Способ обезвоживания суспензий

 

Изобретение относится к процессам разделения твердой и жидкой фаз суспензии , может быть использовано в химической , горной и металлургических отраслях промышленности и позволяет увеличить производительность процесса, снизить влажность сгущенного продукта и у.меньшить содержание твердого в.жидкой фазе. Обезвоживаемую суспензию обрабатывают флокулянтом - раствором полимера, концентрацию которого рассчитывают по формуле C A-m-f / pqD/KT где С - концентрация раствора полимера, m - масса звена полимера, кг; 1 - длина звена полимера , м; р - плотность частиц твердой фазы суспензии, кг/м ; Т - температура суспензии , К; D - средний диаметр стиц твердой фазы суспензии, м; g - ускорение свободного падения 9,8 К - постоянная Больцмана, 1,38-10 Дж/К; А - эмпирическая константа, 10-30. 3 табл. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU, 1421 (59 4 01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4047088/31-26 (22) 31.03.86 (46) 07.09.88. Бюл. № 33 (72) П. Г. Беленький, А. Ю. Бойко, Б. С. Лахтер, А. А. Литманович, И. М. Паписов и М. Е. Певзнер (53) 663.632.53 (088.8) (56) Небера В. П. Флокуляция минеральных суспензий. — М.: Недра, 1983, с. 26 — 35.

Патент Великобритании № 1230166, кл. В 01 D 21/Ol, 1971. (54) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ СУСПЕНЗИЯ (57) Изобретение относится к процессам разделения твердой и жидкой фаз суспензии, может быть использовано в химической, горной и металлургических отраслях промышленности и позволяет увеличить производительность процесса, снизить влажность сгущенного продукта и уменьшить содержание твердого в.жидкой фазе. Обезвоживаемую суспензию обрабатывают флокулянтом — раствором полимера, концентрацию которого рассчитывают по формуле

С=А. m. 1 (pqD/ÊT ", где С вЂ” концентрация раствора полимера, кг/м ; гп — масса звена полимера, кг; 1 — длина звена полимера, м; р — плотность частиц твердой фазы суспензии, кг/м ; Т вЂ” температура суспензии, К; D — средний диаметр "стиц твердой фазы суспензии, м; g — ускорение свободного падения 9,8 м/с ; К вЂ” постоянная Больцмана, 1,38.10 " Дж/К; А — эмпирическая константа, !Π— 30. 3 табл.

1421369

Формула изобретения

Изобретение относится к процессам разделения твердой и жидкой фаз суспензий и может быть использовано в химической, горной и металлургической отраслях промышленности.

Целью изобретения является снижение влажности сгущенного продукта и уменьшение содержания твердого в жидкой фазе.

Пример 1. В лабораторных условиях определяют эффективность фильтрования суспензии сгущенного материала сгустителя

«Сала» (содержание твердого 27%, плотность частиц твердой фазы р=2800 кг/м, средний диаметр частиц D=12,8 мкм) при дозировке флокулянта 50 г/т и различных концентрациях его раствора, определяемых из соотношения

С=А m. g (1 < )"

КТ где С вЂ” концентрация раствора полимера, кг/м ;

m — масса звена полимера, кг;

1 — длина звена полимера, м; р — плотность частиц твердой фазы суспензии, кг/м ;

Т вЂ” температура суспензии, К;

D — средний диаметр частиц твердой фазы суспензии, м;

g — ускорение свободного падения, 9,8 м/с, К вЂ” постоянная Больцмана, 1,38 )() !О" Дж/К;

А — эмпирическая константа, 10 — 30.

В качестве флокулянта используют полиакриловую кислоту (масса звена m=0,072:

: 6,02 ° 10" = 1,2.10" кг, длина звена

=2,51 ° 10 " м). К 1 л суспензии добавляют рассчитанное количество раствора флокулянта, перемешивают в течение 20 с и фильтруют на воронке Бюхнера через капроновую фильтроткань при разрежении

560 мм рт. ст., фиксируя время фильтрования (т, ), до исчезновения «зеркала». Образовавшийся слой фильтрационного кека снимают и определяют влажность продукта высушиванием до постоянного веса, содержание твердого в жидкой фазе, производительность процесса.

Расчет концентрации осуществляют следующим образом:

Х

10 25 (2 51 10 10) 5/ X (2800 9,8 1,28 ° 10 ) 9=1,37 к /м»

1,38 10 293

В табл. 1 представлены результаты фильтрования при различных концентрациях раствора флокулянта, в том числе при запредельных значениях эмпирической константы А и при концентрации, соответствующей известному способу.

Пример 2. В промышленных условиях определяют эффективность фильтрования раз5

50 грузки радиальных сгустителей (содержание твердого 35%, р=2800 кг/м, D=100 мкм).

