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1、礦物加工過(guò)程中脫水設(shè)備與方法4200字 礦物脫水枯燥技術(shù)是各類(lèi)礦物加工過(guò)程中關(guān)鍵步驟之一, 按照礦物脫水設(shè)備驅(qū)動(dòng)力的不同, 將礦物加工脫水過(guò)程中較為常見(jiàn)的設(shè)備進(jìn)展了闡述, 指出應(yīng)綜合考慮礦物加工過(guò)程中的各類(lèi)因素選擇合適的脫水設(shè)備。 畢業(yè)礦物加工; 脫水設(shè)備; 重力脫水; 機(jī)械力脫水; 熱能脫水脫水枯燥技術(shù)是各類(lèi)礦物粉體材料的后續(xù)加工作業(yè), 其目的是滿足應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品水分含量的要求、便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸并回收分選過(guò)程所使用的水。因此, 脫水枯燥技術(shù)也是礦物材料必須的加工工藝之一, 礦物粉體材料脫水枯燥技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì)是進(jìn)步效率、降低能耗、 減少污染和恢復(fù)原級(jí)粒度或進(jìn)步粉體粒度復(fù)原率 (降低團(tuán)聚率 )。礦

2、物脫水是選礦作業(yè)后的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一, 對(duì)保證精礦質(zhì)量起著非常重要的作用。1 礦物中水的存在形式和脫水方法與設(shè)備礦物中的水分包括成礦過(guò)程水分、開(kāi)采水分、分選加工及運(yùn)輸、儲(chǔ)存過(guò)程中參加的水分, 這些水分以不同形式存在于礦物中。通常有 4種形態(tài): 化合水分、結(jié)合水分、毛細(xì)管水分、 自由水分 1。礦物脫水方法和設(shè)備很多, 主要分為以下幾種。( 1) 重力脫水: 是指依靠重力而實(shí)現(xiàn)的脫水, 主要應(yīng)用于粗顆粒礦物的脫水, 能脫去自由水分。主要設(shè)備包括自然重力脫水 (脫水斗子和脫水倉(cāng) )和重力濃縮脫水 (濃縮機(jī)和沉淀池 )。( 2) 機(jī)械力脫水: 是指靠機(jī)械力而實(shí)現(xiàn)的水和物料的別離, 能脫去自由水分。主要設(shè)備

3、包括篩分脫水 (振動(dòng)篩 ), 離心脫水 (過(guò)濾式離心脫水機(jī)和沉降式離心脫水機(jī) )和過(guò)濾脫水 (真空脫水機(jī)、 板框壓濾機(jī)和加壓過(guò)濾機(jī) )。( 3) 熱能枯燥: 是指利用熱能使礦物中的水汽化而蒸發(fā)的脫水, 能去除礦物中的毛細(xì)水、 化合水和結(jié)合水。主要方法包括熱力枯燥和日光曝曬。2 固液別離典型設(shè)備及作用2 . 1 重力脫水設(shè)備 -濃密機(jī)濃縮機(jī)是一種用于懸浮液固液有效別離的機(jī)械設(shè)備, 主要用于金屬、 煤炭等非金屬洗選廠的精礦濃縮及尾礦脫水, 也可用于化工、 環(huán)保等部門(mén)中一切含固料漿的濃縮和凈化 2。濃縮機(jī)工作時(shí)是依靠重力沉降原理使礦漿中懸浮固體顆粒與液體別離, 從而實(shí)現(xiàn)固液別離, 其目的是進(jìn)步礦漿中

4、的固體濃度 3。在 20世紀(jì) 50年代, 鈾工業(yè)就開(kāi)場(chǎng)使用設(shè)置有回轉(zhuǎn)耙的圓形沉降槽, 這就是常規(guī)濃密機(jī)。礦漿中預(yù)先參加絮凝劑, 從進(jìn)料口參加濃密機(jī), 濃密后的底流礦漿從底部排出, 清液那么從周邊溢流出。普通濃密機(jī)底流的濃度一般為 40 % 60 %, 溢流的含固量可到達(dá) 10 20 g/L; 由于占地面積大, 產(chǎn)生的土建和安裝費(fèi)用也較高。高效濃密機(jī)是指單位面積處理才能大的濃密機(jī)。該類(lèi)設(shè)備與常規(guī)濃密機(jī)相比, 在外形上的顯著特點(diǎn)在于其高度大, 底流排料錐角小, 高度和直徑比大于 1, 一般在 1 . 5 2 ; 另一個(gè)特點(diǎn)是普遍采用絮凝技術(shù)強(qiáng)化微細(xì)顆粒的沉降, 常使用聚丙烯酰胺類(lèi)有機(jī)高分子絮凝劑。

