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立式砂倉

發布時間:2018/9/9 1:23:12作者:濟南友龍建筑安裝有限公司

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平底型立式砂倉技術簡介

1. 概述

平底型立式砂倉于2008年授權實用新型專利,屬礦物加工領域尾礦濃縮脫水的專用設備;特征是:倉體的上半部分與傳統立式砂倉基本一致,下半部分為平底型結構,因此稱之為平底型立式砂倉;平底型立式砂倉傳承了傳統立式砂倉的有益功能和特點,解決了傳統立式砂倉長期未能克服的弊端,且顯示出具有更多的優點和功能。平底型立式砂倉的造漿排放系統,采用的是“平面流態化造漿”技術,解決了傳統立式砂倉的淤積斷流、結底掛壁、倒漏斗等問題,實現了高濃度連續均勻排放;在加配“膏體排放裝置”后,實現了倉內膏體攪拌、膏體連續均勻排放,為高質量充填、節能降耗、降低充填成本創造了條件;在采用新型造漿噴水嘴后,平面流態化造漿系統的檢修周期大幅度延長,減少了清倉次數,節省了充填成本,為平底型立式砂倉的大型化設計及應用提供了支持。由于有多項新技術的配合與支持,平底型立式砂倉的功能得到大幅度提升,其應用范圍不再局限于中小型礦山,對大型、特大型礦山具有更高的使用價值。

 

  1. 適用范圍及應用效果

    2.1適用范圍

    因有多項新技術的支持,平底型立式砂倉的設計制造更簡易,工藝設備選型與配置更簡單,其高徑比小、輔助設備少、工藝流程簡單,有利于節省建設投資、節能降耗、降低運營成本,所以,適用于各類型礦山的設計與應用。

    2.2新建工程與舊砂倉改造

    對中大型礦山的全尾砂濃縮脫水,平底型立式砂倉可替代濃密機及其它脫水設備實現合格上清水,底流沉砂膏體排放,實施井下膏體充填或膏體堆存(壓濾干堆),特別適用于新建實施膏體充填的礦山;對現行傳統立式砂倉不能實現膏體連續均勻排放及高質量充填的礦山,改造使用平底型立式砂倉的平面流態化造漿等技術,都能獲得良好的效果。

    2.3尾砂分級處理

    對尾礦產率較大的有色金屬(金礦)礦山,充填剩余尾砂量較大,多數礦山采用分級處理,實行分級粗粒級尾砂充填,細粒級尾砂膏體堆存(壓濾干堆);也有采用分級粗粒級尾砂對外銷售、細粒級尾砂膏體充填的處理方法。此類情況,采用兩座平底型立式砂倉高低搭配,對尾礦實施粗、細分級,可實現選廠尾礦一站輸送,全自流分級、脫水、膏體排放及膏體充填、膏體堆存或壓濾干排等目的。

    2.4高效濃縮脫水

    對于適合添加絮凝劑沉降脫水的礦山,采用平底型立式砂倉,既能保證上清水的質量、實現膏體連續均勻排放、節省建設投資、節能降耗、降低充填成本,又可避免出現相關濃縮脫水設備的壓耙子、斷軸、排放濃度不均勻等影響充填質量及影響生產正常運行的問題。

    3. 工作原理及特點

    3.1主體結構及配置

    平底型立式砂倉結構簡單,主體是一個平底無蓋的圓柱體倉體,倉內上口安裝給料漏斗、底平面中心安裝“平面流態化造漿”系統、膏體排放裝置,倉外設置安裝給礦系統、供水系統、排放系統,以及相應的管閥控制監測裝置。

    3.2工作原理

    選礦廠尾礦經渣漿泵一站輸送至砂倉的給料漏斗中,經緩沖后平穩進入倉內液面以下一定深度,開始自然沉降、濃縮脫水,粗、中、細粒級尾砂憑自身形體差異和重力不同,在克服水介質浮力后依次沉入砂倉的底部繼續濃縮脫水并存積固結,當存積固結量達到砂倉有效容積的30%左右就可以啟動造漿系統實施排放;被脫出的水介質在倉內形成上向流,其最大流速(取決于流量及砂倉斷面積)一般小于或等于微細粒級的沉降速度,上向流最終成為上清水進入循環水系統。平底型立式砂倉的濃縮脫水工作原理與傳統立式砂倉是一樣的,但實現合格上清水及分級脫泥效果,則是由砂倉的規格、結構構造來實現的,所以平底型立式砂倉的選型需根據尾礦的物化特性并結合現場生產實際進行設計。

3.3工作過程

砂倉排放操作過程及原理(平面流態化造漿原理):開啟高壓水造漿,造漿水首先稀釋噴水嘴周圍的固結砂漿,繼而擴散至相鄰稀釋區,最終形成整個平面流態化層;當打開虹吸排放閥門時,虹吸排放管的進料口區域呈現為負壓區,流態化漿體層在其頂部固結漿體的縱向壓力下以側向流匯集于負壓區進入虹吸管排放出倉;與此同時,倉內的固結漿體同步下落,下落過程在接近造漿噴水嘴時,被高壓水連續流態化,之后成側向流連續匯入負壓區,經虹吸管排出,這一過程連續進行,最終完成排放任務。

