Пенная сепарация отходов
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
?ических режимов.
Сепаратор (рис. 2.1.1) состоит из камеры 2 с дном в форме перевернутой пирамиды, и загрузочной коробки 4 с несколькими наклонными деками 3. Сползая по декам и козырьку 5, обводненный материал равномерно распределяется по краю козырька и поступает на поверхность пены б, создаваемой аэраторами 8, набранными из отрезков перфорированных резиновых полувакуумных трубок, к которым через коллектор подводится сжатый воздух. Трубки соединены в две-три секции для обеспечения повышенной аэрации под козырьком, т.е. в зоне подачи материала на пену. Число отверстий на 1 кв.см. поверхности трубки достигает шестидесяти.
Толщину слоя пены регулируют высотой расположения сливного порога 7, который может перемещаться по вертикали на 20-25 мм. Закрепившиеся в пене частицы переливаются через порог в приемник для концентрата. Расстояние между передней и задней стенками сепаратора, определяющее его производительность, обычно колеблется от 50 до 150 мм.
Опыты проводят в следующем порядке. В камеру сепаратора заливают водный (или солевой) раствор пенообразователя, обеспечивают подачу сжатого воздуха и последующее создания слоя пены необходимой толщины (20 мм и более) подают питание в виде сравнительно плотной пульпы, предварительно обработанной собирателями для избирательной гидрофобизации поверхности частиц разделяемых минералов. По окончании опыта осевший камерный продукт выпускают через разгрузочное отверстие 1 в дне камеры.
Рассмотренная конструкция моделирует работу промышленных монокамерных машин ФПС-16, одним из недостатков которых является однократное прохождение материала через слой пены.
Рис.2.1.1 Схема лабораторного пенноrо сепаратора Госгорхим проекта
Для многократного возврата камерного продукта на пенный слой и повышения полноты разделения частиц при сепарации в Госгорхимпроекте были разработаны две модификации машины: с механическим и аэролифтным пульпаподъемниками. На базе последней была создана промышленная машина ФП-16.
Рис.2.1.2 Схема лабораторного пенного сепаратора ЛПС-2 с аэролифтом и обезвоживающим струнным грохотом
При выявлении причин неудовлетворительной работы ФП-16 оказалось, что основной из них является повышенная обводненность возвращаемого в пену продукта. Этот вывод был экспериментально обоснован при помощи лабораторного сепаратора ЛПС-2 (рис.2.1.2). Передняя и задняя стенки глубокой камеры ЛПС-2 вместимостью 20 л для повышения жесткости конструкции изготовлены из плексигласа толщиной 12 мм. Перемещением вставленных в нее перегородок, удерживаемых силами трения, можно изменять конфигурацию внутренней камеры, высоту и наклон ее боковых стенок, ограничивающих объем жидкости над аэраторами. С помощью таких перегородок можно создавать или гасить различные циркуляционные потоки, хорошо видимые в проходящем свете, и проверять их влияние на результаты сепарации. Получаемый пенный продукт, переливаясь через порог 8, расположенный благодаря державке 7 на фиксированном выбранном уровне, поступает в правую часть камеры 9, где пена на поверхности воды быстро разрушается, частицы концентрата собираются в приемник 12, а жидкость вместе с водорастворимыми реагентами возвращается через нижний канал 10 в аэрационную часть сепаратора. В связи с этим при работе сепаратора исключается необходимость подачи свежей воды для поддержания неизменного уровня жидкости и компенсации ее убыли с пенным продуктом, вследствие чего не изменяется и концентрация водорастворимых реагентов в пульпе.
Сепаратор снабжен аэролифтом 2 ивставленным в камеру струнным грохотом 4 для регулирования степени обводнения питания, подаваемого на пену. Благодаря возможности изменения наклона и высоты расположения сита 5 грохота питание можно подавать на пену, в пену или под нее. Угол подачи материала на пену изменяют поворотом козырька 6. Степень обезвоживания питания регулируют прижатием шарнирно закрепленной на грохоте заслонки 3, покрытой поролоном. (Положение заслонки, прижатой к струнному ситу грохота, показано на рис. 2.1.2 пунктиром).
Наличие аэролифта позволяет непрерывно возвращать в сепаратор и подавать на пену несфлотировавшиеся частицы для их повторного прохождения через нее. В зависимости от задач исследования в питание сепаратора можно возвращать и сфлотированные частицы. Для этого приемник концентрата 12 соединяют с краном 1 для выпуска жидкости из сепаратора. Изменяя положение заслонки грохота, можно многократно пропускать через слой пены один и тот же материал и оценивать влияние степени его обводненности на прочность закрепления частиц в пене. Для расширения возможностей экспериментальных исследований сепаратор снабжен двумя пробковыми кранами 11, выточенными из блочного плексигласа. Вместо них можно также использовать резиновые патрубки с зажимами, например, для дробного отбора продуктов сепарации.
В сепаратор подавали частицы крупностью около 3 мм с различной степенью гидрофобности поверхности. Из установленных зависимостей (рис.2.1.3) следует, что обводненность питания снижает выход частиц в пенный продукт, причем это снижение особенно заметно для менее гидрофобных частиц каменного угля, которые хотя и естественно гидрофобны, но уступают по этому параметру частицам с парафинированной поверхностью. Частицы минералов с искусственно гидрофобизированной поверхностью собирателем, как правило, мен