关于浓缩机规格选择的试验与计算

2016-11-28杨宝鑫

科学中国人 2016年32期

关键词：矿浆絮凝剂选矿

杨宝鑫

吉林省地质技术装备研究所

关于浓缩机规格选择的试验与计算

杨宝鑫

吉林省地质技术装备研究所

浓缩机因其结构简单，故障率低等优点,是选矿厂脱水处理的主要设备。本文介绍了浓缩机规格选择的试验方法及相关计算，可以帮助选矿单位合理的选用浓缩机。

浓缩机；脱水；澄清；沉降试验

在湿法选矿时精矿含水量很高，需要对其进行脱水处理。通常采用先浓缩再过滤的工艺方法来达到矿浆脱水的目的。在安装调试浓缩机的工作中，经常会遇到澄清水跑浑、浓缩处理后的矿浆浓度偏低，达不到过滤设备浓度要求。这大多是因为浓缩机规格选的不合适，沉降面积不足导致的，因此为了能合理选用浓缩设备，提高处理效率，满足矿浆在脱水处理时的工艺要求，对浓缩机尺寸规格如何选择就显得尤为重要了。

1 浓缩机的工作原理

目前国内外选矿厂最常用的浓缩设备是普通单层机械卸料式浓缩机，它主要由底部带有一定角度的圆形浓缩池和刮泥耙架两大部分构成，当矿浆进入浓缩池后，悬浮于矿浆中的固体颗粒在重力作用下沉降，从而使矿浆固液得以分离。沉降到浓缩池底部的固体颗粒累积成矿泥由刮泥耙架刮集到池底中心排矿口处通过排矿泵输入下一工段；澄清的水溶液通过溢流堰回到水池可以循环使用。

2 浓缩机种类及选用原则

普通浓缩机根据传动形式的不同可分为中心传动式和周边传动式浓缩机，周边传动式浓缩机又分为辊轮传动式和齿条传动式两类。近些年在普通单层浓缩机基础上又研制出高效浓缩机、倾斜板浓缩机等浓缩设备。一般情况下，给矿量较小，负载不大时选用中心传动式浓缩机，给矿量较大时则选用周边传动式浓缩机，矿浆密度较小时可选用辊轮式，反之以齿条式更好些。在厂地有限和寒冷地区浓缩机易设于室内时可选用高效浓缩机，但需要考虑矿浆对絮凝剂的使用效果及对下道工段的影响。倾斜板浓缩机经生产试验证明有效的提高了处理效率，但因其设备结构复杂、倾斜板容易变形、老化、板面上的沉降物冲洗困难等缺点，故在选矿厂很少使用。而中心传动式浓缩机因其结构简单，制造安装成本较低，故障率较少，所以在满足使用要求的前提下应该优先选用。

3 浓缩机规格的影响因素及相关试验计算

根据选矿单位多年使用浓缩设备的经验数据总结可知，浓缩机的尺寸规格与给矿量、给矿粒度、矿浆固体颗粒沉降速度、给矿及排矿的固液比、矿浆及泡沫的粘度、浮选药剂和絮凝剂的类型、矿浆温度等因素有关。最好能通过生产性试验或模拟试验来确定浓缩机的有效面积；如果没有条件进行试验，也一定要根据矿浆静止沉降试验的有关参数和沉降试验曲线进行计算和选取；只有在准确掌握所要浓缩的矿浆特性的条件下，所选的浓缩机规格才会符合选矿厂的生产需要。在这里介绍一种通过矿浆沉降的试验分析方法来计算浓缩机的规格供读者参考。

（1）在试验过程中，取有代表性的精矿矿浆100～200kg（固水比约为1：4时），经脱水和自然干燥后，将精矿缩分，再用原矿浆澄清水配制成5组以上浓度的试样。其中最小浓度与浓缩机的给矿浓度相当，最大浓度与排矿浓度稍小一点；

（2）取刻度相同的1000mL量筒若干个，注入同体积，等浓度的矿浆，并充分进行搅拌；

（3）测定沉降速度：从停止搅拌开始，每隔一定的时间测记澄清界面下降高度H；

（4）测定澄清水水质：测记沉降高度后，即用虹吸管吸取澄清水，测定水质悬浮固体量M;

（5）测定澄清界面层以下部分（沉渣）浓度：测记沉降高度的同时，记下沉渣高度，测定沉渣单位体积固体重量Cp和密度ρ；

（6）改变矿浆浓度、重复上述试验。

当所采集矿浆试样的自然沉降速度过慢（60分钟以上）澄清液中的固体量超出设计标准时，可酌情加入絮凝剂后再进行试验。选择几种常用的絮凝剂，配成浓度各为1%的溶液。在几个量筒中盛以等量、等浓度的矿浆，用滴定管分别注入等量不同种类的凝聚液，经充分混合后，再静止观察各量筒中矿浆的沉降澄清情况。按沉降试验的步骤测记数据。选择一种或两种絮凝剂进一步做试验。

将每组的下降高度H与时间t绘制成沉降曲线图如图1所示。

图1

用绘图法将曲线用折线H0KL代替，K为折线交点，将量筒中矿浆高度H0单位为m,K点对应的下降高度Hk单位为m，K点对应的时间tk单位为h代入式中可求出该组试样的沉降速度up单位为m∕h。再将所得到的沉降速度up、通过试验测得沉渣单位体积固体重量Cp单位为t m3，脱水处理工艺设计时所需浓缩机排矿单位体积矿浆中所含的固体重量CP单位为t m3代入式中可求得单位处理量所需的沉降面积，a单位为5组试样分别进行上述计算。选出a值最大的amax代入式中A为所求浓缩机的总面积单位为m2；K0为校正系数，一般采用1.05～1.20，当处理矿浆量较稳定可取小值，反之取大值。Gd为浓缩机的给矿量。