KMLY型斜板浓密机沉降浓缩效果分析.pdf

金属矿山 总第期 年第 期 万小金， 昆明冶金研究院选矿设备研究室， 工程师， 云南省昆 明市圆通北路 号。 型斜板浓密机沉降浓缩效果分析 万小金 （ 昆明冶金研究院） 摘要分析介绍了 型斜板浓密机沉降浓缩效果。分析表明 型斜板浓密机可大大改善矿浆在 浓密机内流动和分布特性， 提高其容积利用系数； 缩短了细颗粒沉降路径， 加快了细颗粒沉降机会， 提高了沉降效 率； 增加了数倍有效沉降面积， 设备的处理能力可提高 倍。 关键词斜板浓密机浅层沉降浓缩 （ ） “ “ ’ ， * * ’ “ ’, - * .- ,-’ - ， “ - - “ , ’, “ , “ . , ’ /-’ . ’ ’ ， * “， “ 多年来， 昆明冶金研究院已将斜板浅层浓密技 术应用于普通浓密机内。设备形式从早期的箱式 （ 0 型） 发展到圆池型（ 型） 两大系列。 多年生产实践表明， 型斜板浓密机在国内矿 山选矿厂、 湿法冶炼、 污水处理等行业得到了推广应 用。该机与普通浓密机相比， 在同样占地面积情况 下， 可达到 倍的生产能力， 处于国内领先水 平。本文以 型斜板浓密机应用成功的经验， 分析 型斜板浓密机沉降浓缩特性和效果。 型斜板浓密机矿浆流动和分布特性 选矿厂精矿、 尾矿和中间产品的浓缩、 脱水作业 中， 最常用的是各种重力沉降浓密机。其浓缩过程 中， 除了矿浆中颗粒的沉降末速度起着重要作用外， 在很大程度上， 还受矿浆在各种浓密机中的流动和 分布特性的影响。为此， 在讨论 型斜板浓密 机浓缩效果时， 首先分析 型斜板浓密机和常 用的普通浓密机中矿浆流动和分布特性差异， 具有 其重要意义。 传统重力沉降普通浓密机中， 一般多采用圆形 池。池深在 ’， 直径一般在 ’ 范围内。 按矿浆的进出方式， 主要有中心进料周边出水浓密 机， 周边进料周边出水浓密机等形式， 如图 、 所 示。图 则是 型斜板浓密机矿浆流动和分 布特性示意。 图 中心进料、 周边出水浓密机示意 图 周边进料、 周边出水浓密机示意 图 型斜板浓密机示意 从图 、 可见， 无论是中心进料还是周边进料 的普通浓密机， 矿浆有效流动截面积仅为一小部分 1 万方数据 区域。矿浆集中在区域内分布流动， 浓密机中容积 利用系数小， 矿浆流动速度快， 流体絮团从进料到出 水之间在池中停留时间变短， 从而使沉淀出的固体 矿粒较少， 沉降效果较差。同时， 在池中、 上部区域 中的水基本不参与流动， 易形成驻流或慢流区； 特别 是当浓密机直径较大时， 这种现象尤为严重， 造成 中、 上部已澄清的水无法及时排出， 影响浓密机清水 的有效及快速回收。所以说， 普通浓密机这种结构 形式， 就沉降浓缩而言， 其容积利用系数低， 矿浆在 其中的流动及分布特性对颗粒沉降和溢流清水的回 收效果是差的。 型斜板浓密机是利用斜板浅层浓密原 理， 将斜板单元经系统集成的斜板组合结构， 按一定 排列方式， 有序地布置于普通浓密机内， 以增加数倍 有效沉降面积， 改善矿浆在其中的流动和分布状态， 实现高效固液沉降分离的一种重力沉降设备。 从图 可见， 矿浆通过给料装置进入浓密机后， 依靠给料中心处与周边矿浆高差所形成的静压， 使 矿浆均匀地沿径向流动、 扩散， 充满整个容积空间 内， 径向流动速度逐渐变小。