Mеждународный концерн ANDRITZ AG является одним из ведущих разработчиков и изготовителей систем обезвоживания и фильтрации, применяемых, кроме прочего, в обогащении твердых полезных ископаемых. Фирма "АНДРИТЦ" была основана в 1852 г. в австрийском городе Граце как небольшое литейное производство. Несколько позже компанией было освоено производство кранов, насосов, водяных турбин, паровых котлов и оборудования для горно-добывающей отрасли. История компании богата примерами удачных слияний и поглощений, определивших сегодняшний профиль производственной деятельности компании. 

В настоящее время машиностроительный концерн  ANDRITZ АG — это крупный производитель отдельных машин и целых систем оборудования, разрабатываемых и изготавливаемых под индивидуальные заказы. Сегодня «АНДРИТЦ» прочно удерживает мировое лидерство в поставке оборудования для гидроэлектростанций, целлюлозно-бумажной промышленности,  металлургии (оборудование для проката стали) и различных производствах, в технологиях которых требуется разделение на твёрдое/жидкое.
Подразделение ANDRITZ — «Технологии сепарации» — охватывает широкий спектр технологий, продуктов и услуг для механического и термического разделения на твёрдое/жидкое как в коммунальной, так и в важнейших промышленных отраслях: горно-рудная, углеобогащение, металлургия, химия  и др.

Технологии фильтрации/обезвоживания компании «АНДРИТЦ»

Поскольку в процессе обогащения угля и других полезных ископаемых много мокрых процессов, проблема обезвоживания как ценного продукта, так и отходов обогащения на современных обогатительных фабриках становится все более актуальной. Эта актуальность обусловлена высокими требованиями к качеству готовой продукции и одновременно требованиями к сохранению окружающей среды.

«АНДРИТЦ» предлагает следующие технологии и оборудование для разделения на твердую/жидкую фракции в процессе обогащения угля, руд различных металлов и других минералов:

Вакуумная фильтрация

Для обезвоживания суспензий в процессе обогащения угля, железной руды и руд цветных металлов компания ANDRITZ выпускает вакуумные дисковые фильтры типа VF. Полезный перепад давления до 0,75 бар в фильтрах этого типа позволяет наиболее эффективно извлекать жидкость из суспензий с твердыми частицами средней и крупной величины.

Конструктивные особенности вакуумных фильтров фирмы ANDRITZ:

• фильтровальные диски с 20 сегментами на каждом - сварная конструкция из перфорированной нержавеющей стали или другого материала;
• ванна фильтра с глубиной погружения дисков до 45 %. Глубина погружения дисков значительно влияет на остаточную влажность и производительность (см. расчет ниже);
• трубы для отвода фильтрата расположены с внешней от вала стороны, что позволяет легко осуществлять их замену даже после многих лет эксплуатации;
• эффективная система сброса кека резким толчком (snap-blow );
• промывка фильтровальных мешков с помощью форсунок из нержавеющей стали;
• эффективная мешалка лопастного типа;
• центральная система смазки.

Расчет функциональной зависимости между количеством кека, остаточной влажностью и конструктивными параметрами машины

Особенности конструкции вакуумных фильтров «АНДРИТЦ» учитывают эти функциональные зависимости, и успешная эксплуатация машин подтверждает на практике теоретические расчеты.

Фильтрация под давлением

Фильтрацию под давлением впервые начали применять только с середины 80-х годов XX века. Это метод фильтрации, при котором дисковый фильтр устанавливается внутри напорного резервуара. Данная система улучшает процесс фильтрации за счет использования большей разницы давления по всей поверхности фильтруемого материала. Компания ANDRITZ выпускает напорные фильтры типа HBF (гипербарфильтры), позволяющие при давлении фильтрации до 6 бар обезвоживать большие объемы мелкодисперсных суспензий с высоким сопротивлением фильтрации, получая минимальную остаточную влажность. Самая высокая удельная производительность этих фильтров позволяет максимально сократить требуемую площадь фильтрации.

Основные преимущества напорных фильтров ANDRITZ:

• фильтрация под давление до 6 бар;
• максимально низкая остаточная влажность (15-18%);
• непрерывный режим работы;
• самая высокая производительность;
• чистый фильтрат;
• небольшая площадь размещения;
• полностью автоматизированный режим эксплуатации установки.

Центрифугирование в угольной промышленности

«АНДРИТЦ» производит различные типы центрифуг, которые широко используются в очень многих отраслях промышленности для обезвоживания минералов, продуктов органической и неорганической химии, пищевых и фармацевтических продуктов, угля и пр.

