Барабанный вакуум-фильтр

Когда говорят про барабанный вакуум-фильтр, многие представляют себе просто бочку, которая крутится и сушит шлам. На деле, если вникнуть, это целая система, где каждая мелочь — от материала фильтровальной ткани до распределения вакуумных зон — влияет на выход влажности и скорость съёма кека. Частая ошибка — гнаться за максимальным вакуумом, не учитывая структуру осадка. Бывало, на одной из обогатительных фабрик под Читой поставили слишком мощный насос, думали, высушат всё на ура. А в итоге — ткань забилась за пару часов, кек трескался и осыпался. Пришлось пересматривать всю схему вакуумирования.

Конструкция: где кроются главные проблемы

Основной узел — сам барабан, конечно. Но ключевое — это система ячеек и дренажная решётка внутри. Если здесь есть перекосы или негерметичность в соединениях, вакуум будет ?гулять?, и по разным секциям фильтрация пойдёт неравномерно. Видел такие экземпляры, где после полугода эксплуатации начинались фокусы: с одной стороны кек толстый и влажный, с другой — тонкий и пересушенный. Разбирались — оказалось, деформация внутренних перегородок из-за агрессивной среды. Материал выбрали не тот.

Ещё один нюанс — привод и опорные ролики. Казалось бы, механика. Но если здесь нет точной регулировки, барабан начинает ?бить?, вибрировать. Это не только шум и износ подшипников. Вибрация разрушает формирующийся слой кека на ранней стадии, особенно если шлам мелкодисперсный. Получается, вместо сплошной плёнки — рваные островки. Фильтрация, по сути, идёт вхолостую.

И конечно, система промывки ткани. Часто её делают по остаточному принципу. Но на деле, если не смывать мельчайшие частицы, проникшие в поры ткани, её сопротивление растёт лавинообразно. На одном из проектов по обезвоживанию цинкового концентрата столкнулись с тем, что через неделю производительность упала на 40%. Вскрыли — ткань была как будто зацементирована. Пришлось разрабатывать двухконтурную систему промывки: первичную струйную и ванну с рециркуляцией щелочного раствора. Это добавило хлопот, но продлило цикл между чистками с недели до месяца.

Работа с разными пульпами: универсальность — миф

Производители любят писать про широкий диапазон применения. Но на практике настройки под угольный шлам и, скажем, под железорудный концентрат — это две большие разницы. С углём часто проблема в абразивности — ткань и ячейки изнашиваются быстрее. А с железорудными шламами, особенно тонкого помола, главная головная боль — начальное формирование слоя. Частицы не хотят оседать на ткани, проходят сквозь. Здесь помогает предварительное загущение или введение флокулянтов прямо в корыто. Но и с флокулянтом нужно угадать точку ввода и дозу. Слишком много — кек становится желеобразным и плохо отдаёт влагу, слишком мало — эффекта ноль.

Помню случай на одной золотоизвлекательной фабрике. Пульпа после флотации была крайне нестабильной по гранулометрии. Стандартный барабанный вакуум-фильтр с ним не справлялся. Решение нашли не сразу: установили предфильтр-сгуститель малого диаметра прямо перед загрузочной ёмкостью фильтра. Это выровняло подачу, и процесс стабилизировался. Но это, конечно, дополнительные капиталовложения и площадь.

Температура пульпы — фактор, про который часто забывают. Зимой, в неотапливаемых цехах, вязкость растёт, фильтрация замедляется. Приходится либо подогревать пульпу, либо увеличивать время цикла. А это уже прямая потеря в тоннаже. Один наш клиент из Казахстана как-то жаловался на сезонные провалы. Стали разбираться — всё упиралось в температуру в цехе. Решили вопрос утеплением трубопроводов и ёмкости.

Выбор и работа с фильтровальной тканью

Ткань — это, можно сказать, сердце фильтра. Полипропилен, полиэстер, нейлон — у каждого свои пределы по pH, температуре, абразивной стойкости. Ошибка в выборе материала ведёт к быстрому выходу из строя. Был у меня опыт с фильтрацией медного концентрата с высокой кислотностью. Поставили стандартный полипропилен — через две недели ткань потеряла прочность, порвалась. Перешли на модифицированный полиэстер со специальной пропиткой — срок службы вырос в разы.