Растворы флокулянта (полиакриловая кислота) различной концентрации подают в питание дисковых вакуум-фильтров типа

ДУ-51. Для определения производительности с конвейера отбирают и взвешивают кек, полученный за единицу времени. Кроме того, в каждом режиме отбирают средние пробы питания для определения содержания в нем класса — 44 мкм и кека для определения влажности и содержания класса

44 мкм. Расчет по соотношению (1) аналогичен выполненному в примере 1, только подставлено другое значение D. Результаты испытаний приведены в табл. 2 (во всех опытах расход флокулянта составляет 50 г/т).

Пример 8. По примеру 2, только в качестве питания вакуум-фильтров используют смесь разгрузки радиального сгустителя и сгущенного материала сгустителя «Сала» в соотношении 3:1 по массе твердой фазы (содержание твердого 28%, D=78,2 мкм).

Результаты приведены в табл. 2.

Пример 4. Аналогичен примеру 1, но обезвоживают суспензию апатитового флотоконцентрата (содержание твердого 25%, плотность частиц твердой фазы р=2700 кг/M» средний диаметр частиц Р=50 мкм). В качестве флокуля нт а ис пользуют полимерный амин — полидиметилдиаллиламмоний хлорид (масса звена m = 161,5. 10 :

:6,02 10" = 2,68.10 " кг, длина звена =4,10 10 " м). Расчет по соотношению (1) ан логичен выполненному. в примере 1 с подстановкой указанных характеристик суспензии и флокулянта.

1 л суспензии помещают в мерный цилиндр емкостью 1 л, дозируют 50 г/т флокулянта в виде растворов различных концентраций, перемешивают шестью опрокидываниями цилиндра и определяют скорость осаждения по . изменению во времени положения границы осветленного слоя. Через

40 мин отсифонивают 500 мл осветленной жидкой фазы и определяют в ней содержание взвешенных частиц твердой фазы.

Результаты представлены в табл. 3.

Из данных примеров и табл. 1 — 3 следует, что предлагаемый способ позволяет увеличить производительность процесса при одновременном улучшении качества продуктов разделения суспензии, сокрашении потерь ценных компонентов с жидкой фазой.

Способ обезвоживания суспензий, включающий обработку флокулянтом — раствором полимера, сгущение и отделение сгущенного продукта от жидкой фазы, отличаюшийся тем, что, с целью повышения

1421369

m—

f—

P—

D—

Т а бл и ца 1

Концентрация раствора флокулянта,,/мз

Производительность, т/ч

Влажность сгущенного

Содержание твердого в жидкой фазе, г/л

Опыт продукта, мас.Е

2,5

34,1

1,02

Прототип

9,62

34,0

1,13

13,7

3,33

29,3

27,5

4,88

30,2

41,2

3,19

31,2

45,3

0,99

35,0

Таблица 2

Содержание твердого в жидкой фазе, г/л

Влажность сгущенного

Произво дитель— ность т/ч

Концентрация раство ра флокулянта, ./ з

Опыт

Пример продукта, мас./

3,40

17,2

7,2

2,5

Прототип

17,0

3,55

7,3

15,2

16,0

2,15

12,8

21,7

14,6

2,05

15,3

43,5

2,00

13,6

15,1

65,2

18,0

3,20

6,5

71,7

8,95

18,0

2,5

3,1

Прототип

17,8

8,65

13,6

3,1

6,40

16,5

5,8

19,5

3 производительности, снижения влажности сгущенного продукта и уменьшения содержания твердого в жидкой фазе, концентрацию раствора полимера определяют по формуле

C=A. m. Г5/з — У--) /э

КТ где С вЂ” концентрация раствора полимера, кг/Ms i

А — эмпирическая константа, 10 — 30; масса звена полимера, кг; длина звена полимера, м; плотность частиц твердой фазы суспензии, кг/м; ускорение свободного

9,8 м/с, средний диаметр частиц твердой фазы суспензии, м; постоянная Больцмана, 1,38 )(10-зз Д температура суспензии, К.

0,845

0,762

0,246

0,280

0,262

0,827

1421369

Продолжение табл. 2

4 ) 5 ) 1 ) 1

6 7

1 2 3

6 )55

16,0

11,5

39,0

6,20

16,6

58,4

8,1

64,3

9,50

20,5

4,5

Таблица 3

Снижение взвеОпыт

191

1,14

2,5

1 Прототип

1,20

177

10,9

1,84

121

15,5

1,96

31,1

1,88

46,6

1,02

350

51,3

Составитель А. Скороход

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор M. Максимишинеп

Заказ 4359/5 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Концентрация раствора флокулянта,, ./мз

Скорость осаждения, м/ч шенных частиц в осветленном слое, мг/л