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          友龙专利

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          立式砂仓

          发布时间:2018/9/9 1:23:12作者:济南友龙建筑安装有限公司

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          平底型立式砂仓技术简介

          1. 概述

          平底型立式砂仓于2008年授权实用新型专利,属矿物加工领域尾矿浓缩脱水的专用设备;特征是:仓体的上半部分与传统立式砂仓基本一致,下半部分为平底型结构,因此称之为平底型立式砂仓;平底型立式砂仓传承了传统立式砂仓的有益功能和特点,解决了传统立式砂仓长期未能克服的弊端,且显示出具有更多的优点和功能。平底型立式砂仓的造浆排放系统,采用的是“平面流态化造浆”技术,解决了传统立式砂仓的淤积断流、结底挂壁、倒漏斗等问题,实现了高浓度连续均匀排放;在加配“膏体排放装置”后,实现了仓内膏体搅拌、膏体连续均匀排放,为高质量充填、节能降耗、降低充填成本创造了条件;在采用新型造浆喷水嘴后,平面流态化造浆系统的检修周期大幅度延长,减少了清仓次数,节省了充填成本,为平底型立式砂仓的大型化设计及应用提供了支持。由于有多项新技术的配合与支持,平底型立式砂仓的功能得到大幅度提升,其应用范围不再局限于中小型矿山,对大型、特大型矿山具有更高的使用价值。

           

          1. 适用范围及应用效果

            2.1适用范围

            因有多项新技术的支持,平底型立式砂仓的设计制造更简易,工艺设备选型与配置更简单,其高径比小、辅助设备少、工艺流程简单,有利于节省建设投资、节能降耗、降低运营成本,所以,适用于各类型矿山的设计与应用。

            2.2新建工程与旧砂仓改造

            对中大型矿山的全尾砂浓缩脱水,平底型立式砂仓可替代浓密机及其它脱水设备实现合格上清水,底流沉砂膏体排放,实施井下膏体充填或膏体堆存(压滤干堆),特别适用于新建实施膏体充填的矿山;对现行传统立式砂仓不能实现膏体连续均匀排放及高质量充填的矿山,改造使用平底型立式砂仓的平面流态化造浆等技术,都能获得良好的效果。

            2.3尾砂分级处理

            对尾矿产率较大的有色金属(金矿)矿山,充填剩余尾砂量较大,多数矿山采用分级处理,实行分级粗粒级尾砂充填,细粒级尾砂膏体堆存(压滤干堆);也有采用分级粗粒级尾砂对外销售、细粒级尾砂膏体充填的处理方法。此类情况,采用两座平底型立式砂仓高低搭配,对尾矿实施粗、细分级,可实现选厂尾矿一站输送,全自流分级、脱水、膏体排放及膏体充填、膏体堆存或压滤干排等目的。

            2.4高效浓缩脱水

            对于适合添加絮凝剂沉降脱水的矿山,采用平底型立式砂仓,既能保证上清水的质量、实现膏体连续均匀排放、节省建设投资、节能降耗、降低充填成本,又可避免出现相关浓缩脱水设备的压耙子、断轴、排放浓度不均匀等影响充填质量及影响生产正常运行的问题。

            3. 工作原理及特点

            3.1主体结构及配置

            平底型立式砂仓结构简单,主体是一个平底无盖的圆柱体仓体,仓内上口安装给料漏斗、底平面中心安装“平面流态化造浆”系统、膏体排放装置,仓外设置安装给矿系统、供水系统、排放系统,以及相应的管阀控制监测装置。

            3.2工作原理

            选矿厂尾矿经渣浆泵一站输送至砂仓的给料漏斗中,经缓冲后平稳进入仓内液面以下一定深度,开始自然沉降、浓缩脱水,粗、中、细粒级尾砂凭自身形体差异和重力不同,在克服水介质浮力后依次沉入砂仓的底部继续浓缩脱水并存积固结,当存积固结量达到砂仓有效容积的30%左右就可以启动造浆系统实施排放;被脱出的水介质在仓内形成上向流,其最大流速(取决于流量及砂仓断面积)一般小于或等于微细粒级的沉降速度,上向流最终成为上清水进入循环水系统。平底型立式砂仓的浓缩脱水工作原理与传统立式砂仓是一样的,但实现合格上清水及分级脱泥效果,则是由砂仓的规格、结构构造来实现的,所以平底型立式砂仓的选型需根据尾矿的物化特性并结合现场生产实际进行设计。

          3.3工作过程

          砂仓排放操作过程及原理(平面流态化造浆原理):开启高压水造浆,造浆水首先稀释喷水嘴周围的固结砂浆,继而扩散至相邻稀释区,最终形成整个平面流态化层;当打开虹吸排放阀门时,虹吸排放管的进料口区域呈现为负压区,流态化浆体层在其顶部固结浆体的纵向压力下以侧向流汇集于负压区进入虹吸管排放出仓;与此同时,仓内的固结浆体同步下落,下落过程在接近造浆喷水嘴时,被高压水连续流态化,之后成侧向流连续汇入负压区,经虹吸管排出,这一过程连续进行,最终完成排放任务。

