吳大瑋 鄧高嶺 鄭伯坤 李強

（①哈密和鑫礦業(yè)有限公司 哈密839000②長沙礦山研究院有限責(zé)任公司 長沙 400012）

利用全尾砂開展尾砂高濃度充填，核心技術(shù)之一是全尾砂料漿濃密技術(shù)，如何將低濃度的全尾砂料漿濃密至滿足充填要求的高濃度料漿，是充填技術(shù)的重要研究領(lǐng)域。而技術(shù)的進(jìn)步凝結(jié)于裝備的創(chuàng)新，本研究開發(fā)了一種全尾砂高效濃密穩(wěn)定放砂砂倉，從時間和空間角度做到了高效率濃密，同時從流量控制和濃度控制角度做到了穩(wěn)定放砂。

1 現(xiàn)有濃密技術(shù)及問題

現(xiàn)有全尾砂濃密技術(shù)主要有兩類，第一類是利用機械脫水原理進(jìn)行全尾砂濃密，主要采用板框壓濾機、隔膜壓濾機、廂式壓濾機、陶瓷過濾機等設(shè)備。第二類是利用沉降脫水原理進(jìn)行全尾砂濃密，主要采用濃密機、砂倉進(jìn)行沉降脫水，若全尾砂利用率要求較高或溢流水要求較高則輔助添加絮凝劑，利用絮凝沉降，降低溢流水含固量（濃度）。

傳統(tǒng)的濃密機進(jìn)行全尾砂料漿濃密，通常設(shè)施占地較大、底流濃度偏低、裝備造價偏高、不添加絮凝劑時常出現(xiàn)溢流濃度偏高等問題。而傳統(tǒng)的砂倉進(jìn)行全尾砂料漿濃密，通常存在溢流濃度偏高、砂倉放砂流量不穩(wěn)定或濃度不穩(wěn)定。

2 新型砂倉的濃密技術(shù)及裝備研究

2.1 傳統(tǒng)裝備濃密技術(shù)存在的問題

（1）沉降砂面（沉縮區(qū)）的料位較高時，溢流濃度會急劇提高，砂面到達(dá)一定高度后再提高速度很慢，造成濃密效率下降。礦山生產(chǎn)為保證充填能力，被迫在砂面未達(dá)到理想料位時即開始造漿充填，從而放砂濃度偏低。

（2）溢流濃度偏高，傳統(tǒng)砂倉一般為圓柱形倉體，進(jìn)料點在倉頂圓心處，溢流從邊緣流出，進(jìn)料點于溢流點距離較短，從而造成顆粒從進(jìn)入砂倉到離開砂倉的停留時間短。

（3）進(jìn)砂過程中，出料口料漿流速較高，對砂倉內(nèi)較大面積造成擾動，影響了尾砂顆粒自然沉降的效果，造成沉降效率低、溢流濃度高。

2.2 全尾砂高效濃密穩(wěn)定放砂砂倉的技術(shù)特點

（1）采用溢流槽配合階梯排水閥，進(jìn)行濃密過程的溢流水排出。該技術(shù)解決了由于壓縮區(qū)料位和溢流點的高度差較小時，料漿沉降的空間較小，不易濃縮至穩(wěn)定狀態(tài)，而隨著溢流離開砂倉的問題。

（2）采用較大面積的倉體上口，配合對角布置進(jìn)料點和溢流點，溢流采用溢流槽取代傳統(tǒng)砂倉的溢流環(huán)道，綜合這3點起到了加長進(jìn)料點和溢流點的距離，使得顆粒從進(jìn)砂進(jìn)入砂倉到溢流離開砂倉的時間大大加長，從而使更多的顆粒沉降，溢流濃度進(jìn)一步得到控制。

（3）根據(jù)尾砂沉降性能、粒度分布、放砂濃度要求、充填能力要求等因素對溢流口、階梯閥、倉底的相對標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，以確保足夠的沉縮區(qū)高度，且較快速地達(dá)到足夠的沉縮區(qū)高度，而階梯閥的調(diào)節(jié)范圍正好可覆蓋放砂濃度要求。

（4）進(jìn)砂管出料口，布置消能裝置，使進(jìn)砂管送出的砂漿對砂倉內(nèi)料漿的沖擊降低到最低。從而降低料漿對砂倉內(nèi)顆粒自然沉降的擾動。

圖1 砂倉結(jié)構(gòu)

3 新型砂倉造漿、放砂技術(shù)及裝備研究

全尾砂高效濃密穩(wěn)定放砂砂倉的造漿和放砂技術(shù)特點：

（1）改善噴嘴布置角度

噴嘴壓氣方向豎直向上和水平噴出交替布置，且每一排壓氣管負(fù)責(zé)一個方向的壓氣，大大降低噴嘴間壓氣短路的現(xiàn)象。所使用的噴嘴噴出方向?qū)Ｒ?，壓氣為頂部方向噴出?/p>

（2）研發(fā)可靠性高的噴嘴

研發(fā)可靠性高的噴嘴，使噴嘴使用壽命大大加長，故障率大幅降低，從而保證砂倉連續(xù)使用的情況下，倉底的噴嘴不會出現(xiàn)大面積失效的情況。本研究研發(fā)的新型防堵噴嘴，采用兩道防堵措施，且每道措施可靠性高，大大提高了噴嘴可靠性。

（3）研發(fā)流量自動控制裝置進(jìn)行砂倉放砂流量控制

研發(fā)流量自動控制箱，用于獨立控制放砂流量，同時監(jiān)控流量異常波動現(xiàn)象。

采用流量計監(jiān)測流量，采用電動閥調(diào)整流量，采用控制器對流量計輸出的流量數(shù)據(jù)信號做智能運算分析并發(fā)出信號調(diào)整電動閥開合度，電動閥初始開度為某一值（可以是50%）。采用內(nèi)徑小于80%放砂管內(nèi)徑的電磁流量計、串聯(lián)管、電動閥，使得充填輸送過程中電磁流量計、串聯(lián)管、電動閥處于滿管狀態(tài)，確保流量測量的準(zhǔn)確性、電動閥調(diào)整的有效性。當(dāng)流量波動超過所設(shè)定的合理值范圍時，控制器啟動聲光報警裝置，提示異常。

4 結(jié)論

圖拉爾根銅鎳礦全尾砂高效濃密穩(wěn)定放砂裝備采用溢流槽配合階梯排水閥，進(jìn)行濃密過程的溢流水排出。采用較大面積的倉體上口，配合對角布置進(jìn)料點和溢流點，溢流采用溢流槽取代傳統(tǒng)砂倉的溢流環(huán)道。布置消能裝置，使進(jìn)砂管送出的砂漿對砂倉內(nèi)料漿的沖擊降低到最低。改善噴嘴布置角度，噴嘴壓氣方向豎直向上和水平噴出交替布置，且每一排壓氣管負(fù)責(zé)一個方向的壓氣，大大降低噴嘴間壓氣短路的現(xiàn)象。研發(fā)可靠性高的噴嘴，使噴嘴使用壽命大大加長，故障率大幅降低，從而保證砂倉連續(xù)使用，倉底的噴嘴不會出現(xiàn)大面積失效的情況。研發(fā)流量自動控制箱，用于獨立控制放砂流量，同時監(jiān)控流量異常波動現(xiàn)象。通過以上技術(shù)手段確保全尾砂高效濃密與穩(wěn)定放砂。