5、相比之下, 高效濃密機(jī)比常規(guī)濃密機(jī)占地面積小, 底流濃度可到達(dá) 70 % 以上, 正常情況下溢流水含固量小于 500 mg/L。另外, 高效濃密機(jī)自動(dòng)化程度高, 可以減少操作人員和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用, 因此, 目前高效濃密機(jī)在市場(chǎng)上很流行。深錐濃密機(jī)主要由深錐、 給料裝置、 攪拌裝置、控制箱、 給藥裝置和自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。礦漿首先進(jìn)入消氣桶處理, 然后給入旋流給料箱, 經(jīng)過(guò)給料桶絮凝后的礦漿進(jìn)入濃相沉積層, 通過(guò)濃相沉積層的再絮凝、 過(guò)濾、 壓濾作用, 下部錐底排出高濃度的底流。高壓濃密機(jī)是繼高效濃密機(jī)和深錐濃密機(jī)之后的一種新型高效固液別離設(shè)備, 它結(jié)合了高效濃密機(jī)處理量大和深錐濃密機(jī)底流濃度高的特點(diǎn)

6、, 可以有效解決微細(xì)粒級(jí)的脫水難題。其底流濃度高于高效濃密機(jī), 可以到達(dá) 45 % 50 % , 而設(shè)備直徑又大于深錐濃密機(jī), 有利于進(jìn)步設(shè)備處理才能 4。2 . 2 機(jī)械力脫水設(shè)備2 . 2 . 1 離心過(guò)濾與其它脫水機(jī)械相比, 采用離心機(jī)脫水投資低、消費(fèi)才能高, 脫水效果好, 耗電小, 占地面積少, 因此, 離心機(jī)的開(kāi)展和應(yīng)用一直受到國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家的廣泛關(guān)注 5。離心力使過(guò)濾介質(zhì)兩邊形成壓力差, 推動(dòng)力強(qiáng),別離速度比擬快。對(duì)于沉降性能較差的礦漿, 過(guò)濾前需要參加適當(dāng)量的絮凝劑, 但要防止絮團(tuán)吸附過(guò)多水量, 造成濾餅含水量增加; 離心力場(chǎng)直接作用于顆粒和流體上, 離心過(guò)濾脫水技術(shù)可以有效地增大過(guò)

7、濾推動(dòng)力, 所產(chǎn)生的過(guò)濾推動(dòng)力和壓縮效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真空、 加壓等過(guò)濾方式, 脫水速率高、 濾餅剩余飽和度低, 且系統(tǒng)簡(jiǎn)單、 運(yùn)轉(zhuǎn)能耗及運(yùn)行費(fèi)用低。其主要設(shè)備包括: 沉降式離心脫水機(jī)和沉降過(guò)濾式離心脫水機(jī)。消費(fèi)理論證明, 沉降式離心脫水機(jī)和沉降過(guò)濾式離心機(jī)處理細(xì)顆粒都很有效, 但兩種離心機(jī)不能互相替代, 各有最正確的使用條件。水力旋流器作為一種利用離心力強(qiáng)化固液別離的設(shè)備, 由于其具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、 造價(jià)低、 占地面積小、處理才能大、 底流濃度高等特點(diǎn), 其在尾礦筑壩、 尾礦預(yù)濃縮、 尾礦富集回收、 尾礦充填作業(yè)中有很大作用, 如 G- MAX水力旋流器、 Krebs旋流器等。2 . 2 . 2 過(guò)濾

8、脫水采用真空泵造成過(guò)濾介質(zhì) (例如: 濾布 )兩邊的壓力差進(jìn)展過(guò)濾。適用于固液比小而固體顆粒較細(xì)的漿體。過(guò)濾脫水設(shè)備總體可分為真空和加壓兩大類(lèi), 真空類(lèi)常 用的有圓筒型、 圓盤(pán)型、 程度帶型等 6; 加壓類(lèi)常用的有壓濾型、 壓力容器型、 壓榨型、 動(dòng)態(tài)過(guò)濾和旋轉(zhuǎn)型等。( 1) 真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)。轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)已經(jīng)大量用于各類(lèi)礦物加工工業(yè), 不僅用于堿法浸出過(guò)濾和洗滌, 而且也用于酸法浸出流程, 特別是用于 CCD系統(tǒng)中固液別離。轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)有一個(gè)裝濾布的圓柱形轉(zhuǎn)鼓, 對(duì)礦漿進(jìn)展過(guò)濾、 脫水成餅、 洗滌和卸濾餅操作。按濾布安裝位置可以分為外濾式和內(nèi)濾式。內(nèi)濾式轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī), 適用于沉降性能好的礦漿; 外濾

