Природный шлам определяется как мелкодисперсные частицы пульпы, образующиеся в результате распада каолина, талька или других подобных компонентов руды, которые встречаются в природе в виде мелкодисперсных частиц.

Слизь эмпирически определяется для целей данного обсуждения как более мелкие частицы пульпы, которые остаются во взвешенном состоянии в течение 5 мин. в смеси 100:1 пресной воды и молотой руды; температура разделения составляет 60°F (16°C). Этот термин охватывает весь природный шлам, присутствующий в пульпе, а также значительную часть очень мелкого песка.
Песок представляет собой относительно крупнозернистый материал пульпы, образующийся в результате измельчения кварца, кальцита, полевого шпата или другой массивной пустой породы. Он может варьироваться от размера горошины до неощутимого порошка.

Хлопья или хлопья представляют собой агрегаты частиц слизи, образующиеся в результате притяжения или сцепления между частицами. Флокуляцию можно увеличить добавлением электролитов, таких как гидрат извести, сульфат магния, клей и т. д., и уменьшить введением дефлокулирующих агентов (карбоната натрия, гидрата натрия и т. д.). Температура и разбавление заметно влияют на скорость образования хлопьев.

Зона свободного отстаивания — горизонт равномерно флоккулированной разбавленной пульпы в верхней части отстойника непрерывного действия. В этой зоне хлопья не давят друг на друга, и скорость осаждения не зависит от глубины пульпы.

Критическое разведение – это разведение, при котором хлопья начинают соприкасаться. Это максимальное разведение, при котором в пульпе образуются каналы или трубки, обеспечивающие проходы на поверхность для прозрачной жидкости, выделяющейся на дне сосудов.

Зона сгущения – это зона густой пульпы на дне отстойника непрерывного действия. В этой зоне хлопья налегают друг на друга, и жидкость удаляется главным образом по упомянутым выше каналам. Скорость осаждения в зоне утолщения примерно пропорциональна глубине пульпы. Тот же принцип выражен Коу и Клевенджером в словах: «Выделение воды есть функция времени» (в зоне сгущения). Термин «зона компрессии» используется Coe и Clevenger, исходя из предположения, что введение элемента времени в зависимости от оседания происходит из-за сжатия, вызванного глубиной пульпы. Я считаю, что это предположение может быть оспорено, и поэтому принял более общий термин для обозначения зоны.

Измерение скорости осаждения и расчет производительности сгустителя

Теоретические соображения:

Исследования показывают, что сцепление или притяжение между хлопьями является причиной того факта, что удаление воды в зоне сгущения является функцией времени. Только положительная сила растяжения, такая как сцепление, могла образовать каналы и сохранить их открытыми впоследствии. При отсутствии каналов устранение воды в зоне сгущения является функцией площади, а не времени. Этот факт проиллюстрирован в таблице 3.

Сплоченность играет важную роль во всех операциях по оседанию. В зоне свободного осаждения частицы шлама объединяются в хлопья. На первых стадиях сгущения он заставляет хлопья сближаться, вызывая тем самым растягивающие напряжения в пульпе, которые облегчаются трещинами и каналами (прозрачная жидкость достигает поверхности через эти каналы). На последних стадиях сгущения, особенно в присутствии высокой извести, сцепление больше не вызывает более тесного соединения между частицами шлама или между хлопьями; но он по-прежнему сильно сопротивляется любой силе, стремящейся изменить форму хлопьев. Это сопротивление снижает скорость оседания, противодействуя сжатию из-за глубины пульпы, которое в противном случае заставило бы хлопья вытеснять жидкость из межхлопьевидного пространства. На этой основе лучше всего можно объяснить большую плотность, достигаемую более глубокими столбиками пульпы в таблице 3.

Coe и Clevenger отметили, что после прекращения осаждения в более коротких колонках его можно продолжить путем декантации прозрачной жидкости и перемешивания густой пульпы. Это поведение столь же очевидно при отсутствии классифицированного песка, как и при наличии классифицированного песка в пульпе. Причиной действия, по-видимому, является перегруппировка частиц слизи. Перед перемешиванием отмечают слегка хлопьевидную структуру, при ближайшем рассмотрении можно обнаружить прозрачную жидкость между хлопьями. После перемешивания флокуляции не наблюдается. Очевидно, что пульпа флоккулирует «массой» после перемешивания, и осаждение возобновляется, потому что когезия помогает, а не сопротивляется сжатию.

Скорость, с которой образуются хлопья в зоне свободного осаждения, является важным фактором при эксплуатации отстойников непрерывного действия. Когда пульпа впервые покидает питающую колонну резервуара, хлопья полностью не формируются, а скорость осаждения низкая или нулевая. Разбавленная пульпа растекается по бокам — поверх более плотной пульпы на дне резервуара. По мере того, как боковое движение уменьшается, начинают образовываться хлопья, и скорость осаждения соответственно увеличивается. Скорость образования хлопьев зависит от температуры, разбавления и концентрации электролитов. В теплую погоду и при наличии большого количества извести шлам полностью флокулирует почти сразу после выхода из питающей колонны. В таких условиях средняя скорость осаждения по всей площади резервуара высока. В холодную погоду и при слабом извести частично флоккулированная пульпа может распространяться практически на периферию резервуара; образуя покрывало на поверхности пульпы, препятствующее выходу жидкости из более полно флоккулированной пульпы в нижних горизонтах резервуара.

