張玉寶 陳小波

【摘 要】濃縮是選礦生產(chǎn)中的必要環(huán)節(jié)，作為濃縮處理核心設(shè)備的濃縮機(jī)在選礦行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。目前在國內(nèi)進(jìn)行精礦、尾礦濃縮的濃縮機(jī)基本采用普通濃縮機(jī)和高效濃縮機(jī)，其設(shè)計和運(yùn)行已成為成熟產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用。常規(guī)選礦濃縮后的尾礦排放濃度一般在30%以下，使得大部分的水排放到尾礦庫，不僅水資源浪費較大且給尾礦庫的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重威脅。近 10 年來，隨著濃縮技術(shù)和高濃度輸送技術(shù)的進(jìn)步和全球?qū)λY源的節(jié)約意識的提高，特別是對尾礦堆放場的安全的關(guān)切，節(jié)能、環(huán)保的濃縮尾礦堆放技術(shù)被大量應(yīng)用。 為解決缺水和尾礦庫安全問題，深錐濃縮機(jī)應(yīng)用而生，并且得到了廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】深錐濃縮機(jī) 尾礦高濃度 發(fā)展前景

常規(guī)選礦濃縮后的尾礦排放濃度一般在30%以下，使得大部分的水排放到尾礦庫，雖然這些水可以回收利用一部分，但經(jīng)過蒸發(fā)和滲透，水量消耗較大。尤其在干旱缺水地區(qū)，選礦用水更加彌足珍貴。同時，尾礦低濃度排放至尾礦庫后，造成尾礦庫蓄水量大，給尾礦庫帶來安全隱患，常規(guī)運(yùn)行尾礦庫成為國內(nèi)，乃至全世界共同面臨的安全難題。為解決上述問題，Robinsky 于1970年首次提出利用深錐濃縮機(jī)實現(xiàn)尾礦高濃度排放概念，世界第一臺工業(yè)使用深錐濃縮機(jī)實現(xiàn)高濃度尾礦排放的礦山于1973年在加拿大Kidd Creek銅鋅礦建成，為深錐濃縮機(jī)實現(xiàn)高濃度尾礦拉開了序幕。

1 深錐濃縮機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

自1973年在加拿大Kidd Creek銅鋅礦首次利用深錐濃縮機(jī)實現(xiàn)高濃度尾礦排放的成功運(yùn)行，利用深錐濃縮機(jī)實現(xiàn)濃縮尾礦堆存處理在全世界已有30 多年的歷史，初期的發(fā)展受技術(shù)的限制，在局部范圍內(nèi)推廣與應(yīng)用。近 20 年來，隨著濃縮技術(shù)和高濃度輸送技術(shù)的進(jìn)步和全球?qū)λY源的節(jié)約意識的提高，特別是對尾礦堆放場的安全的關(guān)切，節(jié)能、環(huán)保的濃縮尾礦堆放技術(shù)被大量應(yīng)用。澳大利亞Mt Keith 鎳礦于1997年建成利用深錐濃縮機(jī)實現(xiàn)的高濃度尾礦排放項目，澳大利亞Sunrise Dam金礦和Century Zinc鋅礦于1999年建成利用深錐濃縮機(jī)實現(xiàn)的高濃度尾礦排放項目，坦桑尼亞Bulyanhulu金礦于2001年建成利用深錐濃縮機(jī)實現(xiàn)的高濃度尾礦排放項目。近年來在國內(nèi)，烏努格吐山銅鉬礦項目和包鋼礦山選鐵項目均已實現(xiàn)利用深錐濃縮機(jī)實現(xiàn)尾礦高濃度排放。

2 深錐濃縮機(jī)主要結(jié)構(gòu)形式

深錐濃縮機(jī)是通過添加絮凝劑至給料礦漿，通過耙架的旋轉(zhuǎn)，利用導(dǎo)水桿將礦漿層內(nèi)部的水疏導(dǎo)至上部，并且利用刮刀使礦漿匯集至排出口位置，最終起到礦漿濃縮作用。深錐濃縮機(jī)的特點在于其高徑比遠(yuǎn)大于常規(guī)濃縮機(jī)，且其可實現(xiàn)濃縮機(jī)內(nèi)部10米甚至15米礦漿泥床的駐留，為其實現(xiàn)高濃度提供了基礎(chǔ)。深錐濃縮機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。

圖2.1 深錐濃縮機(jī)

