Zařízení na mytí písku: Jak vyvážit odstraňování hlíny, regeneraci jemného písku a spotřebu vody

Efektivní mytí písku není jen otázkou odstranění co největšího množství jemného materiálu. Mycí okruh musí oddělit nežádoucí jíl, bahno a povrchové znečištění a zároveň zadržet částice písku požadované v hotovém výrobku. Zároveň musí řídit spotřebu vody, vypouštění kejdy a vlhkost produktu.

Tyto požadavky mohou být v rozporu. Zvýšení průtoku vody nebo intenzity mytí může zlepšit odstranění určitých nečistot, ale může také zanést cenný jemný písek do přepadu. Zadržování jemnějšího materiálu může zlepšit výtěžnost produktu a zároveň ztížit splnění konkrétních požadavků na čistotu nebo třídění.

Pro výrobce kameniva hodnotící zařízení na mytí pískuNejužitečnějším přístupem je prozkoumat tři související výsledky: jak účinně se odstraní nežádoucí materiál, kolik prodejného písku se získá a kolik vody celý proces vyžaduje. Správná rovnováha závisí na gradaci krmiva, vlastnostech jílu, specifikacích hotového písku, konfiguraci zařízení a dostupném systému úpravy vody.

Co musí proces mytí pískem skutečně odstranit?

Hlína, bahno a povrchová kontaminace

Přírodní písek a vyrobený písek mohou obsahovat nežádoucí jemný materiál, ale záleží na typu znečištění. Jíl se může vyskytovat jako volné částice nebo jako povlaky a hrudky připojené k větším zrnům. Během praní mohou být v procesní vodě suspendovány kal a jemné minerální částice. Množství mechanického míchání potřebného k uvolnění znečištění závisí částečně na tom, jak silně přilne k písku.

Jednoduché mytí a hydraulická klasifikace mohou odstranit snadno rozptýlené jemné nečistoty. Silněji vázané jílové povlaky nebo hrudky jílu mohou vyžadovat další otěr nebo drhnutí před účinnou separací. Toto rozlišení je důležité, protože hydraulická separace nemůže odstranit nečistoty, které nebyly předtím dostatečně uvolněny z větších částic.

Například kus materiálu bohatého na jíl, který zůstane jako relativně velká hrudka, se může chovat odlišně od jednotlivých rozptýlených částic jílu v prací vodě. Pokud proces mytí nedokáže uvolnit kontaminaci, zvýšení přetečení vody samo o sobě nemusí vyřešit základní problém. Prvním krokem je proto stanovení toho, co musí být odstraněno a zda lze kontaminanty oddělit za navržených podmínek praní.

Nežádoucí jemné částice versus prodejný jemný písek

Ne každý jemný materiál je odpad. Pískový produkt může vyžadovat kontrolovaný podíl menších minerálních částic, aby splnil zamýšlenou jakost. Odstranění příliš velkého množství této frakce může změnit distribuci velikosti částic a snížit množství prodejného produktu.

To znamená, že mycí zařízení by nemělo být hodnoceno pouze podle hmotnosti materiálu vypouštěného s kalem. Přepad může obsahovat nežádoucí jíl a bahno, ale může také obsahovat jemné částice písku, které patří do zamýšleného hotového výrobku.

Rozdíl je zvláště důležitý u vyráběného písku, kde procesy drcení a tvarování mohou vytvářet značné množství jemných minerálních částic. Zda by tyto částice měly zůstat v produktu, závisí na zamýšlené aplikaci a příslušných požadavcích na přijetí. Výrobce dodávající betonový písek, maltový písek nebo jiné tříděné kamenivo může čelit různým limitům na jemný obsah a zrnitost.

V důsledku toho by užitečné zkoumání omyvatelnosti mělo zahrnovat jak analýzu velikosti částic, tak posouzení povahy jemného materiálu.

Gradace krmiva a požadavky na kvalitu produktu

Gradace dávkování určuje, kolik materiálu je k dispozici v každém rozsahu velikosti částic před zahájením praní. Pokud krmivo již obsahuje příliš málo materiálu v požadované frakci jemného písku, mycí okruh nemůže tyto chybějící částice vyrobit. Je třeba přezkoumat fáze drcení a klasifikace ve směru toku.