Различные стадии образования хлопьев хорошо представлены в лабораторных тестах при свободном осаждении разбавлений. Когда тесты только начинаются, флокуляция несовершенна, а скорость осаждения низкая, эта стадия представляет собой условия вблизи питающей колонны в отстойниках непрерывного действия. По мере продолжения испытаний хлопья становятся более совершенными, а скорость осаждения увеличивается. Когда известь, разбавление и температура высокие, флокуляция завершается и максимальная скорость осаждения достигается до того, как поверхность пульпы осядет на 1/8 дюйма. Когда известь, разбавление и температура низкие, полная флокуляция и максимальная скорость осаждения достигаются только после поверхность пульпы осела на ¼ или 1/2 дюйма. Полная флокуляция и, как следствие, максимальные скорости осаждения, достигнутые в конечном итоге в ходе испытаний, соответствуют условиям, существующим вблизи периферии резервуара, а также в нижних горизонтах свободного осаждения резервуара.

Лабораторные испытания для определения скоростей осаждения, соответствующих различным горизонтам в отстойниках непрерывного действия, следует проводить таким образом, чтобы степень флокуляции при испытаниях была приблизительно такой же, как и на различных глубинах в отстойниках. Испытания при разбавлении исходной массы должны быть направлены на то, чтобы представить состояние неполной флокуляции, происходящее вблизи кормовой колонны, а также более полную флокуляцию на периферии резервуара, при этом желаемым результатом является средняя скорость осаждения по всей поверхности пульпы. Опыт Tigre при различных условиях разбавления, извести и температуры показывает, что этого результата лучше всего добиться, когда первые 0,05 фута осевшие в ходе испытаний дают основу для расчета скорости осаждения, соответствующей разбавлениям корма.

В случае сомнений в том, что площадь может определяться проницаемостью какого-либо горизонта ниже уровня исходного материала, проводится серия испытаний на осаждение при более низких разбавлениях свободного осаждения. В этой серии наблюдения не начинают до тех пор, пока хлопья полностью не разовьются и не будут достигнуты максимальные скорости оседания. Это условие обычно выполняется, когда вторые 0,05 фута, осевшие при испытаниях, дают основу для расчета скоростей осаждения, соответствующих более низким разбавлениям на глубине отстойника.

В Тигре площадь всегда определяется скоростью оседания кормового горизонта. Следовательно, тесты при более низких разведениях обычно не проводят. В Таблице 2 ряд скоростей осаждения, экспериментально определенных при разбавлении корма, сравнивается с фактическими скоростями осаждения в 32-футовом резервуаре. отстойник непрерывного действия, при сравнении которого получаются значительные диапазоны извести, разбавления и температуры. Будет наблюдаться экспериментально определенная скорость осаждения, чтобы точно сравнить ее с реальной практикой. Незначительные различия, вероятно, связаны с изменениями в характере руды изо дня в день и с трудностью правильного сопоставления разбавления подачи и сброса. Резервуар работал с максимальной производительностью на протяжении всех испытаний, поэтому ошибки, связанные с изменением уровня пульпы, были незначительными.

Таблица 3 также иллюстрирует влияние площади дефекта на операции сгущения ниже критического разбавления. Во всех случаях, приведенных в таблице, толщина истечения была ограничена скоростью осаждения в зоне свободного осаждения, площадь которой была недостаточна для обеспечения какой-либо выгоды от глубины резервуара. Даже когда исходный материал поступал в резервуар ниже критического разбавления, он разбавлялся до критического разбавления избытком жидкости, поднимающейся с более низких глубин, при этом основная масса пульпы в резервуаре находилась практически на критическом разбавлении. Окончательная толщина в таких случаях ограничивалась скоростью осаждения при критическом разведении.

Предшествующее обсуждение явления оседания несколько отличается от того, что Коу и Клевенджер. Различия носят в основном теоретический характер и не являются непреодолимыми при практическом рассмотрении вопроса. Для применения экспериментальных данных к решению практических задач важнейшее значение имеют фундаментальные принципы. В концепции фундаментальных принципов Коу, Клевенджер и я полностью согласны.

Принципы, лежащие в основе расчетных операций, можно кратко изложить следующим образом:

1. Скорость осаждения в зоне свободного осаждения не зависит от глубины пульпы. Другими словами: при разбавлениях выше критического разбавления удаление воды зависит от площади отстаивания и не зависит от глубины пульпы.
2. Скорость осаждения в зоне сгущения напрямую зависит от глубины пульпы. Другими словами: при разведениях ниже критического разведения удаление жидкости зависит от объема пульпы и зависит как от площади, так и от глубины. Или, по словам Коу и Клевенджера, «удаление воды в зоне сжатия является функцией времени».
3. Скорость осаждения зависит от степени разбавления естественного шлама в пульпе, обычно она наибольшая для высоких разбавлений и наименьшая для низких разбавлений.
4. Скорость осаждения практически не зависит от количества песка, находящегося в пульпе (независимо от крупности песка).
5. Скорость осаждения увеличивается с повышением температуры.
6. Скорость осаждения зависит от степени флокуляции частиц шлама.
7. Степень флокуляции зависит от:
   (a) Характер и предшествующая обработка руды.
   (b) Характер и концентрация электролита.
   (c) Разбавление и температура пульпы.
   (d) Время, прошедшее после начала флокуляции.
8. Критическое разубоживание зависит в первую очередь от характера и доли природного шлама в руде; во-вторых, от силы флокулянтов в растворе; и в-третьих (лишь незначительно) от температуры.

Вышеприведенные принципы составляют основу для решения проблем урегулирования. Первые два принципа имеют непосредственное значение при определении путем лабораторных испытаний отстойного оборудования, необходимого на металлургических заводах. Остальные принципы перечисляют влияние других влияний на операции по урегулированию и иллюстрируют важность сохранения этих влияний в испытаниях на том же уровне, что и на практике.

