《精矿脱水》PPT课件.ppt

第十章精矿脱水 本章主要内容 1 固体散粒物料中水分的性质 脱水方法和脱水流程 2 沉淀浓缩的基本原理 浓缩机 3 过滤原理和过滤设备 4 干燥原理及设备 第一节概述 一 精矿脱水的意义及作用精矿含水量是衡量精矿质量的标准之一 1 定义 使固体物料与水分离 以降低湿物料中水分含量的作业叫做脱水2 脱水作用和目的 1 降低精矿产品的水分 满足用户和运输要求 2 洗水再用 节约用水 3 洗水闭路循环 减少环境污染 3 精矿脱水的意义 1 大多数选分作业都是在水中进行的 湿法选矿得到的精矿含有大量的水分 这对精矿的直接使用或继续加工都不合适 湿式选矿的精矿产品水分含量高 水的重量常为精矿干料重量的几倍 例如 浮选厂的精矿所含的水分约为固体重量的4 5倍 摇床精矿约为5 9倍 跳汰精矿约为2 7倍 湿式磁选精矿约为2 5倍 2 精矿中的水分还会给运输和装卸造成困难 并且增加运输费用 在水源缺乏的地区 更需回收选矿产品中的水返回再用 以减少新鲜水的消耗量 3 精矿含水量是衡量精矿质量的标准之一 因此 国家制定了精矿质量水分限制标准列于表中 表国家对几种精矿含水量的规定 二 固体散物料中水分的性质 精矿水分通常有四类 1 重力水分 固体颗粒之间空隙中的那部分在重力作用下可以自由流动的水分 叫做重力水分 它是物料中最容易脱除的水分 2 毛细水分 颗粒之间存在许多孔隙 孔隙较小时可发生毛细管现象 水分子受毛细管作用保留在这些孔隙中 叫毛细水分 需要一定外力才能脱除 3 薄膜水分 由于水分子的偶极作用 将在固体颗粒表面上形成一层水化薄膜 这部分水分叫做薄膜水分 这是较难脱除的水分 即使采用强大的离心力也很难脱去 4 吸湿水分 由于固体颗粒表面的吸附作用 把水分子吸附在它的表面上 并通过渗透作用达到固体颗粒的内部 附着在颗粒表面的水分叫吸附水分 渗透到颗粒内部的水分叫吸收水分 二者合称吸湿水分 即使用热力干燥的方法也不能把它全部除尽 图精矿含水的种类1 毛细水 2 吸湿水 3 重力水 4 薄膜水 三 脱水方法和脱水流程 1 脱水方法 1 机械脱水 它是利用机械力 重力 压力 离心力 使水分和固体分离 例如浓缩 过滤都属于这一类方法 选矿生产的脱水主要应用的是这类方法 2 热能脱水 它是利用热能使水分汽化 达到水分和固体分离的目的 例如用回转窑干燥机对物料进行干燥即属此类 3 物理化学方法脱水 它是应用吸水性化学晶体 如生石灰 无水氯化钙等来吸收物料中的水分 根据物料水分的特点 应采用与它的性质相适应的的方法 由于物料中同时存在着几种性质不同的水分 故往往是几种方法互相配合进行脱水 从选矿产品中除去水分的过程叫作脱水 脱水过程一般由浓缩 过滤和干燥三个作业组成 H2O40 50 H2O10 20 H2O3 8 H2O60 80 2 脱水过程 第二节沉淀 浓缩 一 沉淀浓缩的基本原理1 定义 矿浆中的固体颗粒 在重力作用下向容器底部沉淀 清水则被挤向上方 使较稀的矿浆分出澄清液和浓缩矿浆的过程 称为沉淀浓缩 2 沉降试验 将一定浓度的悬浮液装在量筒中 经过均匀搅拌并静止进行观察 其沉降过程如图所示 量筒中的沉淀浓缩过程 在沉降开始时 整个悬浮液浓度均匀 