深锥浓缩机的发展与应用前景

张玉宝　陈小波，2

（1. 内蒙古科技大学，内蒙古包头　014010；2.内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古包头　014010）

深锥浓缩机的发展与应用前景

张玉宝1陈小波1，2

（1. 内蒙古科技大学，内蒙古包头014010；2.内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古包头014010）

浓缩是选矿生产中的必要环节，作为浓缩处理核心设备的浓缩机在选矿行业中得到广泛应用。目前在国内进行精矿、尾矿浓缩的浓缩机基本采用普通浓缩机和高效浓缩机，其设计和运行已成为成熟产品得到广泛应用。常规选矿浓缩后的尾矿排放浓度一般在30%以下，使得大部分的水排放到尾矿库，不仅水资源浪费较大且给尾矿库的安全运行带来严重威胁。近 10 年来，随着浓缩技术和高浓度输送技术的进步和全球对水资源的节约意识的提高，特别是对尾矿堆放场的安全的关切，节能、环保的浓缩尾矿堆放技术被大量应用。 为解决缺水和尾矿库安全问题，深锥浓缩机应用而生，并且得到了广泛的应用。

深锥浓缩机尾矿高浓度发展前景

常规选矿浓缩后的尾矿排放浓度一般在30%以下，使得大部分的水排放到尾矿库，虽然这些水可以回收利用一部分，但经过蒸发和渗透，水量消耗较大。尤其在干旱缺水地区，选矿用水更加弥足珍贵。同时，尾矿低浓度排放至尾矿库后，造成尾矿库蓄水量大，给尾矿库带来安全隐患，常规运行尾矿库成为国内，乃至全世界共同面临的安全难题。为解决上述问题，Robinsky于1970年首次提出利用深锥浓缩机实现尾矿高浓度排放概念，世界第一台工业使用深锥浓缩机实现高浓度尾矿排放的矿山于1973年在加拿大Kidd Creek铜锌矿建成，为深锥浓缩机实现高浓度尾矿拉开了序幕。

1　深锥浓缩机的发展现状

自1973年在加拿大Kidd Creek铜锌矿首次利用深锥浓缩机实现高浓度尾矿排放的成功运行，利用深锥浓缩机实现浓缩尾矿堆存处理在全世界已有30多年的历史，初期的发展受技术的限制，在局部范围内推广与应用。近20年来，随着浓缩技术和高浓度输送技术的进步和全球对水资源的节约意识的提高，特别是对尾矿堆放场的安全的关切，节能、环保的浓缩尾矿堆放技术被大量应用。澳大利亚Mt Keith镍矿于1997年建成利用深锥浓缩机实现的高浓度尾矿排放项目，澳大利亚Sunrise Dam金矿和Century Zinc锌矿于1999年建成利用深锥浓缩机实现的高浓度尾矿排放项目，坦桑尼亚Bulyanhulu金矿于2001年建成利用深锥浓缩机实现的高浓度尾矿排放项目。近年来在国内，乌努格吐山铜钼矿项目和包钢矿山选铁项目均已实现利用深锥浓缩机实现尾矿高浓度排放。

2　深锥浓缩机主要结构形式

深锥浓缩机是通过添加絮凝剂至给料矿浆，通过耙架的旋转，利用导水杆将矿浆层内部的水疏导至上部，并且利用刮刀使矿浆汇集至排出口位置，最终起到矿浆浓缩作用。深锥浓缩机的特点在于其高径比远大于常规浓缩机，且其可实现浓缩机内部10米甚至15米矿浆泥床的驻留，为其实现高浓度提供了基础。深锥浓缩机的结构如图2.1所示。

图2.1 深锥浓缩机

3　深锥浓缩机结构功能简析

深锥浓缩机的主要结构部件有浓缩机槽体、耙架结构（包括刮刀、导水管）、驱动装置、桥架、进料井、溢流槽、底流排出系统和剪切循环系统组成。

浓缩机槽体：槽体为一个高径比大的高架结构，包括其放射梁，扇贝状底部，以及大角度的底板。作为工艺的容器可提供浓缩所需容积与停留时间，收集与排放澄清过的溢流和浓缩过的底流。

耙架机械结构：耙架机械结构包括，垂直的中心轴，平行于池底的耙臂，垂直的输水管，水平的输水管支撑，和扫过池底的刮刀。

刮刀：刮刀安装在耙臂延伸出的支柱上，它可以帮助泥浆移动到槽体中心。 锥角刮刀从耙架中心轴上延伸出来，它的行程经过底流排放管之上，以避免发生堵塞。

驱动装置：驱动装置可为机械传动式结构（电机、减速机传动），也可设计为液压驱动形式。驱动设置为变频器控制，系统设有过载报警和电机切断初始设置点，并且扭矩信号变送器提供一个驱动扭矩信号提供给控制室。驱动装置提供了浓缩机耙架的旋转动力，同时可以检测运行中耙架的扭矩值，在扭矩变得过高时报警、更高时电机切断。

桥架：桥架用于人员通往驱动装置，同时在驱动装置四周留有工作空间，也可设计为支撑在池壁上用来安装驱动装置。

进料井：进料井为圆形，它处于槽体中心，围绕着耙架，并且由浓缩机桥架支撑。进料井始终位于液面以下，进料井结构形式可采用中心进料、切线方向进料等多种方式选择。

溢流槽：溢流槽带有切口堰，将溢流水导离浓缩机。溢流槽的设计将确保整个圆周上的浓缩机澄清区域均匀溢流。

底流排出：在靠近浓缩机底部中心区域的管道接口用来排出浓缩机底流。接口通过管道与底流泵相连，用来将底流转移出槽体。通过控制底流泵的流量控制浓缩机内泥床高度。

4　深锥浓缩机研究发展趋势

在国外，深锥浓缩机在有色金属的尾矿高浓度处理的应用中技术已经趋于成熟，但其在黑色金属的尾矿处理中应用案例较为稀少，同时其规格偏小，其处理量受到限制。目前西方国家也致力于深锥浓缩机在黑色金属尾矿处理中的应用，同时，不断大型化，自动化。在国内，尾矿高浓度处理的思想在2000年后逐步引入中国，作为其中的核心设备，深锥浓缩机也同时出现在中国选矿的视线中，近年来在乌努格吐山铜钼矿的成功试车和包钢巴润公司的成功试车，以及近几年的运行成果，引起了国内选矿行业的重点关注。面对目前水资源的日益匮乏和国内亟待解决的尾矿库安全问题，以深锥浓缩机实现尾矿高浓度处理的尾矿排放方式，正在成为国内选矿尾矿处理的新趋势。