При проектировании или реконструкции гидрометаллургических заводов часто возникают вопросы относительно количества и размера устанавливаемых отстойников. Иногда резервуары требуются для какой-то определенной работы в заданной технологической схеме завода. В таких случаях условия температуры, электролита, тоннажа, разбавления сырья и требуемой толщины разряда известны заранее, и проблема состоит в том, чтобы обеспечить достаточное отстойное оборудование для выполнения этих условий. Обычно технологическая схема в некоторой степени зависит от операций осаждения, что делает необходимым приблизительное определение оборудования для осаждения, необходимого в различных условиях, чтобы разумно выбрать условия, наиболее подходящие для хорошо сбалансированной установки.

Первым шагом в решении таких проблем является получение репрезентативного образца пульпы, подлежащей отстаиванию. Образец должен содержать максимальное количество природного шлама, которое может быть в целлюлозной массе в течение любого дня работы. Она должна обеспечивать, насколько это возможно, такую ​​же предварительную обработку, как и в фабрично-заводской практике. Прежде всего, образец не следует сушить при высокой температуре, поскольку высокая температура меняет характер шлама, значительно увеличивая последующую скорость осаждения. Коу и Клевенджер указывали на важность того, чтобы образец не оставался в контакте с водой дольше, чем это произошло бы при работе завода; при такой обработке изменяется степень флокуляции и, следовательно, скорость осаждения. Электролиты, присутствующие в воде, должны быть такими же, как в заводской практике. Часто электролиты получают частично из руды и могут быть введены в надлежащих пропорциях только путем повторного контакта воды со свежими образцами руды, процедура такая же, как и при возврате воды в головку мельницы. Вся цель этих мер предосторожности состоит в том, чтобы получить образец, который будет представлять собой пульпу, подаваемую в резервуары.

Этот образец отстаивается предпочтительно в течение ночи. Чистую воду декантируют и откладывают для разбавления пульпы в различных тестах. Сгущенную пульпу перемешивают и проверяют на соотношение жидкой и твердой фаз. Следующая процедура при тестировании дала наиболее надежные результаты:

Для определения критического разбавления стеклянные выпускники заполняются тестируемой пульпой различной консистенции на глубину 1 фут. Через 10 или 15 мин. при ненарушенном отстаивании в столбиках более густой пульпы развиваются каналы, по каналам поднимается прозрачная жидкость. Если каналы не наблюдаются или если они сначала развиваются на дне сосуда, критическое разведение ниже, чем у теста. Если каналы сначала развиваются вблизи поверхности пульпы или если в пульпе образуются поперечные трещины, критическое разведение выше, чем у теста. О точном критическом разбавлении свидетельствует одновременное образование каналов во всех частях отстойной колонны, причем каналы в верхней части колонны обычно позже замещаются продолжением каналов от дна сосуда.

Для определения скорости осаждения в зоне свободного осаждения цилиндры наполняют на глубину 1 фут различными разбавлениями пульпы, один образец имеет точно критическое разбавление, а остальные образцы представляют собой восходящую шкалу разбавлений выше критической точки . Соотношение Ж:Т каждого образца определяют испытанием или расчетом. Каждый образец сильно встряхивают и начинают тесты на отстаивание. От первых 0,05 м, осевших в опытах, рассчитывают скорости оседания, соответствующие горизонтам питания проточных отстойников. Их можно назвать «оседающими скоростями подачи». Из отстоявшихся в опытах вторых 0,05 фута (более низких разбавлений) рассчитывают скорости осаждения, соответствующие различным свободноосаждающимся разбавлениям в глубинах отстойников непрерывного действия. Их можно назвать «ставками свободного расчета».

Скорость оседания в зоне сгущения определяется в одном испытании. Для этой цели цилиндрический градуированный цилиндр вместимостью 1 литр или более маркируется на следующих глубинах:

Метки на испытательном цилиндре
Глубина в футах	Глубина в футах
1. 160	0,636
1.050	0,576
0,950	0,521
0,860	0,471
0,778	0,427
0,704	0,386

Каждая глубина составляет 95/105 от предыдущей. Расстояние между любыми двумя последовательными глубинами составляет одну десятую среднего значения двух глубин. Следовательно, расстояние, установленное между любыми двумя последовательными отметками, составляет 1/10 фута на фут глубины пульпы. Этот принцип очень помогает при расчете скорости осаждения в зоне сгущения.

Цилиндр со специальной маркировкой заполнен до 1,05 фута. метка с пульпой точно при критическом разведении. Раствор добавляют до тех пор, пока объединенные пульпа и раствор не достигнут толщины 1,16 фута. отметка. Затем смесь перемешивают и начинают испытание. Благодаря добавлению раствора испытание начинается в зоне свободного осаждения, и хлопья хотя бы частично образуются до достижения критического разбавления. Это несколько похоже на обычную производственную практику и дает более репрезентативные результаты, чем те, которые получаются, когда испытание начинается с точного критического разбавления. Время сначала отмечается, когда поверхность пульпы проходит отметку 1,05 фута. отметка, и после этого отмечается для каждой последующей отметки, пока не прекратится осаждение. Этот тест показывает наименьшее разбавление, которое может быть получено при выпуске из резервуара, и дает основу для расчета глубины резервуара, необходимой для получения этого разбавления или любого другого разбавления в зоне сгущения. Скорость оседания в зоне сгущения должна представлять собой среднюю скорость оседания поверхности пульпы на фут глубины пульпы при оседании от критического разбавления до различных возможных разбавлений выделений.

Среднюю скорость оседания, соответствующую любому разбавлению выделений, можно быстро рассчитать, приняв каждое пространство за 1/10 фута, и разделив совокупное пространство отстоя (рассчитанное таким образом) на время, необходимое для оседания поверхности пульпы. от критического разбавления до рассматриваемого разведения. Метод составления таблиц наблюдений и расчета скорости осаждения показан в таблице 1.