沉降开始后 悬浮液中的固体颗粒以其沉降末速进行沉降 颗粒越大沉降速度越快 并逐渐堆积在容器的底部 底部沉降固体密度增大 称为压缩区 如量筒2中的D区 同时量筒的上部出现澄清区A 澄清区的下部是沉降区 称为B区 该区的浓度和开始沉降时的悬浮液浓度相同 沉降区和压缩区之间没有明显的界线 中间存在一个过渡区C 随着沉降时间的增长 A区和D区均逐渐增加 B区则逐渐减小直到消失 B区消失后 C区也随之消失 只剩下澄清区A和压缩区D 如量筒5示 再过一段时间 由于颗粒的重力挤压作用 其高度还要减小 澄清区扩大 B区消失时的点称为临界点 3 沉降曲线 根据沉降试验 每隔一定时间要记录澄清层的高度 以沉降时间为横坐标 澄清区的高度为纵坐标 做出沉降时间与澄清高度的关系曲线 称为沉降曲线 特征 沉降曲线由三段组成 AB段 为陡斜率直线 表明悬浮液在沉降区是等速沉降 直线的斜率越大沉降速度越快 BD段 为曲线 呈弯曲状 曲线的斜率逐渐减小 曲线主要是因为悬浮液浓度渐增加而沉降速度减小 CD段 为很小斜率的直线 已属沉淀物被压缩的阶段 逐渐把存在于颗粒间部分水向上挤压出去 压缩区的体积逐渐缩小 直到过程终止 3 浓缩原理 浓缩作业是在浓缩机中实现的 悬浮液在浓缩机中可分为五个区 即 A区为澄清区 B区为自由沉降区 C区为过渡区 D区为压缩区 E区为浓缩物区 在这五个区中 B C D反映浓缩的过程 A E反映的是浓缩的结果 即产物区 浓缩机的工作过程 二 浓缩机 1 周边传动耙式浓缩机 1 结构 直径较大的耙式浓缩机常采用周边传动的结构 周边传动式浓缩机结构示意图1 齿条 2 轨道 3 溢流槽 4 浓缩池 5 托架 6 给料槽 7 进浆圆筒 8 卸料口 9 耙架 10 刮板 11 传动小车 12 辊轮 13 齿轮 浓缩池及耙架结构 精矿脱水 2 工作过程 周边齿条传动的耙式浓缩机支架固定在钢筋混凝土支柱上 耙架的一端与支架固定 另一端与传动架相连 并通过传动机构上的辊轮支承在装设在池体边缘的轨道上 电动机经减速装置使传动齿轮沿齿条绕池体中心回转 从而带动耙架转动 矿浆水由料槽通过支架流入浓缩池 底流浓缩物用砂泵抽出 溢流自溢流槽流出 整个耙架的重量分别支持有支架和轨道上 支架承受主要重量 并设有电动机的集电装置 2 中心传动耙式浓缩机 1 结构 中心传动式浓缩机多为中 小型 主要由沉淀池 耙架 传动机构等组成 浓缩池体用钢板焊成或钢筋混凝土建造 上部周边焊 建 有溢流槽 型钢制成的桥台横置在池体上 桥台下面设有稳流筒 桥台上装设有传动装置和耙架的提升机构 耙架用螺栓固定在回转轴下面的轮毂上 其中一对耙架的长度稍小于浓缩他的半径 而另一对的长度则等于半径的2 3 中心传动式浓缩机 2 工作过程 物料由给料管给入浓缩池中央稳流筒 稳流筒的下部边缘浸没在澄清水面以下 悬浮液经稳流筒向四周流散 并产生沉淀作用 澄清水从周边的溢流溜排出 当传动装置带动回转轴及耙架转动时 沉淀物由耙架下面的利板刮至池中心的卸料 然后用泵抽出 NXZ 2型 21m浓密机 第三节过滤 一 概述1 定义 利用多孔过滤介质 滤布 筛网等 两侧的压力差 将矿浆中的固体和水分离的过程称为过滤 2 过滤的任务 脱去物料中大部分毛细水分 