          3.4其它特点

          平底型立式砂仓具有更大的储浆功能,对选矿与充填作业、尾矿处理作业的不连续性有更好的缓冲调节作用。

          平底型立式砂仓适用于不同生产规模的矿山,在不需要尾矿分级的情况下无须备用砂仓,一座即可。

          平底型立式砂仓只是利用高压水造浆,造浆时间短、速度快,调整给水量控制砂仓的排放浓度,方法简单,灵活方便。

          平底型立式砂仓适用于处理各种不同物化特性的尾矿,在设计选型时,原则是根据实际需要确定;总体是生产规模越大,砂仓的设计规格亦越大;其应用效果是,仓内砂浆的存积时间越长、固结层越厚,越利于膏体形成和连续均匀排放。

          4. 传统立式砂仓的问题分析

          传统立式砂仓不论是球底型还是锥底型,造浆喷水嘴的作用都是为了形成“流态化”,其喷水嘴造浆系统都是阶梯状布置。在启动造浆系统时,首先是高压水对沉积在造浆喷水嘴周围的固结砂浆进行稀释,形成“局部流态化”或“漏斗状流态化”浆体层;在开启排放阀后(虹吸排放或正向压力排放),流态化浆体被连续排出,未被流态化的固结砂浆层呈漏斗锥状体下落,在其下落的同时阻断了上部阶梯层流态化浆体的流向;被阻断流向的上部阶梯层流态化浆体不能被及时排出,在造浆水的作用下浓度变低,体积增大,最终会冲破固结层,上升进入低浓度区域;这时上部阶梯层的造浆水不再有造浆作用,而是直接随上升通道上升至上清水澄清区,只有中心部位最底层的造浆水有造浆作用,这种情况只有中心部位的锥状固结浆体才能够继续下落;当中心部位的固结浆体层继续下落并被流态化排放后,上部低浓度浆体随之进入并形成低浓度中心通道,在中心固结浆体排放完后,接续排放的就是低浓度浆体;而砂仓周边的固结层砂浆在中心低浓度浆体侧压力的作用下,往往呈倒漏斗状态悬浮于砂仓内;在这种状态下继续排放,悬浮体不定时局部塌落坠入仓底造成排放管短时间堵塞断流,若整体塌落会摧毁整个造浆排放系统;所以,现行传统立式砂仓大多处于非正常的工作状态。多年来,人们一直眷恋立式砂仓的诸多优点,试图改变砂仓的结构构造及操作条件解决问题,如采取正压力下向排放、加深锥体高度、多孔等阻排放、气水联动造浆、鱼刺型造浆等措施,但都未能取得令人满意的效果。

          传统立式砂仓的主要问题是,结底挂壁、堵塞断流,不能实现高浓度连续均匀排放且故障频发,经过长期的实践和探索,通过无数次故障分析研究发现,主要原因是砂仓的底部结构不合理,造浆过程实行“局部流态化”或“漏斗状流态化”所致。由于对这些问题的认识不足,采取的措施缺少针对性,所以不能取得理想效果。

          1. 局部流态化与平面流态化对比

            球底型立式砂仓及平底型立式砂仓“造浆”工艺形象图如下:

          5.1球底型立式砂仓局部流态化造浆排放过程工艺形象图

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          5.2平底型立式砂仓平面流态化造浆排放过程工艺形象图

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          6.相关技术成果及应用工程实例

          6.1相关技术成果

          实用新型:平底型立式砂仓

                号:CN 2007 2 0024482

               人:潘明友;冯婕

            实用新型:一种平底型浓密机

               号:CN 205073730U

               人:詹健;王路成;潘明友

            实用新型:充填造浆喷水嘴

               号:ZL 2010 2 0580569.7

               人:潘明友;郑维平;刘永辉

          发明专利:一种尾矿脱水工艺及装置

               号:ZL 2012 1 0191111.6

               发 明 人:潘明友;吴扬水;郑建明

          6.2应用工程实例

          工程名称:平底型立式砂仓尾砂分级粗砂充填细砂压滤干排工程

          实施单位名称:山东微山湖稀土有限责任公司

            实施单位地址:山东省济宁市微山县韩庄镇

          工程名称:平底型立式砂仓膏体排放高浓度胶结充填工程

          实施单位名称:河北云驾岭矿业有限公司

            实施单位地址:河北省武安市西土山乡云驾岭村北

          工程名称:球底型立式砂仓改造膏体排放高浓度胶结充填工程

          实施单位名称:江西铜业集团东同矿业有限责任公司

          实施单位地址:江西省抚州市东乡县孝岗镇枫林

          工程名称:锥底型立式砂仓改造膏体排放高浓度胶结充填工程

          实施单位名称:山东黄金矿业股份有限公司新城金矿

            实施单位地址:山东省莱州市金城镇新城街2号

           

          上一页:造浆水嘴

          下一页:浓浆泵

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