Разбавления пульпы, соответствующие различным отметкам на цилиндре сгущения, могут быть последовательно рассчитаны из критического разбавления по следующей формуле:

D = 0,905 C – 0,095/G

D и C – отношения L:S, соответствующие любым двум последовательным глубинам.
G – удельный вес сухой целлюлозы.

Этот метод расчета разбавлений может быть распространен на испытания на свободное осаждение путем аналогичной маркировки всех цилиндров, при этом диапазон свободно оседающих разбавлений обеспечивается путем заполнения различных сосудов на разную глубину пульпой при критическом разбавлении и добавления раствора в каждый судно до 1,05-ft. отметка достигнута.

Определение площади и глубины резервуаров непрерывного отстаивания:

Определение площади отстаивания, необходимой для любой конкретной операции отстаивания, основано на том принципе, что устранение воды в зоне свободного отстаивания является функцией площади осаждения и не зависит от глубины пульпы. Выраженный в виде формулы, этот закон выглядит так:

A=1,34 (F-D)/S

Где
A = Площадь в квадратных футах на тонну сухой целлюлозы, осевшей ежедневно.
F = соотношение L : S управляющего разбавления.
D = отношение L : S разбавления выделений.
S = скорость осаждения основного разбавления (как определено лабораторным тестом при свободном осаждении разбавлений).

Числовая константа (1.34) представляет собой коэффициент, введенный уменьшением количества удаляемой воды с кубических футов в час до тонн в день.

Вывод этой формулы более подробно объясняется Коу и Клевенджером, а также в предыдущей статье об осаждении слизи тигра. Идея определяющего разбавления (введенная Коу и Клевенджером) обобщает формулу, делая ее применимой, если площадь определяется некоторой скоростью свободного осаждения в глубине отстойника.

В качестве примера применения приведенной выше формулы площадь резервуара, необходимая для отстаивания пульпы Tigre от разбавления 14:1 до разбавления 2,3:1, может быть рассчитана на основе данных, представленных в таблице 1. скорость подачи, определенная интерполяцией в таблице, составляет 0,78 фута в час. Подстановка в Формуле 3:

A = 1,34 (14-2,3)/0,78 = 20 кв. футов на сухую тонну Осаждается ежедневно (исходя из скорости оседания корма).

Когда та же самая формула применяется к различным свободно осаждающимся разбавлениям от 14:1 до 5,1:1 (критическое разбавление), наибольшая необходимая площадь составляет 16 кв. футов, что соответствует разбавлению 13,1:1. Это значительно меньше площади, определяемой разбавлением корма. Таким образом, в данном случае решающим фактором является скорость осаждения сырья, требуемая площадь составляет 20 кв. футов на тонну сухой целлюлозы, осевшей ежедневно.

Определение необходимой глубины в отстойниках непрерывного действия зависит от закона, согласно которому устранение воды в зоне сгущения является функцией как площади, так и глубины. Этот закон выражается в следующей формуле:

Глубина = 1,34 (C – D)/A x T

Где:
C и D – соответственно отношения L : S критического разбавления и расхода.
A — площадь осаждения (ранее определенная по формуле 3).
T — средняя скорость осаждения на фут глубины пульпы при осаждении от разбавления C до разбавления D (определена в ходе лабораторных испытаний, описанных выше).
В решаемой задаче:
С = 5,1; Д = 2,3; А = 2,0; Т = 0,03 (из табл. 1).

Замена в формуле 4:
Глубина = 1,34 (5,1 – 2,3) / 20 x 0,03 = 6,3 фута.

Из приведенных выше расчетов следует, что для отстаивания пульпы Tigre от разбавления подачи 14:1 до разбавления на выходе 2,3:1 (известь 0,3 фунта на тонну и температура 75°F) необходимо обеспечить минимальную площадь 20 кв. футов на тонну сухой целлюлозы, откладываемой ежедневно, и минимальную эффективную глубину 6,3 фута. Это точно соответствует фактическим требованиям на заводе.

Описанный выше метод применим для любых других разбавлений подачи и сброса в пределах испытаний.

Задачи, связанные с определением разбавления подачи или сброса, когда площадь и глубина известны, могут быть решены путем перестановки или объединения формул 3 и 4.

Графический метод решения задач отстаивания:

часто необходимо учитывать многочисленные комбинации взаимозависимых расчетных операций. Алгебраическое решение таких задач громоздко, требует большого объема вычислений для каждой рассматриваемой комбинации. В таких случаях может быть предложен графический метод, разработанный для нужд Тигре.

Рис-1. Соотношение: жидкость/твердое вещество по массе

Для графического метода испытания на оседание проводятся, как описано выше, при этом во всех испытаниях используются специально маркированные цилиндры. Скорости осаждения, соответствующие различным разбавлениям, нанесены на распечатанный график (см. рис. 1). Вертикальная ось диаграммы представляет скорость урегулирования. Горизонтальная ось откалибрована как для соотношения L:S, так и для делений, отмеченных на цилиндрах (короткие метки над осью представляют метки на цилиндрах). Зная отношение Ж:Т критического разбавления, можно определить более низкое или более высокое разбавление путем подсчета делений слева или справа, что избавляет от необходимости вычислять отношения жидкости к твердой фазе, соответствующие различным разбавлениям. Радиальные калибровки в верхнем и правом полях диаграммы предназначены для графического решения задач площади. Задача, решенная алгебраически выше, решена графически на рис. 1.

