Обезвоживание шлама — важный этап на обогатительных фабриках и очистных сооружениях: из пульпы удаляют воду, получая осадок для складирования или утилизации. Насос подаёт шлам на фильтр-пресс или центрифугу, и от его работы зависит эффективность обезвоживания. Разберём требования к таким насосам.
Зачем обезвоживают шлам
Шлам и хвосты содержат много воды, что затрудняет их складирование и транспортировку. Обезвоживание на фильтр-прессах, центрифугах и сгустителях уменьшает объём и влажность осадка. Это снижает нагрузку на хвостохранилища и облегчает утилизацию. Насос обеспечивает подачу пульпы в обезвоживающее оборудование.
Роль насоса в процессе
Насос подаёт шламовую пульпу на фильтр-пресс под нужным давлением и с определённой производительностью. Для фильтр-пресса важно поддерживать давление по мере заполнения камер — сначала больший расход, затем рост давления при меньшем расходе. Стабильность и управляемость подачи напрямую влияют на качество обезвоживания.
Требования к насосу
- Достаточный напор (давление фильтрации);
- Износостойкость (абразивная пульпа);
- Стабильная и управляемая подача;
- Способность работать с плотной средой;
- Надёжность в непрерывном цикле.
Абразив и износ
Шламовая пульпа абразивна, поэтому проточная часть должна быть износостойкой. Как и для других абразивных задач, применяют шламовые насосы с высокохромистым чугуном. Абразивность среды напрямую влияет на подбор — см. статью про абразивность среды.
Как подобрать
Подбор ведут от типа обезвоживающего оборудования (фильтр-пресс, центрифуга), требуемого давления и производительности, свойств шлама. Для фильтр-пресса важна возможность работать при росте давления. Управляемость подачи часто обеспечивают частотным регулированием. Общие принципы — в статье как выбрать шламовый насос.
Частые вопросы
Зачем обезвоживать шлам?
Чтобы уменьшить объём и влажность осадка, снизить нагрузку на хвостохранилища и облегчить утилизацию.
Какой напор нужен для фильтр-пресса?
Достаточный для создания давления фильтрации, которое растёт по мере заполнения камер пресса.
Почему нужен износостойкий насос?
Шламовая пульпа абразивна и быстро изнашивает обычную гидравлику, поэтому нужен шламовый насос.
Цикл фильтр-пресса: почему насос работает в двух режимах
Подача на фильтр-пресс — редкий случай, когда один и тот же насос за цикл должен вести себя по-разному, и понимание этого объясняет все требования к нему.
Фаза наполнения. Камеры пустые, сопротивление минимальное. Нужен большой расход при небольшом давлении — задача заполнить объём как можно быстрее.
Фаза фильтрации. На тканях нарастает осадок, сопротивление растёт, расход падает. Насос уходит влево по своей характеристике, а требуемое давление увеличивается.
Фаза отжима. Расход почти нулевой, давление максимальное — идёт дожим до заданной влажности кека.
Отсюда главное: насос должен уметь работать в широком диапазоне от «много расхода при малом давлении» до «почти нет расхода при высоком давлении». Обычный центробежный насос в конце цикла оказывается в зоне закрытой задвижки — с рециркуляцией, нагревом и вибрацией, см. характеристику насоса и КПД насоса.
Центробежный или объёмный насос
Из сказанного выше следует практический выбор, и он зависит от требуемого давления отжима.
Центробежные применяют, когда давление умеренное. Они дешевле, проще, лучше переносят абразив и крупные включения. Ограничение — падение подачи при росте сопротивления и плохое поведение в конце цикла.
Объёмные (мембранные, шнековые) держат подачу почти неизменной при росте давления, что идеально ложится на цикл фильтрации. Платят за это чувствительностью к абразиву и обязательным предохранительным клапаном — объёмная машина при перекрытой линии продолжает нагнетать до разрушения обвязки, см. шнековый винтовой насос.
Частое решение — комбинация: центробежный насос наполняет камеры, объёмный дожимает. Либо один центробежный с частотным регулированием, см. частотный преобразователь.
Плотность питания решает экономику
Чем гуще пульпа, подаваемая на обезвоживание, тем короче цикл и тем меньше воды приходится продавливать через ткань. Поэтому перед прессом почти всегда стоит сгуститель, см. насос для сгустителя.
Но есть предел: слишком плотная пульпа плохо распределяется по камерам и тяжелее для насоса, а на всасывании появляется риск срыва потока. Оптимум подбирают по факту — по времени цикла и влажности кека. Влияние концентрации на работу насоса — в статье про плотность и вязкость пульпы.
Что изнашивается быстрее обычного
Обезвоживание — участок с повышенным износом по двум причинам сразу: среда максимально концентрированная, а насос значительную часть цикла работает вне оптимальной зоны.
Первым сдаёт рабочее колесо и входная пластина, на объёмных машинах — пара ротор-статор. Ранний признак тот же, что везде: при неизменном цикле растёт время наполнения камер. Это удобная эксплуатационная метрика, потому что она видна оператору без приборов, см. замену рабочего колеса и срок службы насоса.
Отдельно — гидроудары при резком закрытии клапанов пресса. На таких позициях полезны плавный пуск и останов, см. устройство плавного пуска.
Что делать с фильтратом
Отжатая вода — не отход, а ресурс: её возвращают в оборотный контур фабрики. Но фильтрат несёт тонкую взвесь, прошедшую через ткань, поэтому насосы фильтрата работают не на чистой воде и изнашиваются быстрее, чем предполагает их назначение.
Смежные участки: откачка ила, хвостохранилища, очистные сооружения. На угольных фабриках задача та же — см. углеобогащение.
Зачем вообще обезвоживать
Экономический смысл прямой: каждый кубометр воды, оставшийся в хвостах, — это объём хвостохранилища, который надо построить и содержать. Снижение влажности осадка уменьшает и площадь складирования, и транспортные расходы при вывозе, и экологические риски.
Поэтому обезвоживание — не вспомогательная операция, а участок, окупающий вложения. И надёжность насосов на нём влияет на экономику фабрики сильнее, чем кажется по их стоимости, см. стоимость владения насосом.
Подбор под ваш пресс
Пришлите тип обезвоживающего оборудования, требуемое давление отжима, плотность питания и производительность — подберём схему подачи. Ассортимент — в каталоге.
Подобрать насос → или звоните +7 (499) 397-84-51