浓密机发展历程、分类及其高效化改进研究现状

传统浓密机使用中常存在溢流“跑浑”、底流浓度不达标、压耙等问题,导致浓密机分级效果差,直接影响企业的安全高效生产。浓密机分级效果除了受到来自浓密机自身结构参数的宏观因素影响外,根本原因取决于进料特性、药剂作用参数（如泥层厚度、加药量、溢流含固量、底流浓度等）。为此,通过综述国内外浓密机发展历程、分类及特点、存在的问题及其改进,系统分析了自动提耙技术、新型进料井结构、自动加药技术、综合控制系统等在传统浓密机高效化改进方面的应用,总结了深锥浓密机和斜板（管）浓密机在稳定底流浓度、改善板面上物料堆积粘结、减少沉降通道堵塞等方面采取的措施,介绍了振动型斜板浓密分级机和振动型斜板盒浓密分级机技术特征及应用,重点讨论了消除斜板浓密机斜板面上物料粘结与堵塞问题的最新技术与解决方案。未来浓密机将以高底流浓度、高处理能力、低故障率、低能耗、智能控制为主要技术特征,借助于新材料、自动化水平、药剂工艺等技术的进步,实现以传统浓密机为基础、高效浓密机为方向,不断优化设备结构,最终规格趋于合理、类型趋于完善。浓密机及其高效化应用的系统研究,为我国在固液分离行业通用设备的研究与开发提供重要思路,为实现尾矿高效脱水、干排干堆、综合利用,加快绿色矿山建设进程提供重要的理论和技术支撑。     

Fluid flow in thickener feedwell models

The design of feedwells in thickeners has a significant influence on the subsequent settling and classification performance. The fluid flow inside tangential entry feedwell models has been investigated in a small-scale physical model of the feedwell and simplified thickener. Laser Doppler velocimetry measurements have been made in feedwells with and without an internal shelf, and dye tracer has been used for flow visualisation.In a tangential entry feedwell without a shelf, the feed spiralled down the inner wall of the feedwell before exiting. With an internal shelf in the feedwell, the feed spiralled above the shelf before slipping over the edge of the shelf and spiralling down the inner wall of the feedwell. The increased spiralling resulted in an increase in the fluid residence time in the feedwell with an internal shelf.A single-phase, three-dimensional computational fluid dynamics model was used to calculate the fluid flow in the model feedwells. The performance of the k–epsilon turbulence model and the differential Reynolds stress turbulence model were evaluated. The numerical predictions of the velocity fields using both turbulence models were in good agreement with the experimental results measured inside the feedwell. The economical k–epsilon turbulence model may be used to assist in the design of feedwells for industrial thickeners.     

哈尔滨某矿深锥浓密机的应用改造

以哈尔滨某铜锌矿膏体充填系统调试为背景,指出调试过程中出现深锥浓密机澄清溢流水受给矿污染、底流浓度偏低以及压耙等问题的原因,并介绍了针对这些问题进行给料井、絮凝剂投加点及底流循环管道等的改造情况。实践证明：①合理选择尾矿浆的稀释方式,科学、恰当消减尾矿浆进入给料井的动能,有利于为矿浆与絮凝剂平稳、充分混合营造理想的环境;②适当增加并合理布置絮凝剂投加点有利于改善絮凝效果,提高深锥浓密机的底流浓度;③科学、合理的浓密机底流循环管路设计有利于底流料浆的平稳流动,减少耙架的运行阻力和压耙事故的发生。     

高效浓密机在瓮福基地的应用

本文叙述了一种底流浓度可达 70 %以上的高效浓密机及其应用。瓮福矿肥基地使用了2台此种高效浓密机 ,其生产能力相当于 7台普通浓密机。高效浓密机的特点是特殊的给矿方式使絮凝剂能快速有效地与矿浆混合 ,高效浓密机的操作应注意控制好给矿的特性、絮凝剂的用量以及保持给矿量和底流的平衡。     

浓缩机刮耙流场数值仿真研究

为研究浓缩机刮耙对池底矿泥的输送规律,运用计算流体力学方法对浓缩机耙臂附近流场进行了数值模拟,并对不同转速下的模拟结果进行了比较分析,得到了浓缩机流场压力、速度分布规律和刮耙刮泥效率规律。结果表明,刮板背面产生的负压是使矿泥向池中心流动的因素之一;最外侧刮板上缘存在较强的反向流动,降低了刮耙效率;在浓缩机中部刮耙效率变化平稳,且高耙臂转速刮耙刮泥效率高于低耙臂转速。     

面向膏体充填尾砂浓密的絮团结构研究进展综述

膏体充填的技术难题之一是如何在尾砂浓密环节制备出浓度稳定、适宜的底流,从而满足后续工艺环节的需要,以期为矿山安全高效生产提供技术保障.但实际工程中尾砂浓密的底流浓度常常不稳定,基于国内外尾砂浓密领域的最新研究进展发现,底流浓度除了受浓密工艺的宏观因素影响外,根本原因取决于浓密脱水过程中的絮团微细观结构.为此通过综述国内...     