○1溢流管道；○②橋架；○③驅(qū)動裝置；○4防護(hù)裝置；○5扭矩控制器；○6單梁吊；○7護(hù)欄；○8進(jìn)料管；○9驅(qū)動平臺；○10絮凝劑家要管；○11進(jìn)料井支持；○12進(jìn)料井；○13底座軸承；○14壓力檢測接口；○15底座軸承蓋；○16排礦接口；○17剪切循環(huán)系統(tǒng)；○18耙架結(jié)構(gòu)；○19槽體

3 深錐濃縮機(jī)結(jié)構(gòu)功能簡析

深錐濃縮機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件有濃縮機(jī)槽體、耙架結(jié)構(gòu)（包括刮刀、導(dǎo)水管）、驅(qū)動裝置、橋架、進(jìn)料井、溢流槽、底流排出系統(tǒng)和剪切循環(huán)系統(tǒng)組成。

濃縮機(jī)槽體：槽體為一個高徑比大的高架結(jié)構(gòu)，包括其放射梁，扇貝狀底部，以及大角度的底板。作為工藝的容器可提供濃縮所需容積與停留時間，收集與排放澄清過的溢流和濃縮過的底流。

耙架機(jī)械結(jié)構(gòu)：耙架機(jī)械結(jié)構(gòu)包括，垂直的中心軸，平行于池底的耙臂，垂直的輸水管，水平的輸水管支撐，和掃過池底的刮刀。

刮刀：刮刀安裝在耙臂延伸出的支柱上，它可以幫助泥漿移動到槽體中心。 錐角刮刀從耙架中心軸上延伸出來，它的行程經(jīng)過底流排放管之上，以避免發(fā)生堵塞。

驅(qū)動裝置：驅(qū)動裝置可為機(jī)械傳動式結(jié)構(gòu)（電機(jī)、減速機(jī)傳動），也可設(shè)計為液壓驅(qū)動形式。驅(qū)動設(shè)置為變頻器控制，系統(tǒng)設(shè)有過載報警和電機(jī)切斷初始設(shè)置點，并且扭矩信號變送器提供一個驅(qū)動扭矩信號提供給控制室。驅(qū)動裝置提供了濃縮機(jī)耙架的旋轉(zhuǎn)動力，同時可以檢測運(yùn)行中耙架的扭矩值，在扭矩變得過高時報警、更高時電機(jī)切斷。

橋架：橋架用于人員通往驅(qū)動裝置，同時在驅(qū)動裝置四周留有工作空間，也可設(shè)計為支撐在池壁上用來安裝驅(qū)動裝置。

進(jìn)料井：進(jìn)料井為圓形，它處于槽體中心，圍繞著耙架，并且由濃縮機(jī)橋架支撐。進(jìn)料井始終位于液面以下，進(jìn)料井結(jié)構(gòu)形式可采用中心進(jìn)料、切線方向進(jìn)料等多種方式選擇。

溢流槽：溢流槽帶有切口堰，將溢流水導(dǎo)離濃縮機(jī)。溢流槽的設(shè)計將確保整個圓周上的濃縮機(jī)澄清區(qū)域均勻溢流。

底流排出：在靠近濃縮機(jī)底部中心區(qū)域的管道接口用來排出濃縮機(jī)底流。接口通過管道與底流泵相連，用來將底流轉(zhuǎn)移出槽體。通過控制底流泵的流量控制濃縮機(jī)內(nèi)泥床高度。

4 深錐濃縮機(jī)研究發(fā)展趨勢

在國外，深錐濃縮機(jī)在有色金屬的尾礦高濃度處理的應(yīng)用中技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，但其在黑色金屬的尾礦處理中應(yīng)用案例較為稀少，同時其規(guī)格偏小，其處理量受到限制。目前西方國家也致力于深錐濃縮機(jī)在黑色金屬尾礦處理中的應(yīng)用，同時，不斷大型化，自動化。在國內(nèi)，尾礦高濃度處理的思想在2000年后逐步引入中國，作為其中的核心設(shè)備，深錐濃縮機(jī)也同時出現(xiàn)在中國選礦的視線中，近年來在烏努格吐山銅鉬礦的成功試車和包鋼巴潤公司的成功試車，以及近幾年的運(yùn)行成果，引起了國內(nèi)選礦行業(yè)的重點關(guān)注。面對目前水資源的日益匱乏和國內(nèi)亟待解決的尾礦庫安全問題，以深錐濃縮機(jī)實現(xiàn)尾礦高濃度處理的尾礦排放方式，正在成為國內(nèi)選礦尾礦處理的新趨勢。