Naopak, když krmivo obsahuje nadměrné nežádoucí jemné částice, musí mycí systém odstranit dostatečné množství této frakce, aniž by došlo ke ztrátě nadměrného množství přijatelného písku.

Smysluplné posouzení zařízení by proto mělo porovnat distribuci velikosti suchých částic přiváděného písku, požadovanou klasifikaci hotového produktu, množství a vlastnosti nežádoucího jílu nebo bahna a očekávanou distribuci pevných látek mezi promývaným produktem a přepadem. Požadovaná hranice separace by měla být definována před výběrem nastavení zařízení nebo dalších stupňů obnovy.

Proč jemný písek odchází s přetečením mytí?

Usazování částic a hydraulická separace

Mnoho procesů praní a klasifikace písku využívá rozdíly v pohybu částic vodou. Za zjednodušených podmínek usazování se větší nebo hustší částice obecně usazují snadněji než menší částice podobného tvaru a hustoty. Skutečná separace je však ovlivněna tvarem částic, koncentrací, turbulencí a hydraulickými podmínkami uvnitř zařízení.

Jemné částice mohou zůstat suspendované dostatečně dlouho, aby se dostaly k přepadovému výstupu. Oddělení nemusí být nutně ostré. Hydraulický klasifikátor může umožnit, aby se část částic v blízkosti své efektivní separační hranice hlásila do kteréhokoli proudu.

To je důvod, proč může mycí okruh ztrácet cenný jemný písek, i když zařízení mechanicky funguje tak, jak bylo zamýšleno. Výsledek závisí na provozních podmínkách a distribuci velikosti částic krmiva, nikoli pouze na tom, zda mycí zařízení funguje.

Jak proudění vody nese jemné částice

Proudění vody plní během mytí několik důležitých funkcí. Může pomoci rozptýlit jemný materiál, přesunout nežádoucí pevné látky směrem k výtlaku a udržovat hydraulické podmínky potřebné pro separaci. Ale změna toku také mění transport částic.

Když se rychlost vody a turbulence zvýší v určité separační zóně, částice, které by se jinak usadily nebo zůstaly v produktu, mohou být unášeny směrem k přepadu. To neznamená, že každé zvýšení průtoku vody automaticky zvyšuje ztráty písku. Výsledek závisí na geometrii zařízení, koncentraci krmiva, hydraulickém zatížení a separačním mechanismu.

Znamená to, že průtok vody by neměl být upravován bez ohledu na regeneraci produktu. Pokud se přepad po úpravě procesu viditelně ztíží pevnými látkami, měl by být odebrán reprezentativní vzorek, aby se zjistilo, co tyto pevné látky skutečně obsahují. Samotný vizuální vzhled nemůže určit, zda okruh ztrácí prodejný písek nebo odstraňuje převážně nežádoucí jíl a bahno.

Intenzita praní versus regenerace produktu

Mycí systém musí provádět dva související, ale odlišné úkoly: uvolnit nežádoucí kontaminaci a oddělit ji od užitečného produktu. Větší míchání může za určitých podmínek zlepšit uvolňování kontaminantů. Větší hydraulický průtok může zlepšit transport uvolněných jemných částic do proudu odpadu. Žádná úprava nezaručuje lepší celkovou výtěžnost produktu.

Užitečné hodnocení výkonu měří jak snížení nežádoucí kontaminace, tak obnovu materiálu, který splňuje požadavky na zamýšlený produkt. Pokud se čištění zlepší, ale produkt ztratí příliš mnoho požadované jemné frakce, proces může vyžadovat jiné nastavení klasifikace, fázi regenerace nebo předřazenou metodu přípravy.

Cílem není odstranění maximálních pokut. Je to přijatelný hotový produkt s technicky a ekonomicky přiměřenou mírou výtěžnosti.

Kdy je opodstatněné další zařízení na regeneraci jemného písku?

