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浓缩与浓密机

  1.浓缩的基本原理

  1.1 浓缩的概念及矿粒的沉降规律

  借助固体颗粒的自身重力或由回旋运动所产生的离心力的作用,而使悬浮液分为澄清液和高浓度的沉淀物两个部分,这样的过程叫做浓缩。

  因为凭借离心力进行的浓缩,在选矿厂的精矿脱水方面极少应用,所以本节所要讨论的,是依靠重力作用的浓缩。

  在精矿的浓缩过程中,悬浮在矿浆中的矿粒由于自身的重力作用向下沉落,遵循固体在水中的沉降规律;开始沉降的瞬间,矿粒在重力作用下以加速度下沉,随后因为水的阻力随下沉矿粒速度的加快而增大,致使加速度逐渐减小,直到水的阻力增大到与矿粒的重力相等时,矿粒下沉的加速度也就减小到等于零。于是,矿粒便以恒速沉落。这个恒速,叫做沉降末速。

  被浓缩的矿浆,如果浓度较小,矿粒在沉降时可以忽略相互间的碰撞和干扰,这样的沉降叫做自由沉降,如果浓度较大,矿粒沉降时互相干扰,相互间由于碰撞、摩擦而产生的机械阻力较大,此时的沉降就叫做干涉沉降。因为除水的阻力之外,还有一个矿粒相互间的机械阻力,所以干涉沉降的沉降末速比自由沉降的要小;这就是为什么稀薄矿浆中的矿粒沉淀得快,浓稠矿浆中的矿粒沉淀得慢的原因。一般精矿的沉淀浓缩过程特别是在实践上有较大意义的初期沉降,干涉现象并不严重,可以近似地看成是自由沉降。在自由沉降的过程中,由于矿粒从开始沉落到趋近于沉降末速,经历的时间十分短暂(以直径等于1毫米的石英颗粒为例,这个时间仅为0.04秒左右),因此可以近似地认为,自由沉降一开始,矿粒就是以沉降末速沉落。这对于威尼斯网站实际测定浓缩过程的沉降速度,将带来很大的方便。
                                           浓缩与浓密机

  1.2 浓缩机工作原理

  浓缩机的工作原理:浓缩是在浓缩机中进行的,在沉降过程中,矿粒的沉降和矿浆的澄清是分阶段进行的。如图5-1所示,需浓缩的矿浆由中心给矿筒首先进入自由沉降区(B区),矿浆中的颗粒靠自重的作用迅速下沉,而液体上升到澄清区(A区)进一步澄清后,澄清水从上部溢出;颗粒继续下沉到过渡区(C区),沉降速度逐渐减慢,当到达压缩区(D区)时矿浆已汇集成紧密接触、类似纤维海绵状的固状体,形成干涉沉降,继续下沉到耙子刮矿区(E区)后,物料受到耙子刮板的挤压和刮拢,使沉淀的物料进一步浓缩,然后由卸料口排出。矿浆通过这五个分区的沉淀浓缩,从而完成整个浓缩作业。浓密机

  A-澄清区;B-沉降区;C-过度区;D压缩区;E-耙子刮矿区

   浓缩机的浓缩过程示意图

  由于矿浆不断的给入和排出,因此总是存在着沉降区,在这种情况下,矿浆的澄清速度是以沉降区的沉降速度来计算的,而浓缩产品的最终浓度,则由矿浆在压缩区停留的时间来决定。当浓缩机的给料和排料速度一定时,浓缩机的高度就决定了排出产品的浓度,高度增加会使产品浓度相应的提高。但由于压缩区沉降速度小,增加浓缩机的高度并不能大幅度的增加产品浓度,因此目前生产中使用的浓缩机的总高度一般不大于3~5米。

  1.3 常用浓缩机

  常用的浓缩设备有耙式浓缩机(包括中心传动式、周边传动式)、高效浓缩机(包括倾斜板式、深锥式等)、沉淀池。

  2.浓缩机的工作指标及影响浓缩的因素

  2.1 浓缩机的工作指示

  (1)单位沉淀面积的生产率 浓缩机的单位生产能力是指浓缩机每一单位浓缩面积上每昼夜处理物料的吨数,即:t/m2·d。

  为了保证浓缩机的正常工作,浓缩机的实际生产率应当控制在它的额定生产能力的范围内,否则,浓缩沉降过程不能正常进行,来不及沉降的矿粒将大量进入溢流而造成金属损失。按下列公式计算出单位沉淀面积的生产率即可核定运转中的浓缩机是否“过负荷”。

  q=Q/F (5-1)

  式中 q——单位沉淀面积的生产率,t/m2·d;

  Q——固体精矿的日处理量,t/d;

  F——浓缩机的有效面积,米2,F=(0.8~0.9)S,式中S为浓缩机的几何面积。

  (2)溢流排出速度 在浓缩机内,因为溢流排出速度反映了浓缩过程中和矿粒沉降方向相反的上升水流速度,所以溢流排出速度的大小,直接影响到沉降浓缩的进行。它可按下列公式计算:

  V = q(R2-R1)× (5-2)

  式中 V——溢流排出速度,mm/min,

  R1和R2——浓缩机给矿和排矿的液固比,

  q——单位沉淀面积的生产率,t/m2·d。

  (3)溢流固体含量 对于正常工作情况下的浓缩机,溢流中固体矿粒的含量有一定范围,它可以通过取样直接测定,单位是mg/l或g/l。

  2.2 影响浓缩的因素

  矿浆的浓缩效率决定于其中固体矿粒沉降的快慢,影响矿浆中的矿粒沉降速度的因素,主要是矿粒的大小,其次是矿粒的比重和水的粘度。对于特定的矿浆来说,其中的矿粒的比重是一定的,水的粘度则随着温度的变化而变化。对纯水来说,温度升高1℃,粘度约减小2%。

  需要指出的是,在矿浆中,矿粒大小并不一致。浓缩的目的,是使全部矿粒都要沉淀下来,同时得到澄清的溢流,所以必须按照最小颗粒的沉降末速来计算,以确定必须的沉降面积。

  2.3 凝聚和絮凝

  凝聚是指胶体颗粒在电解质作用下失去稳定性而互相碰撞结合成较大团粒;絮凝是指颗粒在表面活性物质或高分子聚合物作用下,通过吸附、架桥等作用凝聚成大颗粒。

  2.4 加速沉降的方法

  (1)使细粒团絮。影响沉降的主要因素是矿粒的大小。为了加速沉降,最有效的办法是把细微颗粒“变大”。加入一定量的适宜的凝聚剂或絮凝剂,使矿浆中分散的微细矿粒粘附或桥接成较大的絮团,即可提高沉降速度,加快浓缩过程。

  (2)加热升温。对矿浆加热以提高温度,从而降低水的粘度,也可使沉降速度有所提高。

  (3)降低浓度。在处理高浓度矿浆时,适当降低浓度,使整个浓缩过程中能有一个自由沉降阶锻尼斯网站蕴岣吲ㄋ跣省

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