Ниже приведена стандартная процедура определения площади и глубины, когда известны разбавления подачи и сброса:

1. От точки на горизонтальной оси, представляющей разбавление сброса, проведите наклонную линию к точке на кривой, представляющей скорость осаждения корма. В случае, если наклонная линия пересекает свободно оседающую кривую, ее поворачивают вниз до касания к самому низкому углублению на кривой. В этом случае точка касания представляет разбавление, определяющее площадь. Если наклонная линия не пересекает кривую свободного осаждения, площадь определяется скоростью осаждения корма.
2. Параллельно наклонной линии проведите линию от нулевой точки оси до края диаграммы и определите площадь, необходимую для каждой тонны сухого паба, ежедневно укладываемой.
3. Наблюдайте скорость осаждения, указанную пересечением наклонной линии с ординатой через критическое разбавление. Разделите эту скорость осаждения на скорость осаждения, показанную на кривой, соответствующую степени разбавления стока. Требуется глубина.

Проблемы, связанные с разбавлением подачи или разгрузки, когда известны глубина и площадь резервуара, могут быть решены путем обратной процедуры.
Фундаментальные принципы, лежащие в основе графических расчетов, идентичны тем, на которых основаны алгебраические определения. Результаты одинаковы при расчете любым методом. Преимущества графического метода заключаются в большей простоте, большей быстроте и возможности решения большего числа задач по одному набору наблюдений. Графический метод наиболее полезен при решении сложных задач, в которых различные расчетные операции взаимозависимы.

Лабораторные методы определения требуемых размеров отстойников непрерывного действия отнюдь не совершенны. Небольшие ошибки, несомненно, вносятся эмпирическим способом экспериментального определения влияния скорости флокуляции на осаждение. Другие ошибки, возможно, возникают из-за невозможности определить степень разбавления пульпы в верхней части резервуара водой, поднимающейся снизу. Эти ошибки не являются серьезными. Вполне возможно, что они могут быть полностью устранены будущими исследованиями. Тем временем можно использовать уже разработанные методы с гарантией получения достаточно точных результатов.

Особое преимущество лабораторных определений заключается в скорости, с которой они могут быть выполнены. Полная серия тестов, охватывающая все необходимые разбавления корма и выделений, обычно занимает 3 часа. постоянного внимания, затем 6 часов. прерывистого внимания и, возможно, пару наблюдений на следующий день. За 3-4 дня часто можно в общих чертах охватить все условия разбавления, электролита и температуры, которые могут возникнуть на установке.

Рис.2- Соотношение жидкости и твердых веществ по весу

Лабораторные испытания наиболее полезны для предварительных исследований перед строительством мельницы. Они дают средства для грубой оценки отстойного оборудования, необходимого для различных требований и при различных условиях заводской практики. Эти данные в сочетании с аналогичной информацией о зависимых операциях позволяют проектировщику мельницы разумно принимать решения об условиях, которые должны поддерживаться на установке, и об обязанностях, которые должно выполнять отстойное оборудование. Лабораторные испытания осаждения особенно полезны в качестве вспомогательного средства при принятии решения о технологической схеме предполагаемой установки. Приблизительное определение отстойного оборудования, необходимого для выполнения требований, предъявляемых технологической схемой, является второстепенным преимуществом.

Единичные испытания:

Прежде чем приступить к масштабным установкам, обычно рекомендуется проверить с помощью установочных испытаний лабораторные определения необходимого отстойного оборудования. Единичные испытания желательно проводить в резервуарах полной высоты, хотя площадь может быть значительно меньше, чем у устанавливаемых резервуаров

. Испытательные резервуары для определения размера небольших установок могут быть изготовлены из 12- или 16-дюймовых труб. предусмотрена труба, подходящий перелив, подающая колонна, конусное дно и непрерывный выпуск. Для определения экстенсивных установок испытания желательно проводить в стандартных отстойниках. Наблюдения при единичных испытаниях могут быть начаты, как только будет обеспечено необходимое разбавление в выбросах, и могут продолжаться в течение периодов от одного дня до 6 месяцев, причем продолжительность испытаний зависит от желаемой точности и важности оборудования для быть установлен. Важно, чтобы требуемые условия разбавления, электролита, температуры и толщины пульпы сохранялись на протяжении всего испытания; и что вместимость в этих условиях должна быть точно установлена. При определении отстойного оборудования по единичным испытаниям производительность рассматривается как пропорциональная площади отстойника.

Рис. 4- Соотношение жидкости и твердых веществ по весу

В предыдущем обсуждении неоднократно упоминалась важность разбавления и температуры при отстаивании. Влияние вариаций этих условий на различные фазы осаждения в Тигре графически проиллюстрировано на рис. 2, 3 и 4. Данные, представленные на этих рисунках, можно кратко резюмировать следующим образом:

Влияние разбавления :

В зоне свободного осаждения скорость осаждения максимальна при высоких разбавлениях и минимальна при низких разбавлениях.
В зоне сгущения скорость осаждения значительно увеличивается при разбавлениях чуть ниже критического разбавления, достигая максимума, когда разбавление составляет четыре пятых от критического разбавления. Ниже этого разбавления скорость осаждения быстро снижается по мере уменьшения разбавления.

В зоне свободного осаждения скорость осаждения корма увеличивается втрое при увеличении содержания извести с 0 до 0,2 фунта на тонну раствора и в четыре раза при увеличении содержания извести с 0 до 0,7 фунта. добавление извести выше 0,7 фунта дает мало преимуществ.

Критическое разбавление удваивается за счет увеличения содержания извести с 0 до 0,4 фунта. Дальнейшее добавление извести мало влияет на критическое разбавление.
При более высоких разбавлениях в зоне сгущения известь до 0,4 фунта значительно увеличивает скорость осаждения.
При более низком разбавлении в зоне сгущения изменения содержания извести мало влияют на скорость осаждения, за исключением очень мелких столбцов или при отсутствии классифицированного песка.

В зоне свободного осаждения повышение температуры с 40° до 80°F увеличивает скорость осаждения втрое.
Критическое разбавление незначительно увеличивается при повышении температуры.
При более высоких разбавлениях в зоне сгущения повышение температуры с 40° до 100° удваивает скорость осаждения.
При более низких разбавлениях в зоне сгущения изменения температуры мало влияют на скорость осаждения.

Общие выводы:

Сильное разбавление, низкое содержание извести и низкие температуры обуславливают обширную зону осаждения и резервуары небольшой глубины.
Низкое разбавление, большое количество извести и высокие температуры предполагают меньшую площадь и сравнительно глубокие резервуары.
Первоочередное внимание при заселении имеет адекватная площадь. Любое преимущество от увеличения глубины можно получить и от увеличения площади. С другой стороны, при недостаточной площади глубина резервуара не влияет на результаты осаждения.

Недавние изменения в обработке на Эль-Тигре потребовали снижения содержания извести в мельничной воде с 1,5 фунта на тонну до 0,02 фунта. уменьшение количества электролита значительно уменьшило бы и без того низкую скорость оседания пульпы Tigre. Поэтому все условия, влияющие на оседание, были тщательно пересмотрены.

Руда в Тигре измельчается в батареях штампов, чтобы пройти 2-ячеечный грохот. Затем его измельчают до размера 20 меш на мельнице Hardinge. После концентрирования его дополнительно уменьшают на трубных мельницах до 85 процентов, которые проходят через сито 200 меш. Затем полностью шламовый продукт отстаивают до соотношения Ж:Т 5:1.

Руда тигре содержит 25 процентов природного шлама. При такой доле шлама классификация мелкого песка в трубчато-мельничном контуре может быть осуществлена ​​только при разбавлениях выше 15:1.

Для осаждения пульпы Tigre в отсутствие сильных электролитов требуется очень большая площадь осаждения. Особенно это актуально в холодные зимние месяцы. Предварительные лабораторные испытания показали, что для осаждения средней руды Тигре от разбавления 15:1 до разбавления 5:1 при массе извести 0,02 фунта и температуре 45°F необходимо обеспечить 110 кв. футов площади отстойника на тонну руды, оседающей ежедневно. Исходя из этого, потребуется 61 отстойник, каждый диаметром 24 фута, для обработки Tigre тоннажем 250 тонн в день.
Проблема была решена не за счет поставки этого избыточного оборудования, а за счет изменения условий в других местах завода.

Степень разбавления, при которой можно проводить классификацию песка в механических классификаторах, зависит от крупности отделяемого песка и доли природного шлама в пульпе. ²⁰ Для разделения песка с размером частиц 20 меш обычно требуется разведение от 4:1 до 1:1. Классификация более мелкого песка требует более сильного разбавления. При 25-процентном содержании природного шлама в пульпе песок с размером частиц 200 меш можно отделить только при разбавлении выше 15:1. Когда пульпа содержит 8% природного шлама, удовлетворительная классификация песка с размером частиц 200 меш может быть осуществлена ​​при разбавлении 6:1. При наличии 1% природного шлама классификация удовлетворительная при разведении 1:1. Таким образом, оказывается, что классификация является функцией разбавления природного шлама и практически не зависит от доли песка, присутствующего в пульпе.

Скорость осаждения также обратно пропорциональна процентному содержанию природного шлама в пульпе. Отсюда следует, что для получения густого, «всешламового» продукта из руды, содержащей избыточное количество природного шлама, важно разделить природный шлам и песок, при этом шлам неразбавлен, а песок еще грубый. Затем крупнозернистый песок может быть разбавлен в достаточной степени, чтобы обеспечить его хорошую классификацию в отделе тонкого помола завода, не требуя при этом большого оборудования для обезвоживания продукта.

Эти объекты выполняются в Эль-Тигре путем модификации штампового стана. Аккумуляторы разделены на два блока, разряд каждого блока принимает механический классификатор. Песок из обоих классификаторов поступает на мельницу Hardinge с пресной водой. При истирании в мельнице Хардинджа образуется некоторое количество природного шлама — от распада глиняных шаров и т. д. Его отмывают от песка в гидравлических классификаторах. Песок из гидравлических классификаторов обогащается и самотеком поступает в трубопрокатное помещение.

Шламовый сток из гидравлических классификаторов поднимается и используется в качестве питательной воды в первом блоке батарей. Шламовый сток из классификатора ниже первого блока батарей поднимается и используется в качестве питательной воды во втором блоке. Таким образом, питательная вода батареи используется в трех операциях, приобретая загрузку шлама в каждой операции. Конечный шламовый продукт, вытекающий из классификатора ниже второго блока батарей, имеет разбавление 6:1 и не требует дальнейшего сгущения.

Из-за низкого разбавления конечного шламового продукта большое количество мелкого песка уносится со сливом шлама второго классификатора. Это разделено на столах для слизи Deister, которые для этой цели оснащены глубокими канавками. Неглубокий поток шлама по этим столам и резкие движения, создаваемые механизмом, предотвращают флокуляцию и обеспечивают хорошее отделение песка от густой пульпы. Шламовые хвосты со столов Дайстера прошли испытания на 87% через 200 меш, что является удовлетворительным. Песчаный продукт концентрируется на столе доочистки, оснащенном стандартными желобами. Этот процесс черновой и повторной очистки обеспечивает улучшенную концентрацию на столах Deister. Окончательный остаток песка со стола доочистки соединяется с песком из верхней части мельницы и самотеком поступает в трубные мельницы.

Низкое разбавление при разрядке аккумуляторов обязательно снижает грузоподъемность аккумуляторов. Этому эффекту противодействуют более грубые сетки и последовательное использование одной и той же питательной воды в двух батареях. Средний дневной тоннаж 12 тонн на 1200 фунтов. Штамп сохраняется.
Низкий КПД аккумуляторов компенсируется повышением КПД Хардинга и трубных заводов.
Стоимость последовательных подъемов шлама в мельнице компенсируется снижением стоимости откачки со дна мельницы.

