Тема 6.2 Центрифуги

Центрифуга (от лат. centrum — средоточие, центр и fuga — бегство, бег) – машина для разделения пульп (суспензий) на твёрдую и жидкую фазы под действием центробежной силы. Предназначена для получения обезвоженного продукта (осадка) и жидкой фазы (фугата).

Центрифугу применяют в горной промышленности при обогащении полезных ископаемых для обезвоживания мелких классов частиц (шламов, продуктов флотации, концентратов, промышленных продуктов и др.) или разделения частиц по крупности.

По характеру процессов, протекающих при центрифугировании, центрифугу разделяют на фильтрующие (рис. 33) и осадительные (рис. 34); по виду выгрузки осадка — на центрифугу с вибрационной (рис. 35), шнековой и центробежной выгрузкой.

Рисунок 33

Центрифуги оснащены перфорированными роторами конической (преимущественно в фильтрующих центрифугах) или цилиндрической (в осадительных центрифугах) конфигурации, расположенными вертикально либо горизонтально.

В процессе фильтрования на центрифуге выделяют 3 периода: образование осадка (собственно фильтрование), его уплотнение и механическая отсадка.

Осадок выгружается под воздействием вибрации ротора или с помощью шнека.

В шнековой осадительной центрифуге после осаждения частиц осадок транспортируется витками шнека по ротору и обезвоживается после выхода. Фугат стекает вдоль спирального шнекового канала в зону осаждения. В центрифуге со шнековой выгрузкой осевая скорость перемещения осадка определяется относительной частотой вращения шнека, средним диаметром ротора, шагом шнека.

В центрифуге с вибрационной выгрузкой средняя скорость движения осадка в роторе зависит от частоты амплитуды его колебаний, диаметра, угла наклона образующей к оси вращения, частоты вращения, а также плотности и коэффициент внешних трения исходного и обезвоженного продуктов. Размер граничного зерна при работе центрифуги на угольных шламах 0,04-0,08 мм, на рудных пульпах — 0,005-0,03 мм.

Рисунок 34

Использование центрифуги обеспечивает высокую интенсивность отделения влаги от материала и характеризуется фактором разделения, показывающим, во сколько раз ускорение центробежной силы больше силы тяжести, и зависящим от частоты вращения ротора и радиуса вращения. Производительность фильтрующих центрифуг определяется скоростью перемещения осадка, толщиной его слоя, геометрическими размерами ротора и составляет (по твёрдому) от 100 до 350 т/г.

Технологическая эффективность осадительных центрифуг оценивается степенью извлечения в осадок твёрдой фазы. В зависимости от характеристики материала, режима работы центрифуги и её конструкции технологическая эффективность изменяется от 55 до 90%. В угольной промышленности осадительные центрифуги широко используются для обезвоживания антрацитов и других энергетических углей, необогащённых шламов и реже флотационных концентратов. При обезвоживании концентратов флотации коксующихся углей осадительные центрифуги дают более низкие технологические показатели, например влажность осадка меньше на 3-5%. В фильтрующих вибрационных центрифугах влажность осадка составляет 7-10%, в шнековых центрифугах на 1-1,5% меньше.
В нашей стране осадительные центрифуги выпускаются с роторами, имеющими горизонтальную ось вращения.

Наибольшее распространение получили отечественные вертикальные фильтрующие центрифуги с вибрационной и со шнековой выгрузкой осадка, а также осадительные центрифуги.

Рисунок 35