这样从径向方向看， 粗 矿粒在机内中心附近底部沉落， 细粒矿泥随着矿浆 向周边流动扩散的同时， 几乎不受矿浆局部的汹涌 波动， 井然稳定地沉降； 从整个深度方向上看， 同一 深度层中的矿浆颗粒性质基本一致， 随着沉降产生 的上清液， 在斜板各个单元内上升流动， 其中的细颗 粒能很好地沉落在斜板面上， 沿斜板面下滑， 有待进 一步浓缩。沉降得到的澄清溢流水， 集中到带有节 流孔的溢流槽内， 依靠槽内外静压差集中排放。这 种排放方式， 进一步保证了矿浆在上升流动过程中 颗粒在斜板面中的稳定沉降和溢流水的指标。总 之， 型斜板浓密机的这种结构， 克服了普通 浓密机结构工作缺点， 使矿浆在其中的流动状态和 分布特性对沉降浓缩来说更为合理。 缩短细颗粒沉降路径， 提高其沉降效率 矿浆中较粗的矿粒， 进入浓密机后能较快地沉降 到池底部， 而细粒在上升水流的影响下， 沉降速度很 慢。在普通浓密机中细粒需要沉降很长的距离， 而在 斜板浓密机内， 细粒在浅层斜板单元内沉降， 显然缩 短了细颗粒沉降路径。斜板浅层沉降矢量见图 。 当矿浆从斜板底部两侧孔进入 型斜板 浓密机浅槽内， 以 的速度沿斜板长度方向均匀流 动， 而其中的细矿粒以沉降末速度 向槽底沉降。 如果颗粒在运动到斜板上端之前沉到斜板面上， 就 图 斜板浅层沉降矢量示意 可以认为颗粒从液体中分出而达到固液分离的目 的。假定颗粒为自由沉降， 而且不同相界面摩擦力 为零， 则 。 就是说， 自由沉降末速度为 的颗粒， 当斜板间液流上升速度为 时， 由速度 矢量合成看出， 颗粒仍然落在斜板面上而沉降。 而同 样条件下， 在普通浓密机里仅当矿浆溢流的上升速 度 时， 该颗粒才能沉降。 两者相比 ，（ ） 设斜板长 ， 板间距 ， 水平倾角 ， 代入（ ） 式中， 则 倍。 而实际上， 一是颗粒在斜板内的沉降， 绝大多数 为干涉沉降， 自由沉降极少； 二是斜板上的沉淀物向 下滑或流动时， 使斜板间流体力学场或速度场与相 界面无摩擦的理想状态大不相同。按其测试数据， 斜板由聚丙烯与其它添加剂压制， 表面平滑且不粘 泥结垢。在此条件下， 与 的比值在 倍。昆明冶金研究院对斜板间液流速度分布规律的 定量测试和分析， 推导出斜板沉降效率是普通沉降 的 倍。较接近实际应用结果［ ］。 另外， 值得一提的是 型斜板浓密机采用 崭新的横向给料方式， 基本消除由斜板下端给料而 带来与斜板面上滑落的沉淀物相混合， 保证了沿斜 板间隙上升的澄清液和沿板面下移的沉淀物各行其 道， 并且不受连续给料的干扰， 从而降低底流浓度， 或是增大循环料量来降低对处理能力的影响。斜板 板间的浅层沉降分成两个作业区 给料口以上为澄 清区， 约占板长 ； 给料口以下为浓缩区。这项 新设计， 极大改善了斜板浓密机对细粒的沉降性能。 万小金 型斜板浓密机沉降浓缩效果分析 年第 期 万方数据 同时， 对浅层斜板单元内流体流动状态特性研究可 知， 板间液流保持层流的雷诺数为 ； 为过渡区； 为紊流， 并以此校核 选取操作参数［ ］。这与一般平流式普通沉淀池中 常在 级以上相比， 斜板浅层沉降比普通沉淀 池创造了更良好的流体力学条件。 