CN104784982B - 一种适于细粒度尾矿处置用的节能型深锥浓缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机，由给砂管（2）、筒体、溢流管（3）、矿浆阀（6）、放砂管（7）组合构成，给砂管（2）***到筒体上部的中心位置，放砂管（7）与筒体的底部联通，矿浆阀（6）安装在放砂管（7）上，筒体由上筒体（1）、下筒体（8）组合构成，上筒体（1）由上部大直径圆筒和下部倒圆台状筒体组合构成，下筒体（8）由上部小直径圆筒和下部圆锥体组合构成，大直径圆筒、小直径圆筒的直径比为（2～6）：1、高度比为1：（1.5～5），上筒体（1）与下筒体（8）的高度比为2：（2.5～4）。本发明集深锥浓缩机、普通砂仓及调浓活化诸多技术于一体，用于尾矿充填或尾矿干堆可节地20%，节能35%，投资减少25%，运营费用降低15%，排出的尾矿浆体重量浓度高达70%～80%。
Description
技术领域
本发明属于尾矿处理和固液分离技术领域，具体涉及一种高效深锥浓缩机，特别适于在细粒尾矿的井下充填和尾矿干堆及固化利用工程中应用。
背景技术
我国是个矿业大国，但大多数矿山资源的品位较低，在选矿流程中排出大量的尾矿，随着矿产资源利用程度的提高，矿石的可开采品位相应降低，尾矿产生量也在增加。因此，尾矿处理是矿山生产的重要环节。近年来, 迫于环境和安全的压力, 减少对地表建（构）筑物的影响，减少地质灾害的发生，实现绿色矿山、环保矿山、无废开采的目标，大多地下矿山采用尾矿充填采矿法。
在尾矿充填、尾矿干堆及尾矿利用前，必须对这种极稀的饱和细粒尾矿进行浓缩脱水。目前脱水方法有浓缩机、砂仓、过滤机或压滤机等，这些传统方法的缺陷是占地面积大、效率低、能耗高、成本高。就浓缩设备来说，目前市场上销售和应用的设备有周边传动浓缩机、高效深锥浓缩机、震动倾斜板高效浓缩机、液压中心传动高效浓缩机等，如《矿业快报》2007年3月发表的“高效深锥浓密机在梅山选厂的应用”一文介绍了一种25mHRC 型高效深锥浓密机，HRC25-HP 高效深锥浓密机结构为中心传动式。主传动为低转速大扭矩涡轮减速机；壳体为钢筋混凝土高架式弹性结构， 采用深锥大坡度钢筋混凝土自防水结构。其主要工作原理是物料给入浓密机顶部桥架上的给料箱消能，通过料箱给入浓密机的给料井，并与絮凝剂混合发生絮凝，絮凝后的物料在重力作用下在浓密机内沉降。高效深锥浓密机投入使用后，最终尾矿浓度可以达到45 %以上， 与高压浓密机应用前相比，可以提高浓度10 ～ 15 个百分点；与高效化改造前相比， 可以提高浓度15 ～ 19 个百分点。但该高效深锥浓密机的底流矿浆浓度在45 %左右，无法满足井下充填和尾矿干堆及固化利用工程中需要将尾矿浓度浓缩到70%以上的需求。
为了进一步提高尾矿浓缩、脱水后的浓度，中国专利申请201310396047.X公布了一种高效型深锥浓缩机，包括机体、搅拌器，所述搅拌器安装在机体的中心，所述搅拌器上连接有传动装置，所述机体由筒段和锥段两部分组成，所述筒段上部设有溢流槽，下部安装有倾斜板，侧面连接有入料管，所述锥段底部设有底流管和冲水管。本发明的特点是：结构简单，占地面积小，处理能力大，利用深锥的自然压力可获得较清净的溢流和高浓度的底流。但该浓缩机与传统浓缩机类似，也需要设立中心搅拌传动装置，而且结构复杂，造价高、能源消耗高、使用成本高。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种结构简单、制造成本低、占地面积小、能耗极低、运行费用低、浓缩脱水效率高的适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机。
为实现本发明的上述目的，本发明一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机采用以下技术方案实现：
