Установка для переработки отходов слюдопластового производства (стр. 6 из 21)

Пульпа через колосники и отверстия в решетке попадает в нижние секторы между диафрагмой и крышкой. При вращении барабана секторы поднимаются вверх, а находящаяся в них пульпа стекает в выводную цапфу и удаляется из измельчителя.

Рисунок 2.4.9. Разрез барабанной мельницы мокрого помола: 1 - улитковый питатель; 2 - загрузочный вкладыш; 3 - подшипник; 4 -передняя крышка с цапфой; 5 - барабан; 6 - броневые плиты; 7 - люк; 8 - колосники; 9 - решетка диафрагмы; 10 - ребра решетки; 11- кольцо; 12 - болты; 13 - выводной вкладыш; 14 - центральная труба; 15 - задняя крышка; 16 - венцовая шестерня

Уровень пульпы в барабане, из которого она начинает переливаться в секторы, регулируется закрытием или открытием отверстий в решетке. Если в решетке открыты все отверстия, то в секторы попадает пульпа из самых нижних слоев материала в барабане. Если же в решетке все отверстия закрыты, то пульпа может выходить только через центральное отверстие в диафрагме и трубу 14. Следовательно, в этом случае уровень пульпы должен подниматься выше нижней точки центрального отверстия. Открытие и закрытие отверстий в решетке, а также очистку этих отверстий и колосников производят через люки, предусмотренные в крышке. Колосники устанавливают на решетке так, что во время вращения барабана они могут перемещаться в радикальном направлении и таким образом самоочищаться. Загрузку шаров в мельницу и их выгрузку производят через люки 7.

Исходный материал вместе с определенным объемом жидкости поступает в специальный приемный короб, устанавливаемый под улитковым питателем. Днище короба имеет цилиндрическую форму с радиусом цилиндра, несколько большим радиуса вращения крайней точки черпака питателя. При вращении барабана вместе с ним вращается и питатель, захватывая черпаком пульпу из короба. Зачерпнутая питателем пульпа по улитке проходит через загрузочный вкладыш 2 в зону измельчения, а измельченный материал также в виде пульпы, пройдя разгрузочную диафрагму и выводной вкладыш 13, выходит из мельницы. Мельницы этого типа работают в замкнутом цикле с гидравлическими классификаторами. [2]

2.5 Классификация

Измельчение слюды осуществляется в замкнутом цикле, т.е. материал неоднократно проходит через барабанную мельницу. Измельченный материал из мельницы поступает в классификатор, где из продукта выделяются частицы материала размерами больше допустимого предела, которые возвращаются в ту же мельницу. Частицы размером 315 мкм и меньше удаляются в слив и далее поступают в центрифугу, а частицы с размером больше 315 мкм возвращаются обратно на доизмельчение в мельницу.

Аппаратами для гидравлической классификации являются спиральные классификаторы и гидроциклоны. Первые применяются преимущественно в первой из двух или трех стадий измельчения при небольшой и средней производительности измельчительных переделов. Гидроциклоны могут устанавливаться как в первой, так и во второй стадиях измельчения, а также при доизмельчении продуктов. Гидроциклоны, используемые в качестве классификаторов, обеспечивают то же качество разделения, что и механические классификаторы, но имеют большую производительность. Достоинства гидроциклонов: высокая производительность, отсутствие движущихся частей, компактность, простота и легкость обслуживания, относительно небольшая стоимость. Выбираем в качестве классификатора гидроциклон.

Выбор типоразмеров классифицирующих аппаратов определяется принятой схемой измельчения и производительностью. При выборе гидроциклонов так же необходимо учитывать следующее:

· гидроциклоны большего диаметра надежнее в эксплуатации, чем гидроциклоны малого диаметра. Гидроциклоны диаметром 710 мм и более рекомендуются для классификации материала по граничной крупности 100

150 мкм;

· давление «Р₀» пульпы на входе в гидроциклон при работе последнего в открытом цикле должно быть не менее 0,04 МПа, а для гидроциклонов, работающих в замкнутом цикле - не менее 0,08 МПа. [14]

Исходная пульпа подается в гидроциклон под давлением через питающую насадку 2, установленную тангенциально непосредственно под крышкой аппарата. Пески разгружаются через песковую насадку 3, а слив - через сливной патрубок 4, расположенный в центре крышки и соединенный со сливной трубой 5 непосредственно или через сливную коробку 6 (рисунок 2.5.2).