Měření ztrát pevných látek při přetečení

Před přidáním regeneračního systému by měl provozovatel zjistit, zda stávající přetečení obsahuje dostatek regenerovatelného produktu, aby bylo ospravedlněno další zpracování. To vyžaduje víc než jen pozorování zakalené vody. Měl by se odebrat reprezentativní vzorek přetečení a měla by se změřit koncentrace pevných látek a distribuce velikosti částic.

Proud suchých pevných látek odcházejících v přepadu lze poté odhadnout z toku suspenze a koncentrace pevných látek pomocí měření na konzistentním hmotnostním základě. Další otázkou je, jaký podíl těchto pevných látek spadá do požadované specifikace hotového písku.

Pokud většina přepadových pevných látek sestává z nežádoucí hlíny a bahna, jejich regenerace může zhoršit kvalitu produktu. Pokud se smysluplná frakce skládá z přijatelných zrn písku, může být vhodné vyhodnotit další separaci.

Pro spolehlivé výsledky by odběr vzorků měl pokrývat reprezentativní provozní podmínky spíše než jediný okamžik, kdy je závod neobvykle čistý, přetížený nebo nedostatečně živený.

Možnosti obnovy na bázi hydrocyklonu

V některých mycích okruzích lze použít hydrocyklon pro třídění kalu a získávání části pískové frakce, která by jinak odešla s přepadem prací vody. V typickém uspořádání je suspenze dodávána do cyklonu pod tlakem. Výsledný vnitřní tok odděluje částice podle jejich chování v hydraulických podmínkách zařízení.

Spodní proud je obecně obohacen o hrubší nebo snadněji separované pevné látky, zatímco přepad nese větší podíl jemnějšího materiálu a vody. Cyklon však neposkytuje dokonale ostrý řez o velikosti částic.

Jeho výkon závisí na faktorech, jako je geometrie cyklonu, vstupní tlak, koncentrace pevných látek, vlastnosti částic a zvolené provozní podmínky. Získané pevné látky mohou vyžadovat dodatečné odvodnění před začleněním do hotového písku.

Rekuperační okruh proto může zahrnovat jímku, čerpadlo, hydrocyklon a vhodné odvodňovací zařízení. Toto jsou možné konfigurace průmyslového procesu, nikoli tvrzení, že každá myčka písku RION obsahuje zařízení na regeneraci hydrocyklonu.

Přizpůsobení regeneračních systémů podmínkám kalu

Systém regenerace by měl být zvolen podle skutečných podmínek kejdy. Nadměrné kolísání koncentrace krmiva může změnit separační chování. Nekonzistentní provoz čerpadla nebo tlak mohou také způsobit, že výsledky regenerace budou méně předvídatelné.

Zvláště důležitá je distribuce velikosti částic cílové regenerované frakce. Získávání materiálu jednoduše proto, že je přítomen v přepadu, může být kontraproduktivní, pokud tento materiál nepatří do hotového produktu.

Výběr zařízení by měl vzít v úvahu očekávanou využitelnou hmotu, přesnost separace, potřeby následného odvodnění a vliv regenerovaného materiálu na konečné třídění. Další vybavení pro regeneraci rovněž představuje investiční náklady, spotřebu energie, údržbu a složitost procesu.

Je to oprávněné, když měřená výtěžnost produktu a provozní přínosy podporují tyto dodatečné požadavky – nejen proto, že některé pevné látky jsou v odpadní vodě viditelné.

Jak by se měla hodnotit spotřeba vody a manipulace s kejdou?

Sladká voda, recyklovaná voda a procesní ztráty

Mycí zařízení může cirkulovat značný objem vody, aniž by celý tento objem spotřeboval jako čerstvá přídavná voda. Toto rozlišení je zásadní při hodnocení potřeby vody. Hrubý průtok vody mycím zařízením zahrnuje čerstvou i recirkulovanou vodu, kde je instalována regenerační smyčka.

Skutečná doplňovací voda je nutná k nahrazení vody opouštějící systém mokrým produktem, vypouštěným kalem, odpařováním, úniky a jinými ztrátami, po započtení jakékoli externí vody vstupující do procesu.