3.4其它特點

平底型立式砂倉具有更大的儲漿功能,對選礦與充填作業、尾礦處理作業的不連續性有更好的緩沖調節作用。

平底型立式砂倉適用于不同生產規模的礦山,在不需要尾礦分級的情況下無須備用砂倉,一座即可。

平底型立式砂倉只是利用高壓水造漿,造漿時間短、速度快,調整給水量控制砂倉的排放濃度,方法簡單,靈活方便。

平底型立式砂倉適用于處理各種不同物化特性的尾礦,在設計選型時,原則是根據實際需要確定;總體是生產規模越大,砂倉的設計規格亦越大;其應用效果是,倉內砂漿的存積時間越長、固結層越厚,越利于膏體形成和連續均勻排放。

4. 傳統立式砂倉的問題分析

傳統立式砂倉不論是球底型還是錐底型,造漿噴水嘴的作用都是為了形成“流態化”,其噴水嘴造漿系統都是階梯狀布置。在啟動造漿系統時,首先是高壓水對沉積在造漿噴水嘴周圍的固結砂漿進行稀釋,形成“局部流態化”或“漏斗狀流態化”漿體層;在開啟排放閥后(虹吸排放或正向壓力排放),流態化漿體被連續排出,未被流態化的固結砂漿層呈漏斗錐狀體下落,在其下落的同時阻斷了上部階梯層流態化漿體的流向;被阻斷流向的上部階梯層流態化漿體不能被及時排出,在造漿水的作用下濃度變低,體積增大,最終會沖破固結層,上升進入低濃度區域;這時上部階梯層的造漿水不再有造漿作用,而是直接隨上升通道上升至上清水澄清區,只有中心部位最底層的造漿水有造漿作用,這種情況只有中心部位的錐狀固結漿體才能夠繼續下落;當中心部位的固結漿體層繼續下落并被流態化排放后,上部低濃度漿體隨之進入并形成低濃度中心通道,在中心固結漿體排放完后,接續排放的就是低濃度漿體;而砂倉周邊的固結層砂漿在中心低濃度漿體側壓力的作用下,往往呈倒漏斗狀態懸浮于砂倉內;在這種狀態下繼續排放,懸浮體不定時局部塌落墜入倉底造成排放管短時間堵塞斷流,若整體塌落會摧毀整個造漿排放系統;所以,現行傳統立式砂倉大多處于非正常的工作狀態。多年來,人們一直眷戀立式砂倉的諸多優點,試圖改變砂倉的結構構造及操作條件解決問題,如采取正壓力下向排放、加深錐體高度、多孔等阻排放、氣水聯動造漿、魚刺型造漿等措施,但都未能取得令人滿意的效果。

傳統立式砂倉的主要問題是,結底掛壁、堵塞斷流,不能實現高濃度連續均勻排放且故障頻發,經過長期的實踐和探索,通過無數次故障分析研究發現,主要原因是砂倉的底部結構不合理,造漿過程實行“局部流態化”或“漏斗狀流態化”所致。由于對這些問題的認識不足,采取的措施缺少針對性,所以不能取得理想效果。

  1. 局部流態化與平面流態化對比

    球底型立式砂倉及平底型立式砂倉“造漿”工藝形象圖如下:

5.1球底型立式砂倉局部流態化造漿排放過程工藝形象圖

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5.2平底型立式砂倉平面流態化造漿排放過程工藝形象圖

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6.相關技術成果及應用工程實例

6.1相關技術成果

實用新型:平底型立式砂倉

      號:CN 2007 2 0024482

     人:潘明友;馮婕

  實用新型:一種平底型濃密機

     號:CN 205073730U

     人:詹健;王路成;潘明友

  實用新型:充填造漿噴水嘴

     號:ZL 2010 2 0580569.7

     人:潘明友;鄭維平;劉永輝

發明專利:一種尾礦脫水工藝及裝置

     號:ZL 2012 1 0191111.6

     發 明 人:潘明友;吳揚水;鄭建明

6.2應用工程實例

工程名稱:平底型立式砂倉尾砂分級粗砂充填細砂壓濾干排工程

實施單位名稱:山東微山湖稀土有限責任公司

  實施單位地址:山東省濟寧市微山縣韓莊鎮

工程名稱:平底型立式砂倉膏體排放高濃度膠結充填工程

實施單位名稱:河北云駕嶺礦業有限公司

  實施單位地址:河北省武安市西土山鄉云駕嶺村北

工程名稱:球底型立式砂倉改造膏體排放高濃度膠結充填工程

實施單位名稱:江西銅業集團東同礦業有限責任公司

實施單位地址:江西省撫州市東鄉縣孝崗鎮楓林

工程名稱:錐底型立式砂倉改造膏體排放高濃度膠結充填工程

實施單位名稱:山東黃金礦業股份有限公司新城金礦

  實施單位地址:山東省萊州市金城鎮新城街2號

 

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