楊寶鑫

吉林省地質(zhì)技術(shù)裝備研究所

關(guān)于濃縮機(jī)規(guī)格選擇的試驗(yàn)與計(jì)算

楊寶鑫

吉林省地質(zhì)技術(shù)裝備研究所

濃縮機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低等優(yōu)點(diǎn),是選礦廠脫水處理的主要設(shè)備。本文介紹了濃縮機(jī)規(guī)格選擇的試驗(yàn)方法及相關(guān)計(jì)算，可以幫助選礦單位合理的選用濃縮機(jī)。

濃縮機(jī)；脫水；澄清；沉降試驗(yàn)

在濕法選礦時(shí)精礦含水量很高，需要對(duì)其進(jìn)行脫水處理。通常采用先濃縮再過(guò)濾的工藝方法來(lái)達(dá)到礦漿脫水的目的。在安裝調(diào)試濃縮機(jī)的工作中，經(jīng)常會(huì)遇到澄清水跑渾、濃縮處理后的礦漿濃度偏低，達(dá)不到過(guò)濾設(shè)備濃度要求。這大多是因?yàn)闈饪s機(jī)規(guī)格選的不合適，沉降面積不足導(dǎo)致的，因此為了能合理選用濃縮設(shè)備，提高處理效率，滿(mǎn)足礦漿在脫水處理時(shí)的工藝要求，對(duì)濃縮機(jī)尺寸規(guī)格如何選擇就顯得尤為重要了。

1 濃縮機(jī)的工作原理

目前國(guó)內(nèi)外選礦廠最常用的濃縮設(shè)備是普通單層機(jī)械卸料式濃縮機(jī)，它主要由底部帶有一定角度的圓形濃縮池和刮泥耙架兩大部分構(gòu)成，當(dāng)?shù)V漿進(jìn)入濃縮池后，懸浮于礦漿中的固體顆粒在重力作用下沉降，從而使礦漿固液得以分離。沉降到濃縮池底部的固體顆粒累積成礦泥由刮泥耙架刮集到池底中心排礦口處通過(guò)排礦泵輸入下一工段；澄清的水溶液通過(guò)溢流堰回到水池可以循環(huán)使用。

2 濃縮機(jī)種類(lèi)及選用原則

普通濃縮機(jī)根據(jù)傳動(dòng)形式的不同可分為中心傳動(dòng)式和周邊傳動(dòng)式濃縮機(jī)，周邊傳動(dòng)式濃縮機(jī)又分為輥輪傳動(dòng)式和齒條傳動(dòng)式兩類(lèi)。近些年在普通單層濃縮機(jī)基礎(chǔ)上又研制出高效濃縮機(jī)、傾斜板濃縮機(jī)等濃縮設(shè)備。一般情況下，給礦量較小，負(fù)載不大時(shí)選用中心傳動(dòng)式濃縮機(jī)，給礦量較大時(shí)則選用周邊傳動(dòng)式濃縮機(jī)，礦漿密度較小時(shí)可選用輥輪式，反之以齒條式更好些。在廠地有限和寒冷地區(qū)濃縮機(jī)易設(shè)于室內(nèi)時(shí)可選用高效濃縮機(jī)，但需要考慮礦漿對(duì)絮凝劑的使用效果及對(duì)下道工段的影響。傾斜板濃縮機(jī)經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)證明有效的提高了處理效率，但因其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傾斜板容易變形、老化、板面上的沉降物沖洗困難等缺點(diǎn)，故在選礦廠很少使用。而中心傳動(dòng)式濃縮機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝成本較低，故障率較少，所以在滿(mǎn)足使用要求的前提下應(yīng)該優(yōu)先選用。

3 濃縮機(jī)規(guī)格的影響因素及相關(guān)試驗(yàn)計(jì)算

根據(jù)選礦單位多年使用濃縮設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)可知，濃縮機(jī)的尺寸規(guī)格與給礦量、給礦粒度、礦漿固體顆粒沉降速度、給礦及排礦的固液比、礦漿及泡沫的粘度、浮選藥劑和絮凝劑的類(lèi)型、礦漿溫度等因素有關(guān)。最好能通過(guò)生產(chǎn)性試驗(yàn)或模擬試驗(yàn)來(lái)確定濃縮機(jī)的有效面積；如果沒(méi)有條件進(jìn)行試驗(yàn)，也一定要根據(jù)礦漿靜止沉降試驗(yàn)的有關(guān)參數(shù)和沉降試驗(yàn)曲線(xiàn)進(jìn)行計(jì)算和選取；只有在準(zhǔn)確掌握所要濃縮的礦漿特性的條件下，所選的濃縮機(jī)規(guī)格才會(huì)符合選礦廠的生產(chǎn)需要。在這里介紹一種通過(guò)礦漿沉降的試驗(yàn)分析方法來(lái)計(jì)算濃縮機(jī)的規(guī)格供讀者參考。