Pro zjednodušenou ustálenou vodní bilanci bez dalších vstupů vody: Čerstvá přídavná voda = Voda odcházející s produktem + Voda odcházející s hlušinou + Ostatní nerekuperované ztráty vody. To předpokládá, že oběžná zásoba se během období měření nezvyšuje ani nesnižuje.

Při spouštění, odstavování nebo změnách v zásobování jezírka musí být zahrnuta i změna uskladněné vody. Závod využívající vysokou rychlost vnitřní cirkulace může mít proto relativně nízkou potřebu čerstvé vody, pokud se úspěšně získá velký podíl jeho procesní vody.

Naopak, špatný výkon usazování nebo nadměrné množství vody odcházející s odpadní kaší může zvýšit potřebu doplňování. Spotřeba vody by měla být vždy hlášena s jasnou hranicí systému a provozní základnou.

Kalové pevné látky a zatížení systému usazování

Mycí zařízení je pouze jednou částí mokrého okruhu zpracování kameniva. Přepad musí být řízen, zejména tam, kde obsahuje značné množství jemných suspendovaných pevných látek. Pokud je kejda vypouštěna do usazovací nádrže, akumulace pevných látek postupně snižuje dostupnou skladovací kapacitu. Pravidelné odstraňování pevných látek může být nezbytné pro udržení efektivního provozu.

Uspořádání úpravy musí brát v úvahu jak hydraulický průtok, tak hmotnost pevných látek vstupujících do systému. Jezírko, které dokáže pojmout požadovaný objem vody, může být stále obtížné provozovat, pokud je jeho zatížení sedimentem nadměrné.

V závislosti na podmínkách projektu mohou být součástí procesu usazovací nádrže, čeřicí zařízení, zahušťovací systémy a mechanické odvodnění. Vhodnost každé možnosti závisí na vlastnostech pevných látek, dostupné půdě, požadavcích na vypouštění, provozních nákladech a zamýšleném způsobu opětovného použití vody.

Pro hodnocení kupujících zařízení na mytí pískuPožadovaná zařízení pro hospodaření s vodou a kejdou by měla být přezkoumána jako součást kompletního mycího okruhu, nikoli jako nesouvisející příslušenství.

Jak kvalita recyklované vody ovlivňuje praní

Recyklovaná procesní voda je cenná, protože může snížit spotřebu sladké vody, ale kvalita vody musí zůstat vhodná pro zamýšlený separační proces. Voda obsahující vysokou koncentraci suspendovaného jílu a bahna může změnit hydraulické podmínky v mycím okruhu a může zvýšit riziko zanesení jemného materiálu do hotového produktu.

Účinky závisí na koncentraci nerozpuštěných látek, minerálním složení, chemickém složení vody a konfiguraci zařízení. Systém úpravy by proto měl být schopen udržovat kvalitu vody v rozsahu požadovaném pro spolehlivé mytí.

Obsluha, která čelí nekonzistentní kvalitě písku, by měla prozkoumat nejen nastavení mycího zařízení, ale také změny v obsahu pevných částic v recyklované vodě. Rekuperace vody a kvalita produktu jsou propojená technická hlediska.

Jak odvodnění ovlivňuje hotovou manipulaci s pískem?

Zbytková vlhkost po praní

Promytý písek obecně opouští fázi mokrého zpracování s vodou zadrženou mezi částicemi a kolem nich. Zbývající množství závisí na třídění materiálu, tvaru částic, odvodňovacím mechanismu a době, která je k dispozici pro odvodnění.

Jemný písek obvykle představuje větší problémy s odvodněním než hrubší materiál, protože menší póry a kapilární síly mohou zadržet více vody. Pračka může účinně odstraňovat nežádoucí nečistoty, aniž by produkovala písek s obsahem vlhkosti, který je potřebný pro okamžitou dopravu, skladování nebo další manipulaci.

Čistící výkon a odvodňovací výkon by se proto měly měřit odděleně.

Skladování a doprava mokrého písku

Nadměrná vlhkost může ovlivnit manipulační vlastnosti hotového písku. Mokrý materiál se může přilepit na povrchy zařízení, hromadit se v místech přenosu nebo odvádět vodu do oblasti skladu. Změny obsahu vlhkosti mohou také ovlivnit objemovou hmotnost a interpretaci výrobní tonáže.