增加沉降面积， 提高设备处理能力 浓密机处理能力的大小， 主要取决于两个方面 一是浓密机应截留的最小颗粒粒径（ 溢流临界粒径） 的沉降末速度； 二是浓密机的有效沉降面积。随着 选矿厂生产能力的增大和各种沉降浓缩产品粒度的 泥化， 现有的浓密机面积显然是不能满足矿浆沉降 浓缩的需要， 常常出现溢流水跑浑， 甚至出现大量细 粒金属流失等。从这一方面来讲， 型斜板浓 密技术对增加普通浓密机的面积， 提高设备处理能 力， 显示出很大的灵活性和优越性。 以 台 斜板浓密机处理某 铅锌矿浮选尾矿回收尾矿水为例。在 池内， 布置板长 ， 宽 ， 板间距 ， 板厚 ， 组斜板组合装置； 每个组合斜板为 块， 每组件斜板投影面积 ； 组组合装置总投 影面积 。其中总浓密面积 ， 比原池面 积增加 倍。生产中， 由于该选矿厂氧化矿含泥 量大， 原生泥 ， 占 。在磨矿细度 为 时， 再生 矿泥 含量高达 。为此， 决定采用絮 凝技术方法， 对该选矿厂尾矿进行沉降浓缩。结果 表明， 设备能适应生产中给矿量的大幅度波动。最 大给矿量 ， 最小给矿量 。 测试的平均指标 给矿浓度 ， 流量 ， 底流浓度 ， 溢流含固量小于 ， 浓缩比 ， 回水率 ［ ］。生产上， 因为没有 相同澄清面积的普通浓密机进行工业对比条件， 该 型斜板浓密机生产能力增加倍数只能通过 沉降试验计算而得。根据该尾矿物料沉降特性曲线 计算［ ］， 在给矿量 、 给矿浓度 、 底流浓度 的工艺条件下， 需要沉降面积 为 。由此设计选用的浓密机规格为 ； 即设计需选用 普通浓 密机 台， 占地面积 。因此， 与普通浓密机 相比， 该斜板浓密机单位占地面积的设计生产能力 提高 倍。各现场应用还表明， 型斜板浓密机直径越大， 其有效面积增加倍数越大， 其生产能力与相同占地面积的普通浓密机相比， 其 增加倍数也越高。 结论 （ ） 型斜板浓密机结构大大改善矿浆 在浓密机内流动和分布特性， 提高浓密机的容积利 用系数， 为颗粒沉降浓缩和溢流水的回收创造了良 好的条件。 （ ） 型斜板浓密机斜板组合装置， 从原 理上有助于缩短细颗粒沉降路径， 改善细颗粒沉降 环境， 增加细颗粒沉降机会， 提高了沉降效率。 （ ）与普通浓密机相比， 型斜板浓密机 可增加数倍有效沉降面积， 设备处理能力可提高 倍。实践证明， 对于用地紧张的新厂矿企业， 新建斜板浓密机设备； 或厂矿单位利用原有浓密设 备增加沉降面积， 用于提高设备的处理能力， 这是一 条切实可靠的途径。 参考文献 王喜良， 等 斜板浅层内液流运动特性研究 金属矿山， （ ） 周兴龙， 等 斜板浓密机板面利用系数研究 金属矿山， （ ） 王喜良 型斜板浓密机的原理及应用 金属矿山， （ ） （ 收稿日期 ） （ 上接第 页） 花岗岩岩组组成。上部表土层疏松属软质层。边坡 岩体结构为顺坡层状 碎裂结构， 岩体质量记分 为 ， 属类， 一般岩体。 边坡岩体变形破坏类型有平面型和楔体型两 种。其中楔体型破坏是边坡的主要破坏形式。应用 赤平极射投影法求得不稳定块体的滑动方向为 偏 ， 求得稳定边坡产状为 偏 。经敏感性 分析结果， 安全系数 ， 边坡是稳定的， 可作为边坡设计的依据。 （ 收稿日期 ） 总第 期金属矿山 年第 期 万方数据