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, м³/м²;  

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

      

          (м²/м³.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.