9、式轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)按濾餅卸料方式分為: 刮刀式、 折帶式和繩帶式。在鈾工業(yè)中主要為外濾式, 刮刀卸料。外濾式轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)的處理量可達(dá) 3 5 t/m2# d , 最大的外濾式轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑為 3 . 35 m, 長(zhǎng)度為5m, 過(guò)濾面積 50 m, 但不合適過(guò)濾泥質(zhì)礦漿。( 2) 盤(pán)式過(guò)濾機(jī)。盤(pán)式過(guò)濾機(jī)是由多個(gè) (可達(dá)15個(gè) )圓形過(guò)濾盤(pán), 每個(gè)圓盤(pán)由 8 30個(gè)餅形盤(pán)組成。餅形盤(pán)數(shù)量取決于過(guò)濾機(jī)的直徑, 分為立盤(pán)式和程度盤(pán)式兩種。目前立盤(pán)式機(jī)最大過(guò)濾面積達(dá)200 m2。立盤(pán)式濾餅不能進(jìn)展盤(pán)上洗滌, 只能采用稀釋洗滌的方法洗滌濾餅: 程度盤(pán)式過(guò)濾機(jī)占地面積比擬大。( 3) 程度膠帶真空過(guò)濾機(jī)。主要

10、由兩個(gè)相隔一定間隔 的驅(qū)動(dòng)滾筒、 從動(dòng)滾筒或張緊滾筒、 無(wú)接頭環(huán)形橡膠帶組成。濾帶在真空抽吸箱上滑動(dòng), 其最大速度可達(dá) 15 cm /s 。濾帶上覆有濾布, 料漿參加到濾布上, 在真空抽吸作用下到達(dá)固液別離的目的。這種膠帶式過(guò)濾機(jī), 單位面積處理才能大, 在一臺(tái)機(jī)器上可進(jìn)展多段洗滌。目前, 國(guó)外設(shè)備最大過(guò)濾面積已達(dá) 200 m2。( 4) 壓濾機(jī)。壓濾機(jī)主要用于粘度大、 顆粒細(xì)的化工產(chǎn)品脫水和選礦廠精礦的脫水、 黃金氰化洗滌等作業(yè), 在尾礦處理方面應(yīng)用較少。然而, 由于其脫水效果好、 適應(yīng)性強(qiáng)、 壓濾脫水后尾礦的處理方式靈敏, 近年來(lái)在黃金礦山尾礦處理方面得到了廣泛的應(yīng)用, 在冶金礦山尾礦處理

11、中也有應(yīng)用報(bào)道。壓濾機(jī)在黃金氰化尾礦中的應(yīng)用還有一些特殊的意義。2 . 3 熱能枯燥理論與理論證明, 機(jī)械方法脫除細(xì)粒物料外在水分存在脫水極限, 尤其是超細(xì)粉體材料的團(tuán)聚問(wèn)題, 使消費(fèi)技術(shù)常常在機(jī)械過(guò)濾別離后, 還需再進(jìn)展熱能枯燥去水別離作業(yè)。熱能枯燥是利用熱能將物料中水分從液相轉(zhuǎn)變成汽相予以別離的操作, 可在機(jī)械過(guò)濾別離根底上實(shí)現(xiàn)深度固液別離。一般采用流態(tài)化枯燥方式或在枯燥設(shè)備中或枯燥后設(shè)置解聚裝置。枯燥板內(nèi)通入熱介質(zhì) (如蒸汽 ), 將枯燥板加熱, 靠近枯燥板的濾餅毛細(xì)管水開(kāi)場(chǎng)傳導(dǎo)受熱而蒸發(fā), 所變成的蒸汽急劇膨脹, 驅(qū)使距枯燥板較遠(yuǎn)毛細(xì)管水涌出濾餅外表, 其脫水機(jī)理可用自然界熱噴泉現(xiàn)象加

12、以解釋 6。3 結(jié) 論脫水設(shè)備的選用應(yīng)根據(jù)礦物所含水分的類(lèi)型、礦物特性、 礦物加工精度、 經(jīng)濟(jì)性等諸多方面進(jìn)展綜合考慮。近些年來(lái), 脫水設(shè)備正向著大型化、 可靠性好、精度高、 脫水效果好、 維護(hù)方便、 易損件少、 使用周期長(zhǎng)等方向開(kāi)展。但是國(guó)產(chǎn)脫水設(shè)備在一定程度上與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品還有差距, 如: 濃縮機(jī)的控制系統(tǒng)其控制精度較低等, 增加了設(shè)備的故障率和維護(hù)強(qiáng)度。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和經(jīng)濟(jì)全球化的條件下, 國(guó)產(chǎn)脫水設(shè)備面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn), 應(yīng)該加快研究開(kāi)展的步伐, 充分吸收和借鑒國(guó)外設(shè)計(jì)制造的先進(jìn)經(jīng)歷, 研制出合適我國(guó)礦山的脫水設(shè)備, 最終趕上和超過(guò)世界先進(jìn)程度。參考文獻(xiàn): 1 謝廣元, 張明旭, 邊炳鑫. 選礦學(xué) M . 北京: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社, 2001: 581 584. 2馬向哲, 樊立萍, 柏 松. 濃縮機(jī)控制系統(tǒng)的改良 J. 電氣時(shí)代, 2022 , 12( 12): 6 7. 3呂一波, 司亞梅. 濃縮機(jī)技術(shù)理論及設(shè)備開(kāi)展 J. 選煤技術(shù),2022 , 5( 10): 62 65. 4李妍妍. 梅山鐵

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