Металлургическая гидроаппаратура: Конспект лекций (Выщелачивание в гидрометаллургии. Аппараты и схемы для разделения суспензий), страница 24

V2 + 2VK1 = K2t

где:  V - удельная производительность фильтра, т.е. объем фильтрата, про­шедший через 1м2 поверхности за время t, м32;  

K1 - константа фильтрации, характеризующая гидравлическое сопротивление фильтрующей среды

K2 - константа фильтрации, учитывающая режим процесса фильтрации и физико-химические свойства осадка и жидкости;

t - продолжительность фильтрации,  час.

Константы К1 и К2, как правило, определяются опытным путем или по данным практики.

Скорость фильтрации –  величина переменная, может быть определена дифференцированием основного уравнения фильтрации

      

          (м23.час).

Центрифугирование

Наиболее интенсивным способом разделения суспензии или пульп следует считать центрифугирование, где процесс разделения происходит за счет центробежных сил, величины которых в современных центрифугах достигают больших значений.

По технологическому назначению центрифуги можно классифицировать на фильтрующие, отстойные и сепарирующие иди осветительные. Любая центрифуга состоит из двух основных частей: ротора (для фильтрующих центрифуг - дырчатый барабан или корзина, для отстойных и сепарирующих  - сплошной барабан) и вала, через который передается вращение ротору.

Основным показателем работы центрифуги является фактор разделе­ния - отношение центробежного ускорения к ускорению силы тяжести:

где:   r - радиус барабана;   w - угловая скорость вращения барабана, равная     или  где:  n - число оборотов (при условии, что ускорение силы тяжести g = 9,31  приблизительно равно p2 = 9,86).

По фактору разделения все центрифуги разделяются на нормальные       (F £ 3000) и сверхцентрифуги (F > 3000).

В настоящее время  сверхцентрифуги не находят применения в производстве глинозема, однако их следует рассматривать как перспективный аппарат.

Нормальные центрифуги подразделяются на периодически и непрерывно действующие и классифицируются по способу разгрузки (с ручной или гравитационной выгрузкой, автоматические с ножевой выгрузкой, со шнековой, пульсирующим поршнем или с центробежной выгрузкой).

Для разделения средне- и грубодисперсных суспензий успешно при­меняются трехколонковые вертикальные центрифуги о ручной разгрузкой. Они выпускаются отстойного и фильтрующего действия одинаковых типо­размеров  с изменением лишь устройства ротора. Центрифуги нормализованы с диаметром ротора от 600 до 1500 мм. Для центрифуг диаметром 1200-1500 мм характерна меньшая скорость и  фактор разделения у них 430-615.

Более распространены в промышленности подвесные вертикальные центрифуги с нижней или гравитационной выгрузкой периодического дей­ствия. Основным преимуществом этого типа центрифуг является способ­ность самопроизвольно принимать строго горизонтальное положение бла­годаря тому, что верхней конец вала крепится в шарнирных подшипниках опорного стана, который закреплен в каркасе. Расположение шарнирной опоры выше центра тяжести ротора позволяет системе самоцентрироваться. Для лучшей амортизации опора снабжается резиновыем буфером. Крепление ротора центрифуги  к ступице вала осуществляется при помощи спиц. Ок­но между спицами, соединяющими ступицу с днищем ротора, закрывается конусом, который во время разгрузки поднимается вверх по валу.

Отечественная промышленность выпускает подобные центрифуги с диаметром ротора 1000 и 1200 мм соответственно, фактор разделения у них 1180  и 615.

Самозагружающаяся (гравитационная разгрузка) центрифуга имеет коническое днище, причем угол наклона конуса больше угла естественного откоса образующегося осадка, из-за чего осадок после остановки центри­фуги падает вниз.

Подвесные центрифуги успешно применяются в тех случаях, когда не­допустимо разрушение частиц твердого осадка. Отстойные центрифуги по­добного типа применяют для мелкодисперсных осадков. Промышленность Германии  выпускает подобные конструкции центрифуг с диаметром мотора 1250 мм, высотой 716-1050 мм, скоростью вращения 920-1450 об/мин и мощностью двигателя 17-33 кВт. Эти центрифуги обладают повышенной производитель­ностью, т.к. снабжены программным управлением и автоматические. Они мо­гут быть использованы в поточных линиях.