振动型斜板浓密机在攀钢某选厂尾矿膏体排放中的试验研究

尾矿膏体排放是近年来发展起来的一种新的尾矿处理工艺,对矿山安全和环境保护十分有利。振动型斜板浓密机是在目前的斜板浓缩设备的基础上改进研发的一种新型的浓缩设备。该设备占地面积小、能耗低、运行稳定,浓缩效率高,技术先进,能通畅无阻地排放出高浓度(膏体)底流,在尾矿膏体排放工艺中取得了良好的试验指标。     

沙溪铜矿全尾砂沉降性能及絮凝剂选型试验研究

全尾砂沉降特性决定其在深锥浓密机中的浓密效率,进而影响充填料浆制备及采场充填效率。为保证沙溪铜矿大规模开采的采场充填效率、提升充填料浆连续稳定制备能力,拟对矿山极细全尾砂深锥浓密控制参数进行优化调整,为此开展了矿山全尾砂自然沉降和絮凝沉降对比试验研究,结果表明：矿山全尾砂自然沉降速率无法满足充填生产需要,需添加絮凝剂加速尾砂沉降;考虑絮凝沉降效果及絮凝剂成本,优选天润P-6型絮凝剂更适合本矿山全尾砂;增加絮凝剂的添加量,能有效提高深锥浓密机中全尾砂沉降速率,但同时会显著降低浓密机底流浓度;综合深锥浓密机中的全尾砂浓密效率及底流浓度,优化确定在15%入料浓度下的絮凝剂添加量为30g/t。可为同类矿山新建深锥浓密机沉降参数管控提供方法参考。     

浓缩机内煤泥水沉降流场和浓度分布的数值模拟

运用Pro/E软件对煤泥水沉降用浓缩机建立模型，然后根据流体动力学原理，选用计算流体力学软件FLUENT中的RNG k-ε湍流模型和多相流MIXTURE模型对浓缩机内煤泥水的沉降流场和浓度分布进行数值模拟，最后根据模拟结果拟合出煤泥沉降过程中浓度分布的数学公式，为浓缩机的结构优化提供了一条新途径。     

铁矿尾矿浓缩试验研究

在对歪头山铁矿静态沉降、动态浓缩特性研究的基础上进行了尾矿浓缩工业试验。试验结果表明,对尾矿浓密机排放系统进行改造,利用现有浓密机可大幅度提高浓密机底流浓度。无机高分子絮凝剂PCA对歪头山尾矿具有好的絮凝效果,可使溢流水达到国家排放标准,解决了由于底流浓度提高引起溢流水跑浑造成的环境污染问题。     

浓缩机耙臂的扭矩试验机及剪切模型研究

设计制造了一套可精确测量耙臂扭矩的浓缩机试验设备,用于研究浓缩机耙臂扭矩与给料浓度、耙臂转速等影响因素的关系,并且通过对耙臂的受力分析,建立了浓缩机耙臂扭矩与给料浓度、耙臂转速的力学模型.研究结果表明,模型计算数据与实测数据总体误差小于±1％,吻合度较好.该套试验设备可为工业大规模浓缩机的耙臂扭矩设计提供数据支持.     

箱式浓密机锥斗防堵塞装置的设计与应用

箱式浓密机锥斗在底流浓度较高时, 锥斗壁上容易出现物料的粘结, 进而导致锥斗的堵塞, 影响设备的正常使用。针对该问题, 介绍了一种矿接触式振动清除装置, 由振动架对锥斗壁内的粘结物料直接施加作用力, 使物料振动松散后随底流排出, 防止锥斗堵塞。该装置设计巧妙、能耗低, 不会对浓密机箱体结构造成影响, 在不同选矿厂应用后, 浓密机的底流浓度可以达到工艺要求值, 并且可以连续稳定排放, 表明该装置对于消除锥斗物料堵塞具有良好效果。     

根据静态沉降—沉积曲线确定浓缩机面积方法的研究

本文在重力沉降－沉积模型的基础上，推导出计算连续浓缩机底流浓度和比浓缩面积的公式，提出了一种设计浓缩机计算底流浓度和浓缩面积的新方法－静态沉降－沉积曲线法。此法与Ｔ－Ｆ法和Ｏｌｔｍａｎｎ法进行比较，得到了满意的结果。     