Осадительные шнековые центрифуги «АНДРИТЦ», поставляются различных типоразмеров. Точный выбор типоразмера машины и ее исполнение зависят от продукта и требуемых результатов разделения. Использование высокопроизводительных роторов и центробежных сил до 4000 g позволяет получить на центрифугах ANDRITZ минимальную остаточную влажность и наилучшую степень осветления.

Производственная программа компании насчитывает несколько типов осадительных шнековых центрифуг: осадительная (включая осадительно-классифирующую), трехфазная осадительная и осадительно-фильтрующая.
В угольной промышленности центрифуги «АНДРИТЦ» используются для обезвоживания угля как крупных, так и мелких фракций. При этом возможная производительность для крупных фракций составляет до 450 т/ч и для мелких/тонких фракций - до 120 т/ч.
На угольных обогатительных фабриках широко применяют в основном осадительные центрифуги со шнековой выгрузкой (ОС), осадительно-фильтрующие центрифуги (ОФЦ), фильтрующие вибрационные и фильтрующие шнековые центрифуги.

Типичная схема обезвоживания с применением технологий центрифугирования на угольной обогатительной фабрике

Осадительная центрифуга со шнековой выгрузкой является стандартной машиной, оснащенной дополнительными приспособлениями для использования в специфических технологических процессах, - идеальное техническое решение для осветления жидкостей, сгущения шламов, разделения/обезвоживания твердых веществ из разных суспензий с диапазоном крупности 0,5-0 мм.
В угольной промышленности эти центрифуги могут быт использованы для обезвоживания отходов флотации с применением флокулянта. Диапазон типоразмеров осадительных центрифуг «АНДРИТЦ» - от 250 до 1400 мм (диаметр корзины).

В осадительно-фильтрующей центрифуге твердые частицы, осажденные в осадительной части машины, которая имеет цилиндрическо-коническую форму, перемещаются к месту разгрузки по цилиндрической фильтрующей части барабана. Здесь происходит дальнейшее обезвоживание твердых частиц, т.е. в одной центрифуге объединяются осаждение и фильтрация. Это обеспечивает максимальную степень отделения жидкой фазы из угля. В других производствах имеется возможность промывки твердых веществ в фильтрующей части центрифуги. Выпускаются центрифуги следующих типоразмеров для угольной промышленности: SVS 900х1800, SVS 1100х3300 (SB 6400). Центрифуга еще большего типоразмера находится в стадии разработки. Производительность в зависимости от грансостава составляет от 20 т/ч до 80 т/ч. Диапазон крупности продукта 1-0 мм.
Осадительные центрифуги системы ANDRITZ, обеспечивая практически постоянные результаты разделения даже при сильных колебаниях потоков и свойств продукта, позволяют исключить дополнительные производственные процессы. Низкие затраты на обслуживание ввиду автоматической работы центрифуг и надежность самих машин фирмы «АНДРИТЦ» являются дополнительными определяющими факторами при выборе оборудования в процессе разделения суспензий.

Фильтрующие вибрационные центрифуги применяются для обезвоживания фракции угля класса 25-0,5 мм. Предварительно сгущенная угольная суспензия подается через желоб во внутрь вращающейся фильтрующей корзины и распределяется по ее центральной части. Транспортировка вдоль вращающейся конической корзины к месту выгрузки, которое находится на большом диаметре корзины, осуществляется за счет осевых вибраций, созданных при помощи специального вибромеханизма. Имеется целый ряд типоразмеров этих центрифуг: от АES 900 мм до АES 1600 мм. Производительность - более 300 т/ч.

Фильтрующие шнековые центрифуги применяются для обезвоживания предварительно сгущенного угольного концентрата класса 0,3-4 мм. Сгущенная угольная суспензия подается через желоб во внутрь вращающейся корзины. Внутри нее имеется транспортирующий шнек, который вращается с дифференциальным числом оборотов по отношению к вращению корзины. Благодаря этому обеспечивается определенное время пребывания угля на поверхности корзины, где он обезвоживается и одновременно транспортируется этим же шнеком к месту выгрузки. Применяются центрифуги типоразмеров АН 900 и АН 1000 мм. Производительность в зависимости от грансостава составляет 40-80 т/ч. Схемы обезвоживания приведены ниже.