本发明一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机，是由给砂管、筒体、溢流管、矿浆阀、放砂管组合构成，给砂管***到筒体上部的中心位置，溢流管与筒体上部的环形槽联通，放砂管与筒体的底部联通，矿浆阀安装在放砂管上，矿浆阀为截止和控制膏体流量大小的开关。为将中低浓度的全尾矿浆连续、高效、低成本地浓缩压密成高浓度全尾矿浆或膏体，将筒体设计成一个上大、下小的具有一定尺寸和容积的变截面筒体和截锥形组合结构，即：所述的筒体由上筒体、下筒体组合构成，上筒体由上部大直径圆筒和下部倒圆台状筒体组合构成，下筒体由上部小直径圆筒和下部圆锥体组合构成。所述的大直径圆筒、小直径圆筒的直径比以（2～6）：1为宜，以（2～4）：1范围为佳；所述的大直径圆筒、小直径圆筒的高度比以1：（1.5～5）为宜，以1：（2～4）范围为佳；所述的上筒体的高度与下筒体的高度比为2：（2.5～4），以2：（2.8～3.2）为佳。
为防止高浓度尾矿浆体在下筒体的圆锥体中沉积堵塞底流放砂管，本发明在下筒体的下部圆锥体侧面还设有调浓防堵装置；为测量、显示下筒体的下部圆锥体内尾矿浆体的孔隙水压力大小的压力计，压力计的探头位于圆锥体内的浆体中。
所述的调浓防堵装置为压力、方向和流量可控的管道机构。本发明改变了现有尾矿充填用浓缩机或尾矿砂仓消耗大量动力造浆放砂的传统落后方式，新设尾矿（膏体）调浓防堵装置，确保连续重力自流放出高浓度的全尾矿浆（膏体）。
为了及时、快速地解决高浓度尾矿浆体在下筒体的圆锥体中沉积堵塞问题，本发明还设有用来自动开启和关闭矿浆阀、调浓防堵装置并能控制矿浆阀、调浓防堵装置上的阀门开度大小的调浓防堵自动控制***。
本发明一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机采用以上技术方案后，具有下列积极效果：
本发明集深锥浓缩机、普通砂仓及调浓活化诸多技术于一体，采用饱和尾矿连续浓缩脱水、存储、重力自流诸多功能于一体的新的、上大下小的T型结构筒体（砂仓），大幅度减少了动力造浆，并避免了尾矿浆体在圆锥体中沉积堵塞及堵管现象，实现高浓度尾矿浆体（膏体）均匀连续自流。整个装置全部采用自流，没有现有浓缩机的刮泥机械传动装置，用于冶金矿山尾矿充填或尾矿干堆可节地20%，节能35%，投资减少25%，运营费用降低15%。
实践证明，尾矿浆体经过本发明浓缩澄清、沉降、压缩后，从底流排出的尾矿浆体（膏体）的重量浓度高达70%～80%、体积浓度高达46%～60%，全年的平均重量浓度高达75%。
本发明一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机在尾矿浆体从给砂管给入到进入到上筒体，并在机体内浓缩澄清、沉降、压缩直至从放砂管排出的整个过程中，不消耗动力。到目前为止，还没有发现不设周边传动或中心传动机构以及搅拌机构的浓缩机。
附图说明
图１是本发明一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机结构示意图。
图2是本发明采用的调浓防堵自动控制***原理示意图。
附图标记为：1-上筒体，2-给砂管，3-溢流管，4-调浓防堵装置，5-压力计，6-矿浆阀，7-放砂管，8-下筒体，9-调浓防堵自动控制***，Ф1-上筒体1之上部大直径圆筒直径，Ф2-下筒体8之上部小直径圆筒直径，h1-上筒体1之上部大直径圆筒高度，h2-上筒体1之下部倒圆台状筒体高度，h3-下筒体8之上部小直径圆筒高度，h4-下筒体8之下部圆锥体高度。
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合附图对本发明一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机作进一步详细描述。
