Гравитационное отстаивание при переработке промышленных отходов и мусора
Гравитационное отстаивание основано на различии скоростей падения в жидкой или воздушной среде частиц разного размера и плотности. Двухфазные смеси, компоненты которых различаются по плотности, довольно легко разделяются в устройствах, основанных на использовании сил гравитации.
В простейшем случае седиментацию можно описать как установившееся движение единичной сферической частицы в безграничном объеме жидкости (газа). Скорость такого движения vч при ламинарном режиме обтекания частицы определяется формулой Стокса:
где g - ускорение действующего на частицу гравитационного поля; rч -радиус частицы; vж - кинематическая вязкость жидкости; рч, рж - плотности соответственно частицы и жидкости.
Выделение из воды тонущих или всплывающих примесей отстаиванием является наиболее простым и экономичным процессом, в связи с чем отстойники различных типов получили широкое распространение в промышленности.
Граничные условия применяемости различных гравитационных методов обогащения приведены в табл. 12.
Размер частиц, мм | Плотность, кг/м3 | |||
Метод обогащения | Минимальный | Максимальный | Минимальная | Максимальная |
Отсадка | 0,074 | 250 | 1200 | 15600 |
Концентрация на столах | 0,074 | 13 | 1200 | 15600 |
Тяжелосредная сепарация | 6,0 | 300 | 1200 | 5200 |
Обогащение: | ||||
- в гидроциклонах | 0,074 | 20 | 1200 | 8000 |
- на шлюзах | 0,045 | 30 | 2500 | 15600 |
- в винтовых сепараторах | 0,045 | 16 | 2500 | 15600 |
- в моечных желобах | 6,0 | 100 | 1200 | 2500 |
- в шнековых сепараторах | 6,0 | 50 | 1200 | 2500 |
Гидроклассификация | 0,074 | 2 | 2500 | 4200 |
Пневматическая отсадка | 1,0 | 25 | 1100 | 2500 |
Пневматическая сепарация | 6,0 | 75 | 1100 | 2500 |
1 - отсадочная машина; 2 - элеваторы; 3 - бак оборотной воды; 4 - воздуходувка; 5 - зумпф оборотной воды; 6 - насос.
Отсадка (рис. 26) является высокопроизводительным, экономичным и универсальным способом разделения отходов. Отсадка представляет собой процесс разделения твердых частиц по плотности под действием переменных по направлению вертикальных струй воды (воздуха), проходящих через решето отсадочной машины.
Отсадка наиболее эффективна при разделении отходов, содержащих достаточно крупные зерна с сильно различающейся плотностью.
В результате отсадки получают две фракции (I и II) материалов с различной плотностью и промежуточный продукт (III), который подлежит дальнейшему разделению.
Отсадке обычно подвергают материалы с крупностью 0,5-100 мм. При отсадке крупного материала на решете образуется так называемая постель - слой толщиной в 5-10 диаметров наибольших частиц. При отсадке мелкого материала (до 3-5 мм) на решете укладывают искусственную постель из крупных тяжелых частиц материала, размер которых в 3-4 раза превышает размер наиболее крупных частиц питания. В процессе отсадки материал расслаивается: в нижнем слое оседают тяжелые частицы, в верхнем - легкие. Получаемые слои разгружают раздельно.
Их производительность О (т/ч) может быть определена по формуле:
Связь производительности отсадочной машины с качеством продуктов отсадки выражается уравнением:
где L - длина отсадочной машины, м; K - коэффициент пропорциональности, характеризующий удельную скорость разделения, с-1 (обычно в пределах 0,01-0,05 с-1
Отсадочные машины различаются способом создания пульсаций (движением диафрагмы, поршня, решета, пульсирующей подачей сжатого воздуха), типоразмерами, числом фракций выделяемых продуктов, конструктивными особенностями.
Социальные сети