Камерные и мембранные фильтр-прессы

Большие и быстродействующие высоконапорные фильтр-прессы компании ANDRITZ чрезвычайно эффективны при обезвоживании суспензий руд, рядового и очень тонкого угля.
Программа поставки включает в себя рамные, камерные и мембранные фильтр-прессы с форматом плит от 250х250 до 2450х2450 мм, имеющие фильтрующие поверхности от 1 до 2000 м2 и работающие на фильтрационном давлении от 7 до 60 бар. Выпускаются с верхней и боковой подвеской плит.
Гидравлическое закрытие для плит размером до 2000х2000 мм осуществляется путем зажима, для плит большего размера - посредством притягивания. Благодаря запатентованным усройствам для снятия кека возможна работа фильтр-прессов ANDRITZ в автоматическом режиме даже при прилипающих фильтруемых продуктах.

Преимущества фильтр-прессов ANDRITZ:

• не требуют применения флокулянта;
• полностью автоматизированные системы разгрузки и промывки салфеток;
• сокращение времени цикла за счет использования механизмов быстрого действия;
• широкая палитра фильтровальных плит.

Основные этапы фильтрации

Ленточные пресс-фильтры

Для обезвоживания отходов обогащения, в особенности трудно обезвоживаемых, компания ANDRITZ выпускает пресс-фильтры непрерывного действия. Ленточные пресс-фильтры типа CPF благодаря своей модульной конструкции обеспечивают оптимальную длительность фильтрации и постепенное возрастание давления отжима в клиновидной зоне и зоне высокого давления (до 2 бар), позволяя бережно обезвоживать шламы до максимального содержания твердого в кеке.

Последовательность зон обезвоживания в ленточном пресс-фильтре ANDRITZ



Конструкция серии CPF разработана специально для эксплуатации этих машин в условиях промышленных предприятий, включая обогатительные фабрики. Ее надежность и эффективность гарантируют не только высокий коэффициент эксплуатации (99 %), но и высокую удельную производительность, минимальную остаточную влажность. Машины этой серии имеют специальную прочную раму, износостойкие покрытия на валках и подшипниковых опорах, высокопрочную фильтровальную ленту. Конструкция компактна за счет оптимального размещения (друг над другом) зон предварительного обезвоживания, клиновидной и поверхностного давления.



Технологическая схема обезвоживания с применением ленточного пресс-фильтра

Сушка угля в кипящем слое

Измельченный уголь (бурый и каменный) благодаря таким своим физическим свойствам, как насыпная плотность и размер частиц идеально подходит для переработки в кипящем слое. С 1963 г. компания ANDRITZ Fliessbett Systeme GmbH производит сушки в кипящем слое для самых разных отраслей: химическое производство, пищевая промышленность, горная промышленность и очистка коммунальных стоков. С этого времени по всему миру было приобретено более 1350 единиц оборудования. Поставлялись как отдельные машины, так и комплексные системы под ключ. В 1984 г. на экспериментальном коксохимическом заводе компании Prosper (Германия) была смонтирована пилотная установка для сушки рядового угля, которая отлично зарекомендовала себя в эксплуатации.

Поскольку угольная пыль легко воспламенима, сушильная установка должна эксплуатироваться в замкнутом паровом цикле. Отсутствие подвижные частей на установке для сушки в кипящем слое дает возможность избежать проблем при герметизации, чего нельзя сказать о других технологиях. Благодаря замкнутому циклу концентрация кислорода снижается настолько, что взрыв пыли может быть полностью исключен. Использование паровых кожухотрубных теплообменников в зоне псевдоожиженного слоя обеспечивает максимальную подачу тепла в наименьшем пространстве, что позволяет получить компактную конструкцию. Одна линия сушильной установки «АНДРИТЦ» легко справляется с нагрузкой до 1000 т/ч.

Принцип работы установки «АНДРИТЦ» для сушки угля в псевдоожиженном (кипящем) слое с циркуляцией пара



Помимо опыта, который был получен на действующих установках, имеется большое количество данных, собранных в процессе многочисленных испытаний (ранее выданные параметры были подтверждены в ходе тестирования более чем 2100 продуктов). Продукт заказчика может быть исследован в ходе лабораторных и пилотных испытаний в экспериментальном цехе, который принадлежит фирме. Это позволяет полностью гарантировать данные расчета сушильной установки.

Отработанный пар, возникающий в процессе сушки, может быть использован для обогрева, благодаря чему значительная часть тепла, затраченная для кипящего слоя, может быть возвращена в процесс.