3 过滤介质 是一种多孔物质 常用滤布作过滤介质 滤孔大小可大于固体颗粒直径的好几倍 形成一种拱状结构 过滤方式示意图1 滤浆 2 滤饼 3 过滤介质 4 滤液 拱状结构示意1 固体颗粒 2 滤孔 3 过滤介质 过滤时 固体颗粒在滤孔上面形成拱状结构 使滤孔的入口变小 所以可以截留小于滤孔的颗粒 过滤介质的滤孔尺寸可以比滤浆中相当部分矿粒的直径大许多 4 过滤基本原理 用真空抽吸造成压力差的过滤称为真空过滤 用正压状态造成压力差的过滤称为加压过滤 1 真空过滤时 过滤介质一侧为自然大气压 另 侧为抽气设备建立的真空负压 负压的大小用真空度表示 真空度越高 表示它与大气压差越大 抽吸力越强 真空度一般为0 04 0 065MPa 2 加压过滤时 过滤介质一侧也为自然大气压 另一侧为正常工作时向压力容器内充以0 3MPa左行的压缩空气形成正压 加压过滤在此压力下进行过滤 脱水和卸饼等工序 5 过滤基本过程 矿浆过滤过程分为两个阶段 即滤饼生成阶段和滤饼干燥阶段 1 滤饼生成阶段 大量液体及部分微细颗粒透过介质 滤液浑浊 由于滤饼的形成逐渐增厚 滤液既要通过滤布又要通过滤饼 滤饼成了主要过滤层 而滤布只起支承滤饼作用 此时滤液变清 2 滤饼干燥阶段 由于滤饼已离开矿浆 空气通过滤饼的孔隙 将存于孔隙中的部分水带走 使滤饼水分显著降低 随着干燥时间的增加 水分下降越来越慢 到一定时间后 水分基本上不再降低 这段时间就是有效的干燥时间 6 过滤机类型 过滤机分为加压过滤机和真空过滤机两大类 1 真空过滤机 以真空压力为过滤动力的连续过滤设备 2 加压过滤机 把真空状态下使用的盘式过滤机改为正压状态下过滤 根据产生压力差的方法不同 过滤机分为 重力过滤机 真空过滤机 压滤机离心过滤机 磁过滤机 一 圆筒式真空过滤机 根据过滤表面位置的不同 分为内滤式和外滤式两种 1 外滤式真空圆筒过滤机 1 结构 外滤式真空圆筒过滤机主要由圆筒 分配头 矿浆槽 搅拌器 刮板及传动机构组成 外滤式真空圆筒过滤机 二 过滤设备 2 外滤式过滤机圆筒结构 筒体外表面用隔条沿圆周方向分成一定数量互不通气的过滤室 在过滤室上铺设过滤板 它与筒面形成通道 使滤液流通 在滤板外面包着滤布 沿轴向50 80mm的间距缠绕着许多道钢丝 把滤布固定在筒体上 在每个过滤室上接有过滤管 分别与对应的喉管相通 后灌装在筒体的端部 与分配头保持滑动接触 外滤式过滤机转鼓一个过滤室的横断面1 隔条 2 筒皮 3 过滤板 4 管子 5 胶条 6 滤布 过滤机分配头部件 a 不可更换的配气盘 b 可更换的配气盘 c 固定分配盘 内接触面 d 固定分配盘 外面 配气孔 导栓 3 工作过程 当筒体顺时针旋转时 由于分配头的作用 每个过滤室顺次通过过滤区 干燥区II 吹落区I和滤布清洗区IV 外滤机工作原理图 过滤区 脱水区 卸载区 滤布清洗区1 筒体 2 滤饼 3 矿浆槽 4 搅拌器 5 刮板 6 分配头 在过滤区形成滤饼 在干燥区进行滤饼干燥 吹落区 滤饼受吹风和刮刀的作用而卸料 在滤布清洗区中 鼓风机继续向过滤室吹风 以清洗滤布 恢复其透气性 准备下一次过滤循环 由于筒体在旋转过程中的每个时刻 在不同的过滤室中 