CC BY
48
© П.Ф. Панфилов, 2005
УДК 622.794.25 П. Ф. Панфилов
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФЛОКУЛЯЦИОННОГО КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ И ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОТХОДОВ ФЛОТАЦИИ ЦОФ "ПЕЧОРСКАЯ" НА ЛЕНТОЧНЫХ ФИЛЬТР-ПРЕССАХ
Семинар № 21
'П настоящее время очень важно с эко-
X-# логической точки зрения эффективное использование воды в водно-шламовых системах углеобогатительных фабрик. Это означает необходимость возврата наибольшего количества воды в оборот. В частности это достигается обезвоживанием шламов и отходов флотации. Для интенсификации процесса разделения фаз повсеместно используются водорастворимые полимерные флокулянты.
На ЦОФ «Печорская» отходы флотации представляют собой глинисто-угольный тонкодисперсный материал, содержание в них частиц менее 0.05 мм составляет более 85 % от всей массы твердого и содержат не более 20 г/л твердого, поэтому перед обезвоживанием на ленточном фильтр-прессе отходы флотации сгущаются в две стадии.
Перед обезвоживанием суспензия, в соответствии с традиционной технологией, повергается обработке двумя флокулянтами - анио-нактивным и катионактивным. Но при такой обработке происходит структурирование суспензии, т.е. образование гелеобразных структур, которые трудно поддаются обезвоживанию, помимо этого - часть наиболее мелких частиц остается несфлокулированой. Поэтому
режим работы ленточных фильтр-прессов в настоящее время не является удовлетворительным, т.к. наиболее илистая часть суспензии попадает в фильтрат, что приводит к накоплению твердой фракции в оборотной воде фабрики.
Для предотвращения этого явления необходимо снизить агрегативную и седиментаци-онную устойчивость суспензии отходов флотации. Наиболее эффективно в подобных случаях применение коагулянтов перед применением флокулянтов. В результате их действия снижается поверхностный заряд твердых частиц, уменьшается толщина гидратных оболочек и создаются более благоприятные условия для флокуляции.
В лабораторных условиях были проведены эксперименты по флокуляционному кондиционированию отходов флотации ЦОФ «Печорская» с применением коагулянтов применительно к обезвоживанию на ленточных фильтрпрессах. Моделировался процесс удаления свободной влаги из суспензии под действием силы тяжести, т.е. процесс, протекающий в зоне дренирования ленточного фильтр-пресса. Поскольку известно, что этот процесс представляет собой фильтрование под действием гидростатического давления, то к нему применимо основное уравнение фильтрования. Следовательно, чем ниже удельное сопротивление осадка, тем выше эффективность данного процесса.
Рис. 1. Зависимость удельного сопротивления осадка от времени перемешивания суспензии с коагулянтом при частоте вращения 1000 об/мин
Добавка Флокулянт анионактивный Флокулянт катионактивный Результат опыта
Тип Тип Доза, г/т Тип Доза, г/т Удельное сопротивление осадка, 10"10 м-2
Праестол 2540 60 Праестол 851 250 21.3
8І02 + АІ2О3 Праестол 2540 60 Праестол 851 250 4.87
Рис. 1. Зависимость удельного сопротивления осадка от интенсивности перемешивания суспензии с коагулянтом
Суспензию отходов флотации перед кондиционированием ее флокулянтами обрабатывали с помощью гетерокоагулянта, представляющего собой коллоидный раствор оксидов кремния и алюминия в воде; концентрация твердой фазы - 30 %, средний размер частиц -25 нм.
Опыты проводились с применением вращающейся мешалки. Удельное сопротивление осадка определялось путем гравитационного обезвоживания пробы сфлокулированной суспензии на лабораторной воронке, экипированной фильтрующей сеткой. Было установлено, что без применения коагулянтов увеличение расхода флокулянтов, по сравнению с используемыми сейчас на фабрике, изменение соотношений расходов анионактивного и катионак-тивного флокулянтов, различные условия перемешивания суспензии с флокулянтами не обеспечивают заметного флокулообразования, при этом суспензия структурируется и свободная влага практически не удаляется.
При применении данного гетерокоагулянта при расходе флокулянтов, принятом в настоящее время на ЦОФ, эффективность обезвоживания суспензии дренированием существенно возрастает. Визуально фиксируется отсутствие структурирования, практически полное удале-
ние свободной влаги и улучшение чистоты фильтрата.
Результаты экспериментов приведены в таблице:
Как видно из таблицы, добавка коагулянта при прочих равных условиях позволяет уменьшить удельное сопротивление осадка более, чем в 4 раза. При этом, в частности, скорость дренирования возрастает более, чем в 4 раза.
При этом важны не только дозировки реагентов, но и условия перемешивания с суспензией. Установлено, что наибольший эффект достигается в случае перемешивания гетерокоагулянта с суспензией при помощи мешалки при частоте вращения 1000 об/мин и времени перемешивания 30 с.
Предположительно механизм действия коллоидного раствора заключается в том, что частицы SiO2 и Al2Oз, имеющие положительный поверхностный заряд, при сообщении им определенной кинетической энергии могут эффективно соударяться с частицами отходов флотации, преодолевая отталкивание противоионов диффузной части двойного электрического слоя. В результате поверхностный заряд последних снижается, что, в свою очередь, уменьшает степень гидрати-рованности и агрегативную устойчивость отходов флотации, создавая тем самым благоприятные условия для флокуляции.
Обработка суспензии отходов флотации гетерокоагулянтом перед обработкой ее флокулянтами позволит стабилизировать работу ленточных фильтр-прессов на ЦОФ "Печорская" и улучшить их технологические показатели.
— Коротко об авторах
Панфилов П. Ф. - аспирант ИОТТ.