新型浓密机耙架的设计与研究

研究设计了一种新型的曲耙结构,并借助多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,基于单向流固耦合理论分别对直耙和曲耙在实际工况下和泥浆的耦合系统进行了仿真计算。结果表明,在相同的进料浓度的情况下,曲耙较直耙能够更快地达到稳定运行状态,并且能够沉降出更高浓度的底流泥浆;稳定运行时曲耙的最大等效应力及最大变形量比直耙大,但均满足强度要求,不影响整机的稳定运行。     

城郊选煤厂煤泥水处理系统改造实践

针对城郊选煤厂煤泥水处理系统中二次流分级筛入料量不稳定,处理能力不足,离心机入料浓度变化频繁而导致的煤泥水系统无法正常运行的问题,从二次流分级筛底流管路改造,浓缩机底流掺入二次流分级筛底流桶管路改造,卧式沉降过滤式离心机离心液池改造、实现煤泥水处理系统自动控制等方面入手,对煤泥水处理系统进行了改造,从而实现了系统的运行稳定。     

动态剪切环境超细全尾砂絮凝沉降特性

随着矿山选矿工艺的不断提高,充填所用尾砂颗粒呈现超细化。针对超细尾砂浓密脱水困难、底流浓度低等问题,以某矿山钒铁矿尾砂为实验材料,通过自制全尾砂动态剪切浓密实验系统开展絮凝剂筛选及单耗优选试验、动态剪切环境深度浓密试验,分析超细尾砂颗粒在自然沉降、絮凝沉降以及动态剪切环境下的浓密特性,分析尾砂沉降速度与极限底流浓度相关性。结果表明：超细全尾砂自然沉降速率缓慢、底流浓度低;絮凝剂可有效提高尾砂沉降速率,但对底流浓度增加效果不显著;在动态剪切环境中,耙架的低速剪切作用可有效释放絮团包裹水,加速絮团沉降,稳定提高底流砂浆整体浓度。研究结果对强化膏体性能、促进充填系统稳定性和实现绿色矿山建设具有积极推动作用。     

重力浓缩过程中底流浓度和比浓缩面积的确定

研究了重力浓缩过程中特征浓度线与沉积曲线之间的关系,利用两相流波理论分析了特征浓度线的初始性质．在此基础上,推导出计算连续浓缩机底流浓度和比浓缩面积的公式,并验证了这种新方法的可行性．     

基于离散元与光滑粒子流体力学耦合的高浓度尾砂浓密过程仿真

为实现对高浓度尾砂浓密过程的动态可视化观测和定量化表征,弥补常规物理相似模拟和数值模拟方法适用性较差的不足,提出了一种基于离散元（DEM）和光滑粒子流体动力学（SPH）耦合的高浓度尾砂 浓密仿真方法,并采用该方法对某矿全尾砂浓密工艺进行了模拟仿真。通过建立与工业机结构一致的全尺寸深锥浓密机模型,基于物理试验标定固液两相流体仿真参数,以浓密机底流浓度作为主要评价指标,将仿真 结果与现场生产情况进行对比,结果显示二者误差极小,验证了仿真模型的准确性和可靠性,为矿山充填浓密工艺研究与优化设计提供了一种新方法。     

某金矿全尾膏体充填与排放联合处置技术

针对国内某金矿原分级尾砂胶结充填存在的采场充填料浓度低、水泥耗量高以及尾矿库库容不足等诸多问题,对充填系统进行优化改造,提出了一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方案。改造后的充填系统运行过程中,选厂全尾砂经泵站打入深锥浓密机。需要充填时,深锥底流经两段卧式搅拌机与水泥混合,制备出膏体自流或泵送至采场。不需要充填时,底流由柱塞泵泵送至尾矿库进行膏体堆存。通过计算和实践证明：改造后的方案可节约充填成本1 399万元/a,节约尾矿排放成本1 040万元/a;尾矿排放浓度由35%提高至68%以上,增加了尾矿的堆积角,提高了尾矿库服务年限。全尾膏体充填和堆存联合处置方案可以很好地同时解决采空区充填和尾矿堆存2个难题,具有巨大的经济和社会效益,符合“绿色矿山”的建设理念。     

浓缩机技术理论及设备发展

概述了浓缩机技术发展理论,探讨了国内外浓缩机设备发展进程,介绍了各种类型浓缩机的结构和特点,指出了浓缩机在理论和实践中的发展趋势。