分别进行着滤饼形成 滤饼干燥和清洗滤布等过程 所以过滤机的工作是连续的 1 结构 由筒体 托轮 分配器 抽真空和吹风系统 传动机构等组成 滤布装在圆筒内壁 2 特点 滤布装在圆筒内壁上 利用内表面作为过滤面 利用圆筒本身下部容纳矿浆 不需要矿浆槽 适用于沉降速度快的粗粒精矿及有磁团聚现象的铁精矿 2 内滤式真空圆筒过滤机 内滤机工作原理图 过滤区 滤布清洗区 卸载区 脱水区1 筒体 2 滤饼 3 托轮 4 分配头 5 刮板 6 皮带运输机 3 工作原理图 二 圆盘式真空过滤机 1 结构 圆盘式真空过滤机由机体 分配头 传动机构和卸料机构等主要部件组成 每个圆盘由12个扇形片组成 扇形片由隔条和夹板支承 每个扇形片有圆形管与空心轴的孔相通 圆盘式真空过滤机 圆盘式真空过滤机结构1 瞬时吹风系统 2 过滤盘 3 轴 4 分配头 5 转动装置 6 搅拌器 7 槽体 扇形片结构示意1 过滤机空心轴 2 筋条 3 扇形片 4 木条 5 空心夹条 6 带螺母的冒条 7 压板 8 螺丝 9 空心轴孔道 2 工作原理 工作原理与圆筒过滤机相同 过滤板的一部分放在槽中 槽中矿浆的液面在空心轴线以下 过滤板顺时针转动 依次经过过滤区 干燥区和滤饼吹落区 3 特点 圆盘式真空过滤机的优点是过滤面积大 占地面积小 生产能力高 结构紧凑 使用灵活 易看管 适用于各种有色金属矿 圆盘过滤机 三 真空永磁过滤机 真空磁力过滤机是新发展起来的一种过滤机 专用于磁选铁精矿一类强磁性精矿的脱水 它最大特点是生产能力高 它具有永久磁块构成的磁极 利用磁力吸引矿浆中的强磁性精矿形成滤饼 再利用真空的负压排除滤饼中的水份 真空永磁过滤机 1 结构 主要由筒体 传动装置 磁系 给矿槽 分配头等部分组成 构造类似于圆筒式真空过滤机 不同之处是给矿槽在筒体上部 增加了永磁磁系 图真空磁过滤机结构图1 筒体 2 磁系 3 给矿槽 4 溢流堰 5 给矿管 6 溢流槽 7 分配头 8 转动装置 2 过滤原理 当矿浆进入给矿槽之后 其中的磁性矿粒在磁力和本身重力作用下 呈磁簇状迅速吸附在筒体的滤布上 并随筒体转动 在磁性变化的方向上完成两次磁翻滚后形成滤饼 滤饼厚且透气性好 3 特点 磁极吸引精矿的能力比真空吸引精矿的能力大得多 可以获得比内滤式过滤机厚得多的滤饼 利用系数可为筒型内滤式真空过滤机的2 3倍 矿粒越粗 生产率越高 但这种过滤机的滤饼水分比内滤式真空过滤机稍高些 第四节干燥 一 概述1 定义 利用热能从物料中除去少量水分的操作 称为干燥 2 干燥过程的本质 是被除去的水分从固相移到气相中去 固相为被干燥物料 气相为干燥介质 3 加热方法 有直接加热法和间接加热法 直接加热 加热的气体既作载热体又作干燥介质 加热气体与干燥物料直接接触时 既向物料传热 又带走从物料中蒸发出来的蒸汽 效率高 工业多用 间接加热 作为载热体的热气体不与物料直接接触 其热量是利用器壁的热传导传给物体 而物料中蒸发出来的蒸汽 则借助另外的气体做介质而带动 二 干燥机械 1 干燥机械的分类 按干燥介质的种类分 空气 热烟气和红外线干燥机 以操作方法分 间歇和连续 以气体与物料运动方向不同分 顺流式 逆流式和复流式 按气体与物料传热