专利名称：一种微细物料的絮凝、沉降方法
技术领域：
本发明涉及一种微细物料(如矿山尾矿)的絮凝、沉降方法，特别适合利用周边传动型浓密机进行的微细颗粒物料的絮凝、沉降作业。
背景技术：
浓密机是一种将均相液固混合物进行重力沉降分离的设备。在工业生产中应用极 为广泛，例如选矿厂的浓密机，将精矿或尾矿沉积而与清水分离；精盐或氯碱厂的盐泥沉降 分离；以及污水处理厂、水净化厂、湿法磷酸生产都广泛应用这种设备。对于粒度细、比重轻的物料的沉降分离，一般采用浓密机进行沉降、浓缩，同时添 加絮凝剂来加速微细颗粒的絮凝、沉降，以获得所期望的底流和溢流。目前可应用的浓密机 有周边传动型、中心传动型两种。周边传动型浓密机一般规格大、处理能力大，其利用周边 齿条、传动系统来驱动浓密机耙架，将已沉降的料浆往中心排料锥口集中。中心传动型浓密 机一般规格小、处理能力小，其利用中心传动装置来驱动浓密机耙架，同样将已沉降的料浆 往中心排料锥口集中。需要进行沉降、浓缩的物料，如果浓度较低，细颗粒在液相中沉降时相互间的碰撞 和干扰可以忽略，此时的沉降叫做自由沉降；如果物料浓度较高，细颗粒在液相中沉降时互 相干扰，相互间由于碰撞、摩擦而产生的机械阻力较大，此时的沉降叫做干涉沉降。可见除 水的阻力外，还有一个细颗粒相互间的机械阻力，所以干涉沉降的末速比自由沉降的末速 要小。这就是为什么浓度较稀的料浆中的细颗粒沉降快，浓稠料浆中的细颗粒沉降慢的原 因。为此，部分中心传动型浓密机在添加絮凝剂的基础上，采用稀释进料料浆的方式 来进一步加快物料的沉降。而周边传动型浓密机因耙架露出液面且沿浓密池周围的齿条做 圆周运动，很难利用浓密池内的澄清水来稀释进料料浆，这对加快细颗粒的沉降带来不利。本企业于2008年11月投入运行的2台60米周边传动型浓密机，额定处理能力 254吨/小时.台，设计进料浓度8. 69%，底流浓度彡30.0%，用于处理-200目占85%以 上、比重2. 74、塑性指数25左右的洗矿尾矿(矿泥泥浆水)。该浓密机的给料通过落水井、 明渠、DN500无缝管、0810中心筒给入，同时絮凝剂药液添加到DN500无缝管内，随料浆一 起进入稳流桶内，发生絮凝作用后，矿泥絮团随即沉降，并在耙机刮板的作用下，往排料锥 口聚集，形成最终排放的底流，而浓密机溢流返回洗矿工序循环利用。在60米浓密机实际运行的初期，因进料浓度过高，达17%左右，矿泥的絮凝、沉降 效果很差，在处理能力仅150吨/小时.台左右时，底流浓度只有22 24%，回水率低，且 经常出现跑浑现象。尽管经过某些改进，将进料浓度降到了 15%左右，对矿泥的絮凝、沉降 有一定的改善，但底流浓度提升有限，仅25%左右，回水率仍较低，很难满足洗矿生产用水 的需求。在改善了洗矿冲洗水系统后，60米浓密机的给料浓度进一步下降低至12%左右， 但因给料流量剧增，流速较快，絮凝、沉降环境差，矿泥的最终的絮凝、沉降效果仍很差，底 流浓度只有24%左右，导致底流浓度仍无法得到有效提升。
观察发现，上述60米浓密机的进料、给药方式存在较大的缺陷。如洗矿泥浆水自 明渠通过给料管、中心筒进入浓密机稳流桶的过程中，因流速快、落差大，使得进入稳流桶 的料浆产生较为剧烈的翻滚，不利于矿泥絮团的形成和沉降。此外，絮凝剂在距中心筒约70 米处的给料管处加入，药液进入给料管后，随料浆一起流动，混合充分后，即使絮凝剂发挥 作用而形成矿泥絮团，但由于流动距离长、流速快，没有比较适合絮团沉降的条件或环境， 料浆自中心筒进入稳流桶后绝大部分矿泥絮团会碎散，从而影响到最终的有效絮凝。料浆 进入稳流桶后，经过缓冲，即使出现适合絮团沉降的条件或环境，但絮凝剂第2次发挥絮凝 作用的效果明显减弱，最终导致矿泥沉降速度慢、底流浓度低。
发明内容
本发明的目的是研究出一种微细物料的絮凝、沉降方法，能有效提高浓缩底流浓 度、浓缩回水利用率，明显改善矿泥的絮凝、沉降效果。本发明针对上述60米浓密机的给药方式存在的缺陷，经过多次试验，在多次变换 添加点及添加方式后，终于找到了周边传动浓密机有效的絮凝剂给药装置及方法，并拓宽 了稳流桶上部原有的进水孔，见图1。利用该给药装置可以实现絮凝剂的多点添加，提供最佳的絮凝作用点，消除过早 给药所带来絮凝效果差的缺陷。同时，在正常情况下，由于稳流桶内料位比浓密池液位低， 因此浓密池的澄清水及添加到外围的絮凝剂就会从拓宽的椭圆形进水孔流入到稳流桶内， 对料浆起到一定的稀释作用；在添加到稳流桶内的絮凝剂与料浆混合后，经过稳流桶内设 置的缓冲板的缓冲，可以较快形成絮团，然后在较为平静且不受干扰的环境下沉降，从而获 得较快的沉降速度，相应地提高浓缩底流浓度。针对60米浓密机的进料方式存在的缺陷，需要消除料浆因高落差进入稳流桶所 产生的剧烈翻滚动能，提供合适的絮凝、沉降条件或环境。