Но и правильная ткань требует ухода. Натяжение — критичный параметр. Слабо натянута — провисает, трётся о дренажную решётку, быстро истирается. Слишком сильно натянута — деформирует каркас, может привести к разрыву при термическом расширении. У нас в практике был ориентир: после натяжки ткань должна допускать прогиб не более 5-8 мм при легком нажатии рукой. Старая школа механиков делала это на глаз и по ощущениям, сейчас, конечно, есть и динамометрические ключи.

Ещё один момент — способ крепления. Шнуровка, клипсы, скобы. Каждый имеет свои плюсы и минусы в плане скорости замены и надёжности фиксации. На непрерывных производствах, где простой в десятки тысяч рублей в час, скорость замены становится ключевым фактором. Мы для своих проектов чаще выбирали клипсовую систему — и надёжно, и относительно быстро.

Взаимодействие с вакуумной и компрессорной системой

Вакуумный насос и воздушный компрессор для съёма кека — это не просто дополнение, а часть единого организма. Мощность насоса должна быть адекватна площади фильтра и проницаемости кека. Избыточная мощность — это не только лишние затраты на электроэнергию. Это риск засасывания ткани в ячейки и её повреждения на стадии съёма. Расчёт обычно ведут по эмпирическим формулам, но всегда нужен запас на старение насоса и изменение характеристик пульпы.

Отдельная история — вакуумный ресивер и ловушки. Без хорошей системы отделения фильтрата и конденсата вода летит прямо в насос. Для жидкостно-кольцевых насосов это не так страшно, но для ротационно-пластинчатых — смерть. Обязательно ставить не просто одну ёмкость, а каскад, с возможностью дренажа. На одном из объектов в Кемерово из-за плохой ловушки за месяц угробили дорогой импортный насос. Потом восстанавливались, дорабатывали систему.

Воздушный компрессор для обратной продувки часто берут с запасом по давлению. Но высокое давление — не всегда хорошо. Слишком сильная струя воздуха может не аккуратно отжать кек, а разрушить его, и куски упадут обратно в корыто. Давление нужно регулировать в зависимости от прочности сформированного кека. Обычно хватает 0,3-0,6 бар. Важно, чтобы воздух был чистый и сухой, иначе на соплах будет образовываться конденсат с примесями, который забьёт их.

Опыт с оборудованием от ООО Шаньдун Цянь Шэн

С компанией ООО Шаньдун Цянь Шэн Горнодобывающее Оборудование пересекались, когда искали замену устаревшему фильтру на одной из перевалочных баз угольного концентрата. Их сайт sdqs.ru изучали, интересно, что они базируются в Чжаоюане, в ?Золотой столице? Китая — это накладывает отпечаток, видимо, много опыта именно с рудными шламами. В описании компании указано, что у них есть свои технические специалисты, что важно. Оборудование они предлагают разное, в том числе и барабанные вакуум-фильтры.

Конкретно их агрегат мы не брали в итоге, так как подошли по срокам поставки другие варианты. Но по техзаданиям и чертежам, которые они предоставляли по запросу, видна была основательная работа. Конструкция барабана — с усиленными рёбрами жёсткости, что для больших диаметров критично. Система опорных роликов — самоустанавливающаяся, это хорошее решение для компенсации возможных перекосов. По материалу исполнения корыта предлагали несколько вариантов, включая обрезиненную сталь для агрессивных сред.

Что вызвало вопросы в их предложении — так это стандартная комплектация вакуумной системой. Насос шёл одной фиксированной производительности, без вариантов подбора под конкретную пульпу. Для нестандартных задач пришлось бы докупать отдельно или просить кастомизацию, а это время. В целом, впечатление от ООО Шаньдун Цянь Шэн осталось деловое: оборудование выглядит солидно, сделано с пониманием, но есть некоторая жёсткость в стандартных конфигурациях. Для типовых задач — вполне может быть хорошим выбором, особенно с учётом их специализации на горной отрасли.

В конце концов, успех работы с любым барабанным вакуум-фильтром упирается не только в сам аппарат, но и в глубинное понимание процесса того, что ты фильтруешь. Можно поставить самую дорогую и продвинутую модель, но если неверно подготовлена пульпа или не отрегулированы зоны вакуума, результат будет посредственным. Это всегда баланс между оборудованием, технологией и человеческим опытом. Мелочей здесь не бывает.