Z tohoto důvodu by údaj o mokré tonáži neměl být automaticky považován za stejné množství suchého prodejného písku. Pokud se vyhodnocuje výtěžnost výroby, měření by měla být převedena na konzistentní bázi sušiny.

Odvodnění hromady, řízení odtoku a konstrukce dopravníku by měly být také zváženy tam, kde se očekává kolísání vlhkosti produktu.

Když je potřeba další odvodnění

Samostatný odvodňovací stupeň může být oprávněný, když zbytková vlhkost z mycího zařízení překročí požadavky na následnou manipulaci nebo dodávku produktu. V závislosti na distribuci velikosti částic a uspořádání procesu lze zvážit odvodňovací síta a další vhodná zařízení.

Rozhodnutí by mělo být podpořeno skutečnými měřeními vlhkosti produktu a definovaným cílem manipulace. Dodatečné odvodnění automaticky nezlepší odstraňování jílu nebo získávání jemného písku. Řeší jiný cíl procesu.

Správně navržený mycí okruh proto může vyžadovat samostatné stupně zařízení pro čištění, hydraulickou klasifikaci, regeneraci jemných částic a snížení vlhkosti. Spojením všech těchto údajů do jediného nespecifikovaného údaje o výkonu je srovnání zařízení méně spolehlivé.

Jak mohou kupující hodnotit skutečný výkon praní?

Vzorkovací krmivo, promytý písek a přepad

Nejužitečnější hodnocení mycího výkonu začíná měřením na hlavních vstupních a výstupních bodech materiálu. Reprezentativní vzorky by měly být odebrány ze vstupního krmiva, promytého produktu a přepadového nebo odpadního proudu. Vzorky by měly být spojeny s naměřenými nebo přiměřeně stanovenými průtoky ve stejném provozním intervalu.

Pro každý proud mohou relevantní měření zahrnovat distribuci velikosti částic, obsah sušiny, vlhkost a množství nežádoucí kontaminace. Metody odběru vzorků musí také zohledňovat segregaci a variabilitu procesu.

Vzorek odebraný z povrchu hromady nebo izolovaného místa v kanále pro kejdu nemusí představovat celý tok materiálu. Tam, kde se výsledky používají pro přejímku zařízení nebo záruky procesu, plán odběru vzorků a zkušební metody by měly být dohodnuty před zahájením hodnocení.

Vytvoření rovnováhy písku a vody

Vezměme si zjednodušený příklad, ve kterém vstupní krmivo obsahuje 100 tun sušiny za hodinu. Předpokládejme, že měření ukazují, že 88 tun za hodinu se hlásí k promytému produktu a 12 tun za hodinu odchází odpadním nebo přepadovým tokem. Celková bilance sušiny a pevných látek je potom 100 = 88 + 12.

Celková regenerace sušiny do proudu produktu je 88 / 100 × 100 = 88 %. Toto číslo však nedokazuje, že bylo získáno 88 % cenného písku. 12 tun za hodinu opouštějící okruh může obsahovat jak nežádoucí jemné částice, tak částice, které splňují požadavky na hotový produkt.

Pro odhad výtěžnosti prodejného písku musí operátor určit hmotnost cílové frakce částic vstupující do každého proudu a vystupující z něj. Předpokládejme například, že analýza velikosti částic identifikuje 90 tun cílového písku za hodinu v krmivu a 85 tun cílové frakce za hodinu v hotovém produktu. Výtěžek cílové frakce by pak byl 85 / 90 × 100 ≈ 94,4 %.

Všechny výše uvedené hodnoty jsou ilustrativní a nejsou výsledky testů zařízení RION. Ukazují, proč jsou celková výtěžnost pevných látek a užitečná výtěžnost písku rozdílná měření.

Samostatná vodní bilance by měla zohledňovat vodu vstupující s mokrým krmivem, dodávku čerstvého doplňku, recyklovaný tok, vlhkost produktu a vypouštění odpadních vod. Použití srovnatelných suchých pevných látek a vodních bází pomáhá odlišit skutečnou ztrátu produktu od rozdílů způsobených měnícím se obsahem vlhkosti.

