Fest-Flüssig-Trenn-Dekanterzentrifuge aus Shenzhou
Dekanterzentrifugen gewinnen zunehmend an Bedeutung für immer komplexere Fest-Flüssig- oder Fest-Flüssig-Flüssig-Trennprozesse. Aufbereitete Industrie- oder Metallminerale sind mitunter abrasiv oder werden mit korrosiven Chemikalien behandelt. Zu den traditionellen Anwendungen im Bergbau zählen die Aufbereitung von Kohle, Kies und anderen Produkten, wobei langsam laufende Dekanter sowie Sieb- und Filterdekanter dominieren. Diese wurden im letzten Jahrzehnt zunehmend durch Hochgeschwindigkeitsdekanter ersetzt. Dekanterzentrifugen spielen auch eine Schlüsselrolle bei Anwendungen wie Bohrspülungen, der Aufbereitung von Karbonaten und der Abtrennung von SX-Schlamm in Kupfer-Platin-Erzen mit Nickel- und Goldkonzentrationen. Die Kommunikation zwischen Maschinenherstellern und Aufbereitungsingenieuren ist entscheidend für die richtige Materialauswahl und die Auslegung der passenden Dekanterzentrifuge für den jeweiligen Prozess.
Was ist eine Dekanterzentrifuge?
Definition einer Dekanterzentrifuge
Eine Dekanterzentrifuge, auch bekannt als Horizontalzentrifuge, Feststoffzentrifuge oder Spiralzentrifuge, ist eine Maschine zur Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten mittels eines kontinuierlichen Hochgeschwindigkeits-Rotationsprozesses. Die Abwasserbehandlung von Klärschlamm ist zwar ein Hauptanwendungsgebiet, die Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten (Zweiphasenentwässerung) in einer Suspension ist aber auch für zahlreiche andere Branchen, darunter die Chemie-, Lebensmittel-, Öl- und Bergbauindustrie, von Bedeutung.
Wie eine Dekanterzentrifuge funktioniert
Die Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten in einer Dekanterzentrifuge beruht auf dem Prinzip der Schwerkraft. Während die gravitative Trennung eines schlammigen Gemisches (das sich am Boden absetzt) und des Wassers (das sich oben absetzt) in Trennverfahren, die auf der 1xG-Trennung basieren (z. B. statische Behälter, Kläranlagen oder Lamellenabscheider), viel Zeit in Anspruch nimmt, beschleunigt die schnelle Rotation einer Zentrifuge diesen Prozess erheblich.
Die von einer Dekanterzentrifuge erzeugte G-Kraft kann tatsächlich mehr als dreitausendmal größer sein als die Schwerkraft, wodurch der Trennprozess von Stunden auf wenige Sekunden verkürzt wird. Moderne Zentrifugen arbeiten mit Gegenstromtechnologie. Bei der Trennung in einer Zweiphasen-Dekanterzentrifuge werden die dichteren Feststoffpartikel im Innenteil der Trommel verdichtet und abgesetzt. Anschließend werden sie über den Feststoffauslass der Dekanter abgeführt. Das Zentrat wird zum gegenüberliegenden Ende der Zentrifuge geleitet und über den Zentratauslass abgeführt. In einer Dreiphasenzentrifuge ist das Leitblechsystem im Inneren der Zentrifuge integriert. Dieses Leitblechsystem verhindert, dass das Öl mit dem Wasser ausgetragen wird. Das Öl (die leichtere Phase) sammelt sich zwischen den beiden Leitblechen und wird von der Oberfläche abgeschöpft.
Der Vorteil der Probenanalyse und der Pilotversuche
Die grundlegende Funktionsweise umfasst die folgenden Zentrifugenteile und deren Funktionsweise:
Das Aufgabematerial gelangt über den Zufuhrrohreinlass an einem Ende der Zentrifuge in diese.
Durch die Zentrifugalkraft werden die schwereren Partikel durch die Flüssigkeit gedrückt und sammeln sich an der Innenwand der Schüssel; die schnelle Rotation der Schüssel trennt die Feststoffe und die flüssigen Materialien.
Die kontinuierliche Rotation der Schüssel kann durch einen Frequenzumrichter (VFD) erreicht werden.
Die Förderrolle (Schnecke) im Inneren der Schüssel dreht sich mit einer etwas anderen Geschwindigkeit als die Schüssel selbst (Geschwindigkeitsdifferenz).
Die Schneckenförderanlage schabt kontinuierlich die Feststoffe von der Innenwand der Zentrifugentrommel ab und transportiert sie in Richtung des Feststoffaustragsbereichs des Zentrifugenkegels.
Die Flüssigkeit (Konzentrat) bewegt sich aufgrund des Pascalschen Gesetzes (oder eines kombinierten Rohrleitungssystems) und weil das Feststoffauslassende durch die Feststoffe abgedichtet ist, in die entgegengesetzte Richtung der Feststoffe.
Die Differenzdrehzahl der Zentrifuge steuert die Verweilzeit der Feststoffe; je länger die Feststoffe der g-Kraft ausgesetzt sind, desto trockener werden sie im Entwässerungsprozess.
Schlammarten
Überschüssiger Belebtschlamm (WAS) / Sekundärschlamm – (0,8-1,3% TS)
Besitzt eine natürliche Abscheidung von freiem Wasser (Flocken) und ist leicht absetzbar.
Es wird wenig bis gar kein Polymer benötigt. (*)(**)
* Herkömmliche Dekanterzentrifugen zur Schlammeindickung können mit wenig bis gar keinem Polymer betrieben werden, benötigen jedoch einen höheren Energieverbrauch oder haben eine begrenzte Anlagenkapazität. Andere Eindickungstechnologien (Drehtrommelzentrifuge, Schwerkraftbandzentrifuge, DAF) benötigen Polymer, um eine Feststoffkonzentration von 4–5 % zu erreichen.
Der Centrisys THK Schlammeindicker erreicht eine Feststoffkonzentration von 4-5 % ohne Polymere, bei 50 % weniger Energieverbrauch und erhöhter Kapazität im Vergleich zu herkömmlichen Dekanterzentrifugen.
Primärschlamm - (1,5-5% TS)
Feststoffe sind schwer und absetzbar, aber mit kolloidalem Material beladen (trüb).
Feine Partikel lassen sich schwer entfernen
Polymer wird üblicherweise benötigt
Faulschlamm – (1,5-3% TS)
Nicht einfach einzustellen;
Polymer wird üblicherweise benötigt
Transportkosten basierend auf Tonnagen
Anforderungen an den Feststoffgehalt von Deponien
Ob der Schlamm in einer Schlammlagune entsorgt werden kann
Die Schlammeindickung mittels Dekanterzentrifuge vor der Faulung reduziert das Volumen des Faulbehälters und kann vor der Schlammlagerung und der Ausbringung von flüssigem Schlamm auf landwirtschaftlichen Flächen erfolgen. Je nach Verwendungszweck des Schlammprodukts (Deponierung, Ausbringung auf landwirtschaftlichen Flächen oder Trocknung) ist ein trockenerer Schlamm kostengünstiger für Lagerung, Transport und Entsorgung.
Technische Parameter:
