选矿工艺中浓缩机是最基本的浓缩设备。普通浓缩机已有较长的应用历史,自60年代以来,它主要是向大型化发展,从几十米增大到100M,200M,成为一种外观极为庞大的设备。虽然处理能力相对提高了,但缺点是笨重、制造运输安装麻烦、占地面积大、浓缩效率低等,因此研制一种高效的浓缩设备势在必行。
高效浓缩机是70年代研制成功并投入工业应用的新型浓缩设备。其主要特点是:设备规格小,处理能力大、溢流水质好、浓缩效率高等。高效浓缩机设备图:
高效浓缩机工作原理如下:在高效浓缩机中,给料筒的设计高度较高,使经过絮凝后的矿浆直接给进浓相沉积层内,在絮团上升的过程中,所有大于沉积层孔隙尺寸的絮团都被截留在沉积层内,而继续上升的仅有液体和极细颗粒,这一沉积层的行为可称为“滤筛”现象。矿浆的水分在上层料柱的压力下向上渗滤,是一种自然压滤作用。极细颗粒做布朗运动,它们在上升过程中由于不规则运动而与絮团碰撞而被粘结而沉积下来。工作原理图如下:
高效浓缩机的浓缩过程实际上是一个浓缩和过滤的联合过程,既可产出澄清的溢流和高浓度底流,又可以大幅度提高单位面积的处理能力。
新型高效浓缩机与普通浓缩机比较有以下突出特点:
1)新型高效浓缩机的单位面积处理量比普通浓缩机高出10倍以上。
2)高效浓密机的基建投资约为相同处理能力的普通浓密机基建投资的38%。
3)高效浓密机的操作费用高于普通浓密机,但由于分离微细颗粒物料可得到较高浓度的底流及电耗较低等有利因素,这种高操作费用可得到补偿。
对微细颗粒物料的分离,高效浓密机明显由于普通浓密机。高效浓密机特别适用于矿泥含量高的尾矿、泥矿给矿、中间产品以及细泥精矿的浓缩。这类设备在严寒地区、地震地区或现场改造受场地限制的情况下,优越性更大。
下面从四个方面来详细介绍
1)高效浓密机与普通浓密机在沉降面积方面的比较:
加大沉降面积可以提高浓密机的处理量。在浓密机中设置互相平行的倾斜板,可加大沉降面积而不增大浓密机的直径。
加倾斜板后,总沉降面积可增加3-4倍以上。此外,设置在泥浆层和清液层交界处的倾斜板还有稳定泥浆层的作用,当泥浆层上升到倾斜板区域时,相当于沉降面积加大了,有利于颗粒的沉降,阻滞泥浆层的上升。
2)高效浓密机与普通浓密机在泥浆层方面的比较如下:
普通浓密机的中心筒较短,浓密机中由上至下分4个工作区:清液区、自由沉降区、过渡区及压缩区。物科进入自由沉降区,该区浓度低 给料浓度,从浓度低的悬浮液沉降压缩到要求浓度的底流,需要较长的时间。清液区很薄,由于进料的扰动,造成沟流 ,一些细小的颗粒可能被带走,因而清液浊度、底流浓度及处理能力都受到影响。
高效浓密机中心筒插入较深,物料直接进入下部的泥浆层,在高效浓密机中只存在上部的清液层及下部浓度逐渐增大的泥浆层,两者之间有明显的界面。物料进入泥浆层后,粗颗粒及大絮团下沉,细颗粒随液流上升,在上升过程中与众多的颗粒碰撞,重新凝聚而下沉,类似于过滤作用。偶而进入清液层的细颗粒,由于该层浓度极低,沉降速度相对较大,会重新回到泥浆层中。中心筒插入泥浆层及保持泥浆层的稳定是高 效浓密机获得高品质的溢流、底流及大处理量的重要因素。
3)高效浓密技术与普通浓密技术在设备结构方面的比较:
为了满足高效浓密技术要求,设备结构作了一些改变。高效浓密机耙机与普通浓密机基本相同,但是因高效浓密机底流浓度高、处理量大,耙机的扭矩要相应增大。另外,高效浓密机槽体高度与直径之比值较普通浓密机大,特别是小直径高效浓密机这个比值更大,这是为了保持一定的泥浆层高度及停留时间的缘故。
槽体高度的增加同时也增大了泥浆层底部液体静压力,有助于絮团中空隙水的排除,可提高底流浓度。高效浓密机中心筒必须仔细设计,除要考虑混合装置、中心筒大小、中心筒与底部沉渣之间的环隙大小外,有的高效浓密机还在中心筒处设置挡板,使物料沿水平方向由中心筒进入槽体,这一切都是为了使物料所带的动能和动量缓慢释放到浓密机中,保持高效浓密机内流体力学的稳定性。
4)高效浓密技术与普通浓密技术在物料给入方面的比较如下:
普通浓密机将已絮凝的物料象瀑布一样泻入中心筒,在中心筒内造成湍流和扰动,破坏了已形成的絮团。
高效浓密机的物料从侧面、底部或上部的环行通道进入中心筒,中心筒内物料浓度较高,避免了强烈的冲击和扰动,中心筒往往又是絮凝剂的加入处,絮团一形成即平稳地 进入浓密机,故减少絮团的破坏。
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