Песок, поступающий в помещение трубной мельницы, все еще содержит природную слизь. Больше шлама выделяется в трубных мельницах при распаде частично каолинизированного полевого шпата. Окончательный сток из классификаторов трубчатых мельниц содержит 7% природного шлама и 93% мелкого песка. Этот продукт тестируется на 85 процентов через 200 меш. Разведение 7:1. Его отстаивают до разбавления 4:1 в 12 неглубоких отстойниках, каждый диаметром 24 фута.
Комбинированное разбавление конечных продуктов из песка и шлама составляет 5:1, что является требуемым разбавлением.

Таким образом, проблема была решена установкой пятой части отстойного оборудования, считающегося необходимым, и без ущерба для . элемент эффективности работы мельницы.

В приведенном выше обсуждении была предпринята попытка как можно кратче представить любые результаты исследований в Эль-Тигре, которые могли бы найти применение в других местах. Поскольку испытания были ограничены одним классом руды, многие наблюдения могут иметь только местное значение или, самое большее,

служат для обозначения того, что можно ожидать при аналогичных условиях в другом месте. В других случаях исследования в Эль-Тигре и более полные исследования Коу и Клевенджера взаимно подтверждают друг друга,

Никакой классификации песка не наблюдается.
Нет каналов в 3-дюймовом. столбец.
Короткие каналы в верхней части 6-дюймового.
Прочные каналы в размерах 12 и 24 дюйма. и 48-дюймовый. столбцы, но они закрылись во время последней части теста.
Только короткие каналы (длиной менее 2 дюймов) встречались у поверхности в наблюдениях ниже жирной линии.
Скорость оседания ниже жирной линии не зависит от глубины пульпы.
В конце испытаний не было обнаружено выгибания слизи, и не было обнаружено трещин или карманов прозрачной жидкости.

позволяет сформулировать и с уверенностью применять многие общие принципы урегулирования. Хотя далеко не все фазы оседания исследованы, проделана достаточная работа, чтобы сделать возможной формулировку некоторых стандартных методов решения проблем оседания. Несомненно, эти методы будут упрощены и уточнены будущими исследованиями.

Обсуждение:

H.S. COE, Сент-Луис, Миссури (письменное обсуждение*). Я очень рад, что г-н Мишлер подтвердил те принципы осаждения слизи, которые были выражены г-ном Клевенджером и мной. Я хочу заявить, что, когда мы писали статью, на которую ссылается г-н Мишлер, мы не видели его более раннюю статью, в которой он приводил формулу для применения к скорости осаждения исходной пульпы для определения площади сгустителя, необходимой в Эль-Тигре. По моему опыту, при работе с цианидом необходимая площадь осаждения определяется скоростью осаждения исходной пульпы примерно для 20 процентов всех руд, с которыми приходится сталкиваться. Для других руд необходимая площадь больше, чем указанная скоростью оседания сырья, и соответствует осаждению несколько более густой свободно осаждающейся пульпы. Г-н Мишлер в своей статье подробно изложил набор тестов для определения производительности сгустителя, которые, если их тщательно провести, должны быть полностью надежными, при условии, что время от времени делаются поправки на подачу на мельницу.

Две особенности его статьи, я думаю, нуждаются в комментариях. Говоря о времени, необходимом для флокуляции шлама после кормления, г-н Мишлер совершенно правильно указывает, что фактическая скорость осаждения пульпы корма не может быть скоростью оседания полностью флоккулированной пульпы из-за потерь времени на флокуляцию. Мне кажется, однако, что эта особенность не может иметь очень большого значения по следующей причине: верхние зоны пульпы в сгустителе могут быть и часто бывают такими же тонкими, как исходная пульпа. Таким образом, если корм вводится на достаточную глубину ниже поверхности пульпы, чтобы предотвратить перемешивание на поверхности, будет достаточно времени для его флокуляции до того, как он станет поверхностным слоем, и поэтому он не вызовет заметного замедления в оседании. поверхности пульпы.

Г-н Мишлер говорит о стадии оседания, при которой после схлопывания пор и водных каналов дальнейшее оседание зависит опять-таки непосредственно от площади сосуда, а не от его объема. Я часто замечал, что это действительно так, и там, где требуется оседание до плотности стока, большей, чем та, при которой каналы закрываются, увеличение глубины не выгодно для резервуара, а скорее увеличивает площадь, как это было продемонстрировано при отстаивании флотации Anaconda. концентраты. Представляется весьма вероятным, что на заключительном этапе перемешивание пульпы, как это происходит с помощью механизма загустителя, увеличит скорость осаждения; а так как это окончательное осаждение происходит очень медленно, иногда практически ничего не получая, если его не перемешивать, то средняя скорость осаждения на стадии окончательного сгущения может быть увеличена путем перемешивания настолько, что это уменьшит требуемую глубину резервуара и увеличит толщину слоя. окончательный разряд.

Г-н Блумфилд в своей работе с неглубокими тарелками Дорра на фабрике Golden Cycle сообщает о результатах, убедительно доказывающих, что это верно для руды Golden Cycle. Перемешивание не увеличит способность загустителя сверх естественной способности выпускать мякоть такой консистенции, при которой каналы только что закрылись; наоборот, вместимость должна быть несколько меньше, в связи с тем, что D в формуле г. Мишлера № 3 становится меньше, а А, или требуемая площадь, соответственно становится больше.

