта 153, удельная производительность 0,32 т/м-;ч, удель2 ные энергозатраты на электроосмос

28„4 кВт .т/ч, Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет большую эффективность обезвоживания (удельная производительность выше íà 0, 17 т/м :ч или на 53%, удельные энергозатраты на электроосмос ниже на 12,6 кВт".ч/т, или на

44%) . Кроме того, упрощена .. механизация, поскольку облеГчается уплотнение герметичных соединений и исключается ряд вспомогательных. операций, в частности, опрокидывание корпуса.