经过多次试验，发现将中心进料 筒向下延伸1000mm，料浆导入液面以下，封堵中心筒底部，在其下部设置4个弯状出料口， 使得进料最终以切线方向给入稳流桶，并以一定的速度形成旋流体，在离心力的作用下，粗 颗粒及已形成的矿泥絮团会加速下沉，相应加快沉降速度，有效提升浓缩底流浓度。见图2。本发明所采取的技术方案是在周边传动型浓密机的桥架上安装一个可以随桥架一起转动的环形贮药槽，该贮 药槽位于中心给料筒中部、稳流桶的上方，中心给料筒出料口沉入浓密池液面，4个90°弯 管作为旋流出口管均勻分布在中心给料筒圆周上，出口切线方向布置；其出口截面大于或 等于中心给料筒截面。絮凝剂给药点分布及药量控制方式设8个给药引出孔，稳流桶内4个给药点，占 总药量的60 70% ；稳流桶外围4个给药点，占总药量的30 40%。本发明的积极效果上述发明投入使用后，由于明显改善了矿泥的絮凝、沉降效果，在处理能力比原来 增加33%的情况下，浓缩底流浓度由24%提高至32. 3%，絮凝剂单耗由55克/吨降至44 克/吨，而浓缩回水利用率也由49%提高至71%。本发明可应用于利用周边传动型浓密机处理微细颗粒物料的沉降分离作业，从而 提高浓缩效果，加快脱水效率。据统计，国内仅50 60米的周边传动型浓密机就有1000多台，其中大多数用于微细颗粒物料的沉降、浓缩。因此本发明在应用周边传动型浓密机的 矿山选矿厂中具有较大的推广价值。
图1是絮凝剂给药管分布示意图。图2是图1的A-A视图。图3是中心筒进料及出料口分布示意图。图4是图3的B-B视图。图中1、加药管 2、稳流桶 3、环形贮药槽 4、集电环防雨罩 5、中心给料筒 6、浓密池液面7、旋流出口管。
具体实施例方式在周边传动型浓密机的桥架上安装一个环形贮药槽3，该贮药槽位于中心给料筒 5中部、稳流桶2的上方，贮药槽可以随桥架一起转动；从贮药槽引出8根加药管1，稳流桶 内、外各4根，加药管1上设置相应的控制阀；通过这些给药管及阀门，絮凝剂药液可以按要 求添加到稳流桶内部和外围。在环形贮药槽下设集电环防雨罩4。絮凝剂给药点分布及药量控制方式稳流桶内4个给药点，占总药量的60 70%; 稳流桶外围4个给药点，占总药量的30 40%。浓密机稳流桶上部进水装置以浓密池液面为中心线，将稳流桶的上部在稳流桶 的上部均勻开设4个0 250mm的椭圆形进水孔，以增加进水量。周边传动型浓密机的中心进料装置的安装方式延长原有的中心给料筒5，出料 口沉入浓密池液面6。将60米周边传动浓密机常规的中心给料筒5往下延伸至浓密池液面 6以下，伸入液面的长度900 1000mm，底部封堵，在距底部200mm处设置4个出口，利用4 个90°弯管作为旋流出口管7，4个弯管的出口截面须大于或等于进料中心筒截面，沿中心 筒圆周均勻分布、出口呈切线角度，引导料浆从4个出口以切线方式进入稳流桶，并形成一 定的旋流体，使得粗颗粒或已絮凝成团的矿泥在离心力的作用下加速下沉，从而提高沉降 速度，改善沉降、浓缩效果。
权利要求
一种微细物料的絮凝、沉降方法，其特征是在周边传动型浓密机的桥架上安装一个可以随桥架一起转动的环形贮药槽(3)，该贮药槽(3)位于中心给料筒(5)中部、稳流桶(2)的上方，中心给料筒(5)出料口沉入浓密池液面(6)，4个90°弯管作为旋流出口管(7)均匀分布在中心给料筒(5)圆周上，出口切线方向布置；絮凝剂给药点分布及药量控制方式设8个给药引出孔，稳流桶内4个给药点，占总药量的60～70％；稳流桶外围4个给药点，占总药量的30～40％。
全文摘要
本发明提供了一种微细物料的絮凝、沉降方法，采取在周边传动型浓密机的桥架上安装一个随桥架转动的环形贮药槽，该贮药槽位于中心给料筒中部、稳流桶上方，中心给料筒出料口沉入液面，4个90°弯管作为旋流出口管均匀分布在中心给料筒圆周上，其出口截面大于或等于中心筒截面，出口切线方向布置。设8个给药引出孔，稳流桶内4个，占总药量的60～70％；稳流桶外围4个，占总药量的30～40％。本发明在处理能力比原来增加33％的情况下，浓缩底流浓度由24％提高至32.3％，絮凝剂单耗由55克/吨降至44克/吨，而浓缩回水利用率也由49％提高至71％。本发明可应用于利用周边传动型浓密机处理微细颗粒物料的沉降分离作业。
文档编号B01D21/01GK101810946SQ20101015680
公开日2010年8月25日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年4月27日
发明者于十伟, 刘永刚, 向瑞群, 唐建国, 唐自立, 杨海洋, 王太海, 田永锋, 秦汉忠, 邹思华, 陈占钢, 黄振艺 申请人:中国铝业股份有限公司