Лабораторная тарельчатая центрифуга

Тарельчатая центрифуга — единственный практичный способ осветлить технологический раствор до нескольких мг/л взвеси в лабораторном масштабе и при этом получить цифры, которые масштабируются. Ротор вращается от 7 700 до 13 500 об/мин, создавая 10 000–20 000 g на питании, а пакет тарелок превращает этот ротор в эквивалент нескольких тысяч квадратных метров площади осаждения. В этом эквиваленте и есть суть: машина не является ускоренной версией отстойника, она представляет собой отстойник, сложенный в корпус.

Откуда берётся производительность

Разделение в пакете тарелок описывается эквивалентной площадью осаждения, обычно обозначаемой Σ. Для пакета конических тарелок величина примерно пропорциональна числу тарелок, кубу наружного радиуса и углу тарелки, и выражается в квадратных метрах: лабораторный ротор 260 мм даёт тысячи, промышленный ротор 510 мм с более высоким пакетом — около 80 000 м². Расход затем следует классическому соотношению между потоком, Σ и скоростью осаждения частицы, которую нужно уловить.

Это соотношение объясняет компромисс, который делает любой оператор. Работа на верхней границе производительности улавливает только более крупную твёрдую фазу; работа на половине номинального расхода заставляет тот же ротор отсекать заметно более мелкую частицу. Опубликованные данные для машин этого класса дают 50–200 л/ч по воде и осветлённую жидкость около 2 мг/кг при отсечке 0,2 мкм на эталонном режиме: это два числа из разных испытаний, и один проход не даёт оба сразу.

Что берёт и что не берёт

Тарельчатые центрифуги — осветлители, а не обезвоживающие машины. При твёрдом в питании выше примерно 3 % по объёму ротор превращается в транспортёр шлама, а интервал разгрузки — в узкое место; выше этого правильная машина — декантер. Объём удержания твёрдого в лабораторном роторе составляет 0,6–1,5 л, поэтому рабочий вопрос не в том, заполнится ли он, а в том, как часто его опорожнять и делается ли это ручным раскрытием ротора или частичной разгрузкой скользящим поршнем на больших исполнениях.

Своё место в гидрометаллургической схеме машина оправдывает на грязных операциях: межфазные образования и увлечённая органика со ступени экстракции, мелкий гипс, прошедший сгуститель, графитовые или угольные шламы после выщелачивания, коллоидная глина, которая забивает фильтр-пресс. В каждом случае тарельчатая центрифуга даёт осветлённый раствор, достаточно чистый для следующей операции — ионообменной смолы, электролизёра или мембраны, — без фильтровальной добавки, которая понадобилась бы рамному фильтр-прессу.

Что должна измерить лабораторная кампания

• Улавливание твёрдого в зависимости от расхода: не менее четырёх расходов с анализом обоих потоков. Для масштабирования нужна кривая, а не одна точка.
• Граничный размер при каждом расходе — по гранулометрии твёрдого в сливе; это показывает, нужен ли промышленной машине больший Σ или другая машина.
• Интервал разгрузки при ожидаемом содержании твёрдого — измеренный, а не оценённый по объёму удержания.
• Абразивность и липкость твёрдого. Гипс и ярозит ведут себя на стенке ротора совершенно по-разному, и эта разница определяет материал ротора и межремонтный интервал.

Что прислать для расчёта

Концентрацию твёрдого и гранулометрию питания, целевую осветлённость в мг/л, химию раствора (pH, хлорид, содержание органики), температуру и режим работы — периодический или непрерывный. Если операция связана с межфазными образованиями, укажите это: меняются требования к контактным материалам и уплотнениям.