Porovnání výsledků čištění, regenerace a odvodnění

Praktické hodnocení přijetí by mělo hodnotit každý hlavní cíl procesu samostatně.

Žádné jednotlivé měření nezachycuje celý proces. Mycí okruh, který produkuje extrémně čistý písek, ale ztrácí nadměrně cenné jemné částice, může být komerčně neatraktivní. Okruh s vysokou výtěžností pevných látek může být také nevhodný, pokud zadržuje nepřijatelnou hlínu nebo produkuje nesprávné třídění.

Nejlepší konfigurace splňuje specifikovanou kvalitu produktu při zachování rozumné rovnováhy mezi regenerací, spotřebou vody a provozními požadavky.

Jaká data by měla být poskytnuta pro návrh zařízení na mytí písku?

Gradace krmiva, obsah jílu a specifikace produktu

Před výběrem zařízení by kupující měli zjistit vlastnosti materiálu, který skutečně vstoupí do mycího okruhu. Mezi relevantní informace patří distribuce velikosti částic krmiva, množství materiálu pod zamýšleným rozsahem separace, obsah jílu, maximální velikost částic a očekávané výkyvy v kvalitě krmiva.

Je-li jíl přítomen, měl by kupující objasnit, zda se vyskytuje převážně jako rozptýlené jemné částice, povlaky nebo hrudky. Požadovaná kritéria pro klasifikaci a čistotu hotového produktu by měla být uvedena odděleně od údajů o vstupním krmivu.

Pokud se písek vyrábí předřazeným drtícím nebo tvarovacím zařízením, jako je a Výrobník písku VSIjeho výsledná gradace by měla být měřena spíše než odvozována pouze z kategorie zařízení.

Prosévací zařízení proti proudu mohou také ovlivnit distribuci velikosti částic vstupujících do praní. RION Vibrační obrazovka je jedna relevantní kategorie produktů v lince na zpracování kameniva.

Požadovaná propustnost a vodní podmínky

Návrh by měl jasně uvádět, zda je výrobní kapacita vyjádřena jako mokré krmivo, suché krmivo v pevném stavu nebo hotový produkt. Tyto veličiny nejsou vzájemně zaměnitelné.

Dodavatel zařízení také potřebuje informace o dostupné technologické vodě, zda je nutná recyklace, očekávané kvalitě vody a praktických možnostech manipulace s kalem. Pokud má místo omezenou dostupnost sladké vody nebo omezený prostor pro usazovací zařízení, mohou mít tato omezení velký vliv na celkovou konfiguraci mytí.

Samotná kapacita nestačí k definování kompletního mycího procesu.

Rozsah zařízení a omezení místa

Kupující a dodavatel zařízení by měli určit, které fáze procesu jsou zahrnuty do navrhovaného rozsahu. Základní myčka, myčka s odděleným získáváním jemného písku a kompletní okruh zahrnující úpravu vody a odvodnění produktu nejsou rovnocenné systémy.

Návrh by měl identifikovat rozhraní zařízení, inženýrské sítě, základy, dostupný prostor pro instalaci a jakékoli následné požadavky na manipulaci. Mělo by také specifikovat, jak se bude měřit třídění, regenerace a vlhkost hotového produktu, pokud tyto výsledky tvoří součást požadavků projektu.

RION poskytuje Písková pračka zařízení pro aplikace zpracování kameniva. Pro diskusi o projektu mohou kupující předložit reprezentativní údaje o krmivu, požadované třídění písku, průchodnosti a podmínkách na místě prostřednictvím Kontaktní stránka RION.

Nejúčinnější okruh pro mytí písku není nutně ten, který odstraňuje největší množství jemného materiálu. Je to ten, který odstraňuje kontaminanty, které musí být odmítnuty, zadržuje odpovídající podíl cenného písku a funguje v rámci vodních a manipulačních omezení.

Dosažení této rovnováhy začíná pochopením skutečného krmiva a měřením, kam v průběhu procesu putují pevné látky i voda.