由图1所示的本发明一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机结构示意图看出，本发明一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机，是由给砂管2、筒体、溢流管3、矿浆阀6、放砂管7组合构成；给砂管2为为下侧壁开孔的封底钢管，溢流管3为普通钢管或塑料管，矿浆阀6为截止和控制膏体流量大小的开关；放砂管7为变截面的钢管组成；给砂管2***到筒体上部的中心位置，溢流管3与筒体上部的环形槽联通矿浆阀6安装在放砂管7上。所述的筒体是一个上大、下小的具有一定尺寸和容积的变截面筒体和截锥形组合的T型结构，即：筒体由上筒体1、下筒体8组合构成，上筒体1由上部大直径圆筒和下部倒圆台状筒体组合构成，下筒体8由上部小直径圆筒和下部圆锥体组合构成，放砂管7与下筒体8的下部圆锥体底部联通。在所述下筒体8的下部圆锥体底侧还设有调浓防堵装置4和压力计5，压力计5的探头位于圆锥体内的尾矿浆体中。所述的调浓防堵装置4为压力、方向和流量可控的管道机构。压力计5为测量、显示下部圆锥体内尾矿浆体的孔隙水压力大小的仪表。
通常情况下，所述的大直径圆筒、小直径圆筒的直径比Ф1：Ф2=（2～4）：1；所述的大直径圆筒、小直径圆筒的高度比h1：h3= 1：（2～4）；所述的上筒体1的高度（h1+ h2）与下筒体8的高度（h3+ h4）比为2：（2.8～3.2）。具体结构参数依据不同尾矿（尾砂）的物理化学性质、沉降浓缩试验结果及生产能力大小确定。
当处理给料中-0.074mm含量≥80%（其中-0.037mm含量>50%）、重量浓度为25%～40%的尾矿浆体时，其最优的结构参数为：所述的大直径圆筒、小直径圆筒的直径比Ф1：Ф2=（2.8～3.2）；所述的大直径圆筒、小直径圆筒的高度比为1：（2.1～2.5），所述的上筒体1的高度（h1+ h2）与下筒体8的高度（h3+ h4）比为1：（1.5～1.6），此时，从放砂管7中排出的尾矿重量浓度高达81.2%，未出现因堵塞而影响生产现象，而从溢流管3中排出的溢流水清澈，全部作为选矿厂给水使用。
由图2所示的本发明采用的调浓防堵自动控制***原理示意图看出，本发明还含有用来自动开启和关闭矿浆阀6、调浓防堵装置4并能控制矿浆阀6、调浓防堵装置4上的阀门开度大小的调浓防堵自动控制***9。调浓防堵装置4、压力计5、矿浆阀6分别与调浓防堵自动控制***9相联系。
在实际使用中，中低浓度的细粒尾矿通过给砂管2流入到筒体上部的中心位置，尾矿在T型结构的筒体内沉降、压密，清水由筒体上部的环形槽流入溢流管3作为回水使用；高浓度尾矿浆或膏体通过下筒体8的下部圆锥体底部并经矿浆阀6和放砂管7流出，用于矿山充填或尾矿干堆等；当下筒体8的下部圆锥体底部尾矿过浓产生堵塞时，则启动调浓防堵装置4数秒即可。下筒体8的下部圆锥体底部尾矿过浓产生堵塞问题可根据压力计5所显示的孔隙水压力数值确定启动调浓防堵装置4的时机和时间。
Claims (3)
1.一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机，是由给砂管(2)、筒体、溢流管(3)、矿浆阀(6)、放砂管(7)组合构成，给砂管(2)***到筒体上部的中心位置，溢流管(3)与筒体上部的环形槽联通，放砂管(7)与筒体的底部联通，矿浆阀(6)安装在放砂管(7)上，其特征在于：所述的筒体由上筒体(1)、下筒体(8)组合构成，上筒体(1)由上部大直径圆筒和下部倒圆台状筒体组合构成，下筒体(8)由上部小直径圆筒和下部圆锥体组合构成，所述的大直径圆筒、小直径圆筒的直径比Ф1：Ф2＝(2.8～3.2)：1，所述的大直径圆筒、小直径圆筒的高度比h1：h3＝1：(2.1～2.5)，所述的上筒体(1)的高度(h1+h2)与下筒体(8)的高度(h3+h4)比为1：(1.5～1.6)；在所述下筒体(8)的下部圆锥体底侧还设有调浓防堵装置(4)和压力计(5)，压力计(5)的探头位于圆锥体内的尾矿浆体中。
2.如权利要求1所述的一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机，其特征在于：所述的调浓防堵装置(4)为压力、方向和流量可控的管道机构。
3.如权利要求1或2所述一种适于细粒尾矿处置用的节能型深锥浓缩机，其特征在于：它还含有用来自动开启和关闭矿浆阀(6)、调浓防堵装置(4)并能控制矿浆阀(6)、调浓防堵装置(4)上的阀门开度大小的调浓防堵自动控制***(9)。
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