Рисунок 2.5.2. Гидроциклон: 1 - цилиндроконический сосуд; 2 - питающая насадка; 3 - песковая насадка; 4 - сливной патрубок; 5 - сливная труба; 6 - сливная коробка

Возникающая при вращении пульпы благодаря тангенциальной подаче питания центробежная сила выводит частицы из потока к наружной стенке циклона. Поскольку скорость радиальной миграции частиц пропорциональна плотности частиц и их диаметру в квадрате, то более крупные и более тяжелые частицы успевают выйти из ядра потока, а мелкие, в основной своей массе, остаются в ядре потока. В результате крупная фракция частиц выгружается через песковую насадку, а слив - через сливной патрубок и сливную трубу.

2.6 Центрифугирование

После процессов измельчения и классификации слюдяная пульпа подлежит центрифугированию - разделению в поле центробежных сил. Слюда имеет слишком высокую влажность, поэтому перед подачей в сушилку необходимо произвести отжим и снизить влажность процентов до 30. Процесс центрифугирования проводится в аппаратах, называемых центрифугами. По принципу разделения различают осадительные О, фильтрующие Ф, комбинированные К центрифуги и разделяющие сепараторы Р; по конструктивному признаку - горизонтальные Г, вертикальные В, подвесные с верхним приводом П, маятниковые М; по способу выгрузки осадка - ручная через борт Б, ручная через днище Д, саморазгружающаяся-гравитационная С, ножевая Н, шнековая Ш, вибрационная В. Выбор типа промышленной центрифуги, если неизвестен ее аналог, работающий в промышленности на том же продукте, производится на основе анализа технологических требований, предъявляемых к процессу разделения, свойств суспензии и осадка, мощности производства. В основу такого анализа положен опыт промышленной эксплуатации центрифуг.

Влияние свойств суспензии на выбор типа центрифуги показано в таблице 2.6.1.

Таблица 2.6.1 Влияние свойств суспензии и осадка на выбор типа центрифуги

Тип центрифуги	Концентрация суспензии х, %	Минимальный размер частиц σ, мкм	Скорость осаждения, ω₀∙10³, мм/с	∆ρ, кг/м³	Осадок зернистый, рыхлый	Осадок уплотняющийся мажущий	Осадок тексотропный	Хорошая растворимость твердой фазы	Плохая растворимость твердой фазы	Нерастворимая твердая фаза
ОМД ОГШ ОГН	5-30 1-50 5-30	1 5 1	2-50 >10 2-50	>50 >200 >50	+	+	+	+	+	+
ФМД	>5	10	Не регламентируется	+	+	+
ФМД ФПД	>5	10			+
ФМН ФГН	10-40	30					спец.	спец.
ФГШ ФВШ ФГП	15-50 15-50 20-50	150					+	спец.

Как видно из таблицы 2.6.1, пульпу с концентрацией 50% способны разделять следующие центрифуги: ОГШ, ФГШ, ФВШ, ФГП. Но последние три модели центрифуг не подходят для данного технологического процесса. Минимальный размер частиц, которые способны отделить эти центрифуги, равен 150 мкм, что недопустимо, так как большая часть измельченной слюды имеет еще меньший размер и прямиком отправится в слив. ОГШ напротив способна разделять частицы до 5 мкм. И по всем остальным критериям, приведенным в таблице 2.6.1, центрифуга ОГШ подходит, поэтому выбираем ее для процесса отжима слюдяной пульпы.

В таблице 2.6.2 приведены основные факторы, влияющие на выбор размера центрифуги. [13]

Таблица 2.6.2 Влияние заданной производительности на выбор типоразмера центрифуги

Производительность		Индекс центрифуги
по суспензии, м3/ч	по осадку, т/ч	Индекс центрифуги
1-5	0,15-0,5	ОМД-80; ОГШ-35; ФГН-63; ФГН-90; ФМД-80; ФМБ-80; ФМБ-120; ФМД-120; ФПН-100; ФПД-120
5-15	0,5-3,0	ОГШ-35; ОГШ-50; ОГН-180; ФГН-90; ОГН-90; ФГН-125; ФВШ-35; ½ ФГП-40; ½ ФГП-63
15-25	3-6	ОГШ-5; 20ГН-220; ФГШ-35; ФГШ-40; ФГН-180; ½ ФГП-80
>25	>6	ОГШ-63; ОГШ-80; ФГН-200; ½ ФГП-120

Как уже говорилось выше, при производстве слюдопластовой бумаги образуется 2 тонны слюдяной пульпы в сутки, с учетом того, что ее влажность составляет 50%, а центрифугирование проводится до влажности 30%, производительность по осадку будет равна 1,43 т/сут. В сутки установка по переработке отходов работает 7 часов, поэтому часовая производительность равна 0,2. Слюда флогопит является среднеабразивным материалом - это также следует учитывать, центрифуга ОГШ допускает абразивные свойства твердой фазы. Таким образом, предварительно выбираем одну из центрифуг ОГШ с небольшой производительностью - ОГШ-35.