（1）在試驗(yàn)過(guò)程中，取有代表性的精礦礦漿100～200kg（固水比約為1：4時(shí)），經(jīng)脫水和自然干燥后，將精礦縮分，再用原礦漿澄清水配制成5組以上濃度的試樣。其中最小濃度與濃縮機(jī)的給礦濃度相當(dāng)，最大濃度與排礦濃度稍小一點(diǎn)；

（2）取刻度相同的1000mL量筒若干個(gè)，注入同體積，等濃度的礦漿，并充分進(jìn)行攪拌；

（3）測(cè)定沉降速度：從停止攪拌開(kāi)始，每隔一定的時(shí)間測(cè)記澄清界面下降高度H；

（4）測(cè)定澄清水水質(zhì)：測(cè)記沉降高度后，即用虹吸管吸取澄清水，測(cè)定水質(zhì)懸浮固體量M;

（5）測(cè)定澄清界面層以下部分（沉渣）濃度：測(cè)記沉降高度的同時(shí)，記下沉渣高度，測(cè)定沉渣單位體積固體重量Cp和密度ρ；

（6）改變礦漿濃度、重復(fù)上述試驗(yàn)。

當(dāng)所采集礦漿試樣的自然沉降速度過(guò)慢（60分鐘以上）澄清液中的固體量超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可酌情加入絮凝劑后再進(jìn)行試驗(yàn)。選擇幾種常用的絮凝劑，配成濃度各為1%的溶液。在幾個(gè)量筒中盛以等量、等濃度的礦漿，用滴定管分別注入等量不同種類(lèi)的凝聚液，經(jīng)充分混合后，再靜止觀察各量筒中礦漿的沉降澄清情況。按沉降試驗(yàn)的步驟測(cè)記數(shù)據(jù)。選擇一種或兩種絮凝劑進(jìn)一步做試驗(yàn)。

將每組的下降高度H與時(shí)間t繪制成沉降曲線(xiàn)圖如圖1所示。

圖1

用繪圖法將曲線(xiàn)用折線(xiàn)H0KL代替，K為折線(xiàn)交點(diǎn)，將量筒中礦漿高度H0單位為m,K點(diǎn)對(duì)應(yīng)的下降高度Hk單位為m，K點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間tk單位為h代入式中可求出該組試樣的沉降速度up單位為m∕h。再將所得到的沉降速度up、通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得沉渣單位體積固體重量Cp單位為t m3，脫水處理工藝設(shè)計(jì)時(shí)所需濃縮機(jī)排礦單位體積礦漿中所含的固體重量CP單位為t m3代入式中可求得單位處理量所需的沉降面積，a單位為5組試樣分別進(jìn)行上述計(jì)算。選出a值最大的amax代入式中A為所求濃縮機(jī)的總面積單位為m2；K0為校正系數(shù)，一般采用1.05～1.20，當(dāng)處理礦漿量較穩(wěn)定可取小值，反之取大值。Gd為濃縮機(jī)的給礦量。

3 結(jié)論

經(jīng)過(guò)多次使用此方法幫助選礦單位設(shè)計(jì)選擇濃縮機(jī)的經(jīng)驗(yàn)證明，此試驗(yàn)分析方法可適用于大多礦漿的沉降特性，試驗(yàn)的準(zhǔn)確性較高，通過(guò)計(jì)算所求得的濃縮機(jī)規(guī)格可以滿(mǎn)足選礦廠的生產(chǎn)需要，有效的避免了澄清水跑渾，濃度達(dá)不到要求的現(xiàn)象。

[1]中國(guó)選礦設(shè)備手冊(cè).編委會(huì).中國(guó)選礦設(shè)備手冊(cè)[M].北京：科學(xué)出版社，2006．

[2]吉林省探礦機(jī)械廠.GNZ-24型濃縮機(jī)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū).[Z]長(zhǎng)春，2010．

楊寶鑫（1982-），男，吉林長(zhǎng)春人，吉林省地質(zhì)技術(shù)裝備研究所，工程師，本科（2002級(jí)學(xué)士）從事礦山選冶設(shè)備的研發(fā)和管理工作。