振动型斜板浓缩机的改进与应用

振动型斜板浓缩机的改进与应用

皇家采砂机的废水实际是一种半干法沉积，近年来已发展为一种改进的采砂机。尾矿膏体地表堆放这一概念是EliRobinsky在20世纪70年代初就已经提出,并在加拿大KiddCreek矿山进行了应用,虽然由于当时浓缩技术上的限制,实施的效果未能达到设计要求,但是为尾矿膏体排放技术创造了一个先例。后来随着浓缩技术和尾矿膏体的输送技术的发展,尾矿膏体排放技术也得到了发展和推广,截至2000年,仅在澳大利亚就有10多座矿山采用了尾矿膏体地表堆放技术。目前国内如包钢白云西矿和乌努格吐山铜钼矿等大型矿山都采用了尾矿膏体排放。1不同结构的密度机目前国内制备膏体的浓密机主要有深锥浓密机和高效浓密机以及振动型斜板浓密机。因为深锥浓密机和高效浓密机已有很多文献进行了论述,所以本文只对振动型斜板浓密机在尾矿膏体排放技术上的研究进行讨论。1.1强制排矿装置振动型斜板浓密机是昆明理工大学和江苏恒业机械有限公司开发的新一代斜板浓缩装备,其三维示意图如图1所示。该设备结构主要由给矿槽、上箱体、下箱体(锥斗)、溢流槽、斜板组、振动电机和强制排矿装置组成。该设备的主要工作原理与目前使用的斜板浓密机类似,利用斜板浓密原理,缩短了矿浆的沉降距离,减少了物料的沉降时间,从而成倍地扩大了设备的沉降面积,增加了设备单位占地面积的处理量。矿浆由给矿槽给入,粗颗粒首先沉入到锥斗中,细颗粒物料在斜板组下部的进料口中进入斜板之间的斜板通道中,在颗粒自身重力和流体托力的作用下,物料沉积在斜板上,并沿着斜板面向下滑落到锥斗中与粗颗粒物料一起由排矿口排出,而清水则沿着斜板通道进入溢流槽排出。1.2制排矿装置振动型斜板浓密机解决了目前使用的斜板浓密设备存在的斜板通道堵塞、斜板组散落、锥斗壁堆积物料和高浓度排放时排矿口易堵等问题,该设备的核心技术是将斜板设备模块化,对斜板组模块实施间歇式高频微振,对斜板板面进行定期自动清洗,保证斜板沉降通道不堵塞,达到长期稳定运行的目的,强制排矿装置可以实现设备的高浓度或膏体排放的通畅无堵。该设备主要有以下重要特点:1)斜板浓缩通道的集成模式,每个沉降通道具有相同的进料、分级浓缩、排砂和溢流功能,结构尺寸相同,浓缩过程在各个独立的斜板通道内完成,溢流从各通道溢流面横向直接排出,缩短了溢流排出路径,有效解决溢流排出过程的细粒短路和循环问题,保证设备获得较高的浓缩效率。2)斜板组模块化。由相同的斜板组模块进行组合与集成,形成所需要的设备总沉降面积,能简单实现设备的大型化。3)采用耐磨损、抗静电能力强的高分子塑料材料制成的斜板表面光滑,并配以振动装置和自动控制系统使斜板组间歇高频振动,解决了斜板组堵塞问题。4)添加一定量的絮凝剂对矿浆进行预处理,该设备可将物料浓缩至膏体状,配以强制排矿装置,可实现高浓度或膏体底流的无障碍排放,同时减少和避免阀门和管道的堵塞和磨损。5)设备节能环保,单位占地面积浓缩效率高,占地面积小,使用和维护成本低。2石膏体集中试验2.1废物等级分析对尾矿进行全粒级分析,结果如表1所示。2.2研究对象:复合技术基础在实验室内研究尾矿的沉降特性,作为半工业试验的理论基础。在实验室内对该尾矿进行自然沉降试验和絮凝沉降试验。试验在1000mL贴有坐标纸的量筒内进行,其中絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺。2.2.1下降速率的测定试验结果见图1所示。结果表明,该尾矿自然沉降速度一般,在15min是达到沉降拐点,此时的沉降速度为0.72m/h。在试验过程中发现,矿浆在沉降过程中上层澄清层液体较浑浊。2.2.2絮凝剂用量试验根据试验2.2.1的结果可知,该尾矿自然沉降速度一般,且澄清层液体较浑浊,故在实验室中对其进行絮凝沉降试验。絮凝剂聚丙烯酰胺的用量为10,20和30g/t。试验结果图3所示。结果表明,当加入絮凝剂的用量为20g/t和30g/t时,尾矿的沉降速度明显提高,在1min时就达到沉降拐点,此时的沉降速度为6.9m/h。由图3可知,絮凝剂的用量为20g/t和30g/t时尾矿的沉降速度相差不大,从药剂成本考虑,选择最佳药剂用量为20g/t。且试验过程中发现,该尾矿沉降过程中澄清层液体也比较清澈。综上所述,对于该尾矿的浓缩处理,建议添加一定量的絮凝剂聚丙烯酰胺,药剂用量为20g/t。2.3试验结果和分析根据尾矿的沉降特性,当不加如絮凝剂时该尾矿沉降速度为0.72m/h,沉降速度一般,溢流水较浑浊;当加入絮凝剂用量为20g/t时该尾矿沉降速度很快,达到6.9m/h,溢流水质较清澈。结合振动型斜板浓密机浓缩效率高的优势,在现场分别进行了两组试验,一组试验在浓缩时不添加絮凝剂,另一组试验添加絮凝剂,试验流程如图4所示。设备在现场运行了半个月,运行稳定,试验数据如表2和表3所示。半工业试验结果表明,振动型斜板浓密机操作简单方便,底流浓度高,未添加絮凝剂时,底流浓度在71%左右,溢流含固量在500mg/L,排放出的底流形成了膏体,堆放时有一定的堆积角,可进行膏体排放;在添加了絮凝剂后,底流浓度有一定的提高,底流浓度在78%左右,溢流含固量则有明显的下降,在130mg/L左右,底流形成膏体状态,形成了一定的堆积角,符合膏体排放要求。现场膏体排放如图5所示。3振动型斜板浓缩机1)膏体尾矿排放在我国尾矿处理工艺中还是一种新工艺,它对矿山的安全和环境保护十分有利,值得推广。2)振动型斜板浓密机的研发是十分成功的,该设备技术