Следует упомянуть еще одну фазу осаждения слизи, которая не обсуждалась. Я имею в виду осветление воды или осаждение очень тонкой пульпы, слишком разбавленной для флокуляции обычным способом. Я обнаружил, что 10 футов. глубина мутной воды станет прозрачной примерно за то же время, что и 1 фут. глубина.

В наблюдаемых случаях мельчайшие взвешенные частицы случайным образом стягиваются вместе, образуя флокулы, которые падают на дно. Таким образом, вода постепенно очищается, и все частицы флокулируют и осаждаются из большого объема примерно за то же время, что и для небольшого объема. При очистке воды для бытовых нужд бассейны предназначены для хранения воды в течение так называемого «периода задержания» или времени, необходимого для очистки воды.

Всякий раз, когда от загустителей требуются очень чистые переливы, резервуар должен быть сконструирован таким образом, чтобы раствор оставался выше уровня пульпы в течение требуемого периода выдержки. То есть резервуары должны быть достаточно глубокими, чтобы обеспечить необходимую зону осветляющей жидкости над пульпой.

Методы определения вместимости резервуаров для сгущения шлама Р. Т. МИШЛЕР», ESQDEDA, SONORA, MEX.

Емкость бака

При расчете размера вашего бака, прежде всего, вам нужно знать расход воды. В оптимальном для вас аквариуме будет достаточно воды, чтобы удовлетворить эту потребность в самые засушливые периоды в вашем районе.

Для справки: в сельских домах обычно имеется несколько больших баков на 24 000 литров и выше. В столичных районах Мельбурна чаще используются резервуары специального назначения, специально предназначенные для задач с большим объемом воды, таких как садоводство, туалеты и стирка. Мы пошагово рассмотрим, как решить, что необходимо ниже. Помните, что вы никогда не сможете держать слишком много воды. Если у вас есть место, всегда лучше пойти побольше.

В мегаполисах Мельбурна, где водопроводная вода может поддерживать вашу систему в засушливые периоды (для этого есть автоматические устройства), не так важно, чтобы все ваши потребности были в режиме ожидания. Резервуар скромного размера по-прежнему будет иметь огромное значение для снижения потребления водопроводной воды в течение года.

Удовлетворение ваших потребностей

Для применения во всем доме типичная оценка составляет не менее 200 литров на человека в день. Большинство викторианцев знакомы с широко разрекламированной кампанией Target 155 (повышение осведомленности о снижении ежедневного потребления до 155 литров), однако при расчете запасов воды лучше переоценить. В качестве альтернативы, если вы переходите от водопроводной воды, вы можете проверить свое фактическое использование по прошлым счетам за воду.

Если ваш резервуар предназначен для определенной цели, вы можете легко рассчитать потребность только для этой задачи. Например:

• Сады: Для небольшого сада 20 литров в минуту из шланга (это очень большой расход) в течение 30 минут каждую неделю составляет более 2400 литров в месяц. Помните, что сады предпочитают нечастый, но обильный полив.
• Туалеты: Использование зависит от количества людей в вашем доме и от того, как часто они используются. Можно сделать некоторые разумные оценки. Предполагая 8 смывов в день из 10-литрового бачка унитаза (старые туалеты будут смывать больше, современные — меньше), это также составит более 2400 литров в месяц.
• Прачечная: Количество загрузок в месяц x литров за загрузку. Стиральные машины с вертикальной загрузкой могут потреблять около 120 литров за одну стирку. Стиральные машины с фронтальной загрузкой обычно используют примерно половину этого объема.
• Автомойка: Периодическое распыление до 10 минут. До 20 литров воды в минуту в зависимости от вашего шланга и насадки.
• Пожаротушение: Примите во внимание скорость потока вашего пожарного насоса и шланга с насадкой, а также время, необходимое вам для защиты вашего имущества. Всегда следуйте своему плану противопожарной защиты — в экстремальных условиях водопроводная вода может стать ненадежной из-за чрезмерного спроса в другом месте. Жизненно важно осознавать свои собственные ресурсы и следить за тем, чтобы ваши возможности значительно превышали требования вашего плана.
• Другое применение: Долив воды в бассейн (типичная скорость потери воды при включенном/выключенном покрытии), мытье домашних животных (размер ванны, ополаскивание), обливание влажных помещений (расход насоса и насадки шланга) и т.д.

Теперь у вас должно быть довольно хорошее представление о том, что ваш танк должен будет поставлять каждый месяц.

Насколько эффективен ваш водосбор

Формула водосбора выглядит следующим образом: 1 квадратный метр водосбора x 1 мм осадков = 1 литр воды

Допустим, вы собираете с одной стороны вашего дома, и размеры этой секции крыши составляют 12 м х 6 м. Это дает вам 72 метра эффективной площади водосбора. На каждый 1 мм осадков вы получите 72 литра воды.

С точки зрения сбора воды этот расчет жесткой поверхности крыши очень эффективен, поскольку вы собираете воду с самой первой капли дождя. Интересно, что расчеты грунтовых вод для заполнения дамб фактически требуют довольно большого количества осадков, чтобы сначала пропитать все поверхности земли, прежде чем вода начнет стекать в зону сбора.

Определите характер осадков в вашем регионе.

Данные об осадках легко доступны в Интернете. В Виктории хорошим местом для начала является ссылка Water Data для уровней осадков на веб-сайте Melbourne Water. Ежемесячных данных должно быть достаточно для этого упражнения, но если вам любопытно, еженедельные данные также могут быть показательными.

Теперь становится по-настоящему интересно. Умножьте каждый месячный (или еженедельный) осадок в мм на расчет водосбора крыши из шага 2.

Собираем все вместе

Ответ начнет выскакивать прямо сейчас. Если ваш водосборный бассейн достаточно велик, вполне возможно поймать больше, чем вам нужно для использования на шаге 1.