Сгуститель — аппарат для обезвоживания пульпы на обогатительных фабриках: твёрдое оседает и уплотняется, а осветлённая вода сливается. Из сгустителя нужно откачивать плотный сгущённый продукт, что требует специальных насосов. Разберём задачу, требования к оборудованию и правила подбора.
Как работает сгуститель
В сгустителе пульпа разделяется: твёрдые частицы под действием силы тяжести (и флокулянтов) оседают и уплотняются в нижней части, а осветлённая вода переливается сверху. Снизу выводят сгущённый продукт с высокой концентрацией твёрдого, сверху — слив. Насосы нужны для откачки обоих потоков, но основная сложность — плотный сгущённый продукт.
Требования к насосу для сгущённого продукта
Сгущённый продукт — это очень плотная абразивная пульпа. Для её перекачки нужны насосы с запасом по мощности (плотная среда) и износостойкой проточной частью. Как плотность влияет на подбор, мы разбирали в статье про плотность и вязкость пульпы, а какие насосы нужны для пульпы — в статье про насос для перекачки пульпы.
- Запас по мощности для плотной среды;
- Износостойкая проточная часть;
- Стабильная работа при высокой концентрации твёрдого;
- Надёжность в непрерывном режиме.
Откачка слива
Осветлённый слив содержит меньше твёрдого, но может нести мелкие частицы. Для него подходят менее тяжёлые насосы, а при возврате слива в цикл учитывают остаточную абразивность. Основное внимание при подборе всё же уделяют сгущённому продукту.
Где применяют
Сгустители — ключевое звено водно-шламового хозяйства обогатительных фабрик и ГОК. Сгущённый продукт направляют на дальнейшую переработку или в хвостохранилище, а осветлённую воду возвращают в оборот.
Как подобрать
Подбор ведут от концентрации твёрдого в сгущённом продукте, его абразивности, требуемых расхода и напора. Обязательны запас по мощности и износостойкие материалы — о них мы писали в статье про материалы проточной части. Общие принципы — в статье как выбрать шламовый насос.
Частые вопросы
Почему сгущённый продукт сложно перекачивать?
Он очень плотный и абразивный, поэтому нужен насос с запасом по мощности и износостойкой проточной частью.
Нужен ли отдельный насос для слива?
Часто да: слив менее плотный, для него подходят менее тяжёлые насосы, но с учётом остаточной абразивности.
Куда направляют сгущённый продукт?
На дальнейшую переработку или в хвостохранилище; осветлённую воду возвращают в оборот.
Разгрузка сгустителя: почему её нельзя останавливать
Сгуститель работает непрерывно, и нижний продукт должен откачиваться постоянно. Стоит остановить разгрузку — и начинается процесс, который заканчивается тяжёлой аварией.
Осадок в нижней части продолжает уплотняться под собственным весом. Через несколько часов он превращается в массу, которую насос уже не берёт, а грабли сгустителя не могут провернуть. Нагрузка на привод грабель растёт до срабатывания защиты, и в тяжёлых случаях аппарат приходится опорожнять и вычищать вручную — это дни простоя.
Отсюда требования, которые для других позиций выглядели бы избыточными: резервный насос обязателен, автоматика должна чередовать агрегаты, а склад расходников держат на площадке, см. мониторинг насосных станций и запчасти для шламовых насосов.
Плотность нижнего продукта — рычаг с двух сторон
Оператор управляет плотностью разгрузки, и здесь баланс между технологией и оборудованием.
Гуще разгружаем — меньше воды идёт дальше на обезвоживание, короче цикл фильтр-пресса, ниже нагрузка на хвостовое хозяйство, см. обезвоживание шлама. Но одновременно резко растёт нагрузка на насос: плотная пульпа тяжелее, вязче и хуже идёт на всасывание.
Жиже разгружаем — насосу легче, но вся экономия сгущения теряется, и воду приходится удалять дальше по цепочке.
Практический оптимум ищут по фактическим показателям — плотности разгрузки и нагрузке двигателя. Влияние концентрации разобрано в статье про плотность и вязкость пульпы.
Всасывание: главная техническая сложность
Плотная пульпа плохо идёт на всасывание — она вязкая, тяжёлая и склонна оседать. Поэтому насос разгрузки почти всегда ставят ниже уровня разгрузочного патрубка, чтобы среда шла к нему самотёком, с подпором.
Всасывающую линию делают максимально короткой и прямой: каждый поворот и каждый метр увеличивают риск отложений и срыва потока. Недостаточный подпор проявляется кавитацией и быстрым разрушением колеса, см. кавитацию в насосе и высоту всасывания и NPSH.
Этим и объясняется, почему на разгрузке сгустителей распространены грунтовые насосы сухой установки с подпором и полупогружные конструкции, см. грунтовый насос и полупогружные насосы.
Флокулянты и их влияние
Для ускорения осаждения в сгуститель подают флокулянты — они склеивают мелкие частицы в хлопья, которые оседают быстрее. Для насоса это имеет два следствия.
Первое: хлопья механически непрочны, и интенсивное перемешивание их разрушает. Насос, работающий на повышенных оборотах, может «разбить» уже сформированную структуру, что заметно на последующем обезвоживании.
Второе: раствор флокулянта сам подаётся насосами — обычно дозирующими, объёмного типа, потому что важна точность подачи, а не производительность, см. шнековый винтовой насос.
Слив: не такой чистый, как кажется
Верхний слив сгустителя — осветлённая вода, возвращаемая в оборотный цикл фабрики. Формально это «чистая» среда, но в ней остаётся тонкая взвесь, не успевшая осесть.
Практическое следствие: насосы слива изнашиваются заметно быстрее, чем предполагает их назначение, и обслуживать их по нормам для чистой воды — ошибка. При нарушении режима сгущения вынос твёрдого в слив резко растёт, и это сразу отражается на оборудовании ниже по циклу.
Где встречается эта задача
Сгустители стоят на обогатительных фабриках, см. насосы для ГОК и углеобогащение; на очистных сооружениях как илоуплотнители, см. очистные сооружения; в схемах подготовки хвостов к складированию, см. хвостохранилища. Смежная позиция по абразиву и режиму — насос для гидроциклона.
Подбор под ваш сгуститель
Пришлите плотность нижнего продукта, требуемую производительность разгрузки и компоновку площадки — подберём насос с учётом подпора и износа. Ассортимент — в каталоге.
Подобрать насос → или звоните +7 (499) 397-84-51