На горнодобывающих и обогатительных предприятиях обезвоживание концентрата или хвостов, поступающих после флотации или других этапов обогащения, — критически важный этап производства. Этот этап обычно выполняется методом вакуумной фильтрации, и правильный подбор вакуумного насоса напрямую влияет как на эффективность фильтрации, так и на эксплуатационные затраты. В этой статье мы разберём, как работает вакуумная фильтрация в горнодобывающей отрасли и какие факторы нужно учитывать при выборе правильного насоса.
Содержание
- Как работает вакуумная фильтрация в горнодобывающей отрасли?
- Какие типы фильтров используются при вакуумной фильтрации?
- Почему минеральная фильтрация требует большого объёма, а не глубокого вакуума?
- Как площадь фильтра и потребность в воздухе определяют производительность насоса?
- Как твёрдые частицы в фильтрате могут повлиять на насос?
- Какая серия насосов подходит для фильтрации в горнодобывающей отрасли?
- Какие данные передавать технической службе Gücüm Pompa при выборе насоса?
- Часто задаваемые вопросы
Как работает вакуумная фильтрация в горнодобывающей отрасли?
При вакуумной фильтрации суспензия, состоящая из твёрдых частиц и жидкости, подаётся на пористую фильтровальную ткань. Вакуум, приложенный под тканью, вытягивает жидкость вниз через неё; при этом твёрдые частицы накапливаются на поверхности ткани, образуя слой осадка (кек). Откачиваемая жидкость (фильтрат) отделяется в приёмном баке до того, как достигнет вакуумного насоса.
Этот процесс применяется в горнодобывающей отрасли для снижения влажности концентрата или хвостов до уровня, приемлемого для последующих этапов сушки или транспортировки. По сравнению с механическим прессованием или термической сушкой вакуумная фильтрация обеспечивает обезвоживание при меньших энергозатратах, особенно для больших объёмов материала.
Какие типы фильтров используются при вакуумной фильтрации?
К распространённым типам вакуумных фильтров в горнодобывающей отрасли относятся барабанные вакуум-фильтры, дисковые фильтры и горизонтальные ленточные фильтры. В барабанных фильтрах вращающийся барабан, частично погружённый в суспензию, непрерывно улавливает твёрдые частицы и откачивает жидкость через фильтровальную ткань на своей поверхности; дисковые фильтры реализуют тот же принцип на нескольких вращающихся дисках для более компактной компоновки.
Горизонтальные ленточные фильтры обычно предпочитают для более крупнозернистых или быстро фильтрующихся материалов, и они позволяют легче промывать поверхность фильтра. Каждый тип фильтра требует своей площади поверхности и, соответственно, своей производительности вакуумного насоса.
Почему минеральная фильтрация требует большого объёма, а не глубокого вакуума?
В большинстве применений минеральной фильтрации ни фильтровальная ткань, ни слой осадка на ней не являются полностью герметичными; определённое количество «ложного воздуха» непрерывно поступает в систему через поверхность фильтра во время откачки фильтрата. В результате вакуумная фильтрация, как правило, не требует очень глубокого вакуума; при этом из-за большой площади поверхности фильтров общий объём воздуха, который нужно непрерывно откачивать, довольно велик.
Это повторяет инженерную логику, рассмотренную в статье «Где применяются одноступенчатые жидкостно-кольцевые насосы большой производительности?» на примере бумагоделательной машины: объём важнее глубины. Подбор насоса должен следовать тому же приоритету.
Как площадь фильтра и потребность в воздухе определяют производительность насоса?
Требуемая производительность насоса для вакуумного фильтра рассчитывается исходя из площади поверхности фильтра (м²) и потребности в воздухе на единицу площади. Пористость, толщина и влажность слоя осадка напрямую влияют на воздухопроницаемость на единицу площади: более пористый или тонкий осадок означает больше ложного воздуха и, следовательно, более высокую требуемую производительность насоса.
Этот расчёт обычно выполняет производитель фильтра применительно к конкретному типу фильтра и характеристикам материала; подбор вакуумного насоса затем строится на основе этой рассчитанной потребности в воздухе. Данные о потребности в воздухе от производителя фильтра служат основной точкой отсчёта для определения правильной производительности насоса.
Как твёрдые частицы в фильтрате могут повлиять на насос?
Минеральные частицы в горнодобывающих процессах, как правило, более абразивны, чем технологические потоки во многих других отраслях. Мелкие твёрдые частицы, взвешенные в фильтрате, при попадании внутрь вакуумного насоса могут со временем вызывать износ поверхностей ротора и корпуса.
Чтобы предотвратить этот риск, фильтрат перед поступлением к насосу пропускают через приёмный бак (вакуумный ресивер) или сепаратор циклонного типа, отделяя большую часть жидкости и твёрдых частиц от воздушного потока. Правильно рассчитанный приёмный бак одновременно защищает насос от абразивного износа и обеспечивает надёжную долгосрочную работу системы.
Какая серия насосов подходит для фильтрации в горнодобывающей отрасли?
Учитывая типичный профиль минеральной фильтрации — большой объём при умеренной глубине вакуума, — одноступенчатая серия GMVT/GMPT производства Gücüm Pompa может рассматриваться как подходящий вариант для такого применения; согласно каталогу, эта серия достигает производительности 650–12 000 м³/ч и уровня вакуума 40–100 мбар.
Горнодобывающая отрасль относится к секторам, которые обслуживает Gücüm Pompa; по задачам конкретных проектов фильтрации можно обратиться в техническую службу Gücüm Pompa. Точный подбор модели должен основываться на данных о потребности в воздухе от производителя фильтра и реальных условиях процесса.
Какие данные передавать технической службе Gücüm Pompa при выборе насоса?
Для правильного выбора насоса рекомендуется передать технической службе Gücüm Pompa следующие данные: площадь поверхности фильтра (м²), потребность в воздухе на единицу площади от производителя фильтра, целевой уровень вакуума, содержание твёрдых частиц и их размер в фильтрате, а также производительность имеющегося приёмного бака или сепаратора.
Когда эти данные становятся понятны, появляется возможность определить как правильно подобранную по производительности серию насоса, так и, при необходимости, дополнительные меры защиты от износа.
Часто задаваемые вопросы
Какого уровня вакуума достаточно для вакуумной фильтрации?
Для большинства применений минеральной фильтрации достаточно умеренного вакуума; точное значение зависит от типа фильтра, характеристик осадка и фильтрационного поведения материала. За точным требованием следует обращаться к данным производителя фильтра.
Нужен ли особый насос для абразивных материалов?
Если фильтрат перед поступлением к насосу проходит через приёмный бак или сепаратор, удаляющий большую часть твёрдых частиц, обычно достаточно стандартного жидкостно-кольцевого насоса. В случаях с очень высокой абразивностью рекомендуется проконсультироваться с технической службой Gücüm Pompa о дополнительных защитных мерах.
Растёт ли производительность насоса линейно с увеличением площади фильтра?
Это общая тенденция, но поскольку на неё также влияют характеристики осадка и доля ложного воздуха, точную зависимость следует определять по расчёту потребности в воздухе от производителя фильтра.
Стоит ли выбрать двухступенчатый насос вместо одноступенчатого?
Как отмечалось в статье «Что выбрать: одноступенчатый или двухступенчатый жидкостно-кольцевой вакуумный насос?», двухступенчатая конструкция оптимизирована под более глубокий вакуум. Поскольку минеральная фильтрация обычно приоритизирует объём, а не глубину, одноступенчатая серия — более подходящий выбор для большинства применений.
