华北理工选矿厂设计教案第15讲 脱水设备

PAGE75-课程名称：《选矿厂设计》第12周，第15讲次摘要：授课题目（章、节）6.12脱水设备的选择与计算本讲目的要求及重点难点【目的要求】通过本讲课程的学习，掌握浓缩机的计算，以及过滤机的应用条件。了解真空过滤机的作用原理和辅助设备。【重点】浓缩机的计算，过滤机的应用范围【难点】浓缩机的计算，过滤机的工作原理内容【本讲课程的引入】湿法选矿产品（精矿和尾矿）通常需要进行脱水。精矿一般需1～3段脱水，即：“浓缩—过滤—干燥”这三段中的1～3段，以满足精矿销售的要求；尾矿只经过浓缩，目的是提高向尾矿库输送矿浆的浓度，减少输送矿浆的体积，以降低输送费用。【本讲课程的内容】6.12脱水设备6.12.1浓缩机（浓密机）选择浓缩设备时，既要满足下段工序对精矿和中矿含水量的要求，又要严格控制和减少溢流损失的金属量及水的浊度。浓缩机的规格主要根据给矿量及溢流中最大颗粒或物料集合在水中的沉降速度来确定。选择浓缩机时要考虑给入和排出的固液比，给矿的粒度组成、矿浆及泡沫的年度、浮选药剂和絮凝剂的类型。一、构造及分类浓缩机由浓缩池和耙动装置组成。浓缩池上部为圆柱型由1～150m不等，下部为圆锥型，锥面倾角8～150。小直径浓缩机用钢板制成，大直径为水泥。浓缩池底部中心有卸料斗，沉砂从此排出；周边有溢流槽，以排出溢流。耙动装置的目的是将沉到池底的固体耙到中心卸料斗。由4排刮板组成交叉状的4个耙子，在中心轴和架子的转动带动下旋转。为使耙架转动，可由中心传动或周边传动来带动。矿浆由中心给入固体颗粒沉降到底部，被刮板推向中心，由卸料斗排出，水则由周边溢出。浓缩机分为：如果矿浆中含泥多，沉降慢，可考虑使用絮凝剂，如聚丙烯酰胺、明矾等。浓缩机的选择与计算选择时要使其排矿浓度满足下段作业要求，而且溢流品位和水质也必须满足要求。一般来说，矿浆中的固体颗粒比重越小、越细，要求的水质越清，则要求的浓缩机面积越大。方法一，经验公式（1）浓缩机的计算最简单的是按单位面积处理量指标进行计算：式中：A—需要的浓缩机总面积，㎡。q—给入浓缩机的固体量，t/d。q0—单位面积处理量，t/㎡·d,根据工业试验或模拟试验选取，或根据类似厂生产资料或查表6.12—1。（2）计算浓缩机的直径：方法二，理论公式按溢流中最大颗粒沉降速度计算（1）计算需要浓缩机的总面积：式中：R1，R2分别为浓缩前和浓缩后矿浆液固重量比；K1矿浆波动系数，K1=1.05-1.20K浓缩机有效面积系数，一般取0.85-0.95；溢流中最大颗粒的自由沉降末速，mm/s，一般由试验而得，如没有试验可按式6.5-14a（d分别为溢流中固体物料密度t/m3和最大颗粒直径m。），溢流中允许的最大颗粒直径d：对于精矿或中矿一般取d=0.005mm，脉石矿物一般取d=0.01mm；q同上。选定浓缩机面积后，还要验算目的矿物流失量及溢流水的浊度，并矫正浓缩机上升水流速度u，务使其小于溢流中最大颗粒的自由沉降速度u0，即要求u<u0。一般浓缩机上升水流速度按小式计算：式中u浓缩机上升水流的速度，mm/sV浓缩机的溢流量，m3/s;A浓缩机面积，m2。方法三，按沉降试验结果计算。6.12.2过滤机及其附属设备过滤系统主要设备为过滤机，与其配套的附属设备有真空泵、气水分离器、自动排液装置以及鼓风机等过滤机：过滤机选矿厂用的较多的为筒型真空过滤机。其中：以下用内滤式筒式真空过滤机为例讲讲其构造和工作原理。其构造示意图如下：工作过程和原理：过滤机工作时下部的过滤室内必须有一定的真空度，它是通过管道与真空泵连接向外抽气而产生的，上部过滤室通过鼓风机向内鼓风，因此室内高于大气压。因筒体是旋转的，每转一周每个过滤室都抽气一次（到下部）、鼓风一次（到上部），这种交替是由分配头完成的。分配头分两瓣，与过滤机相连的一半是旋转的，与吸气管和鼓风管相连的一半是固定的，它们之间靠光滑平面互相贴紧，相互间有转动但不漏气。旋转的端面周边上的孔与每个过滤室相通，固定的端面下部月牙形孔与吸气管相通，上部孔与鼓风机相通，筒体旋转时过滤室转到下部即抽气，而抽气时矿浆的水吸入过滤室，滤饼即贴在滤布上，转到上部在刮板和鼓风的作用下滤饼由溜槽（或胶带）排出。过滤机的计算：式中：Q—需要过滤的矿量（不计水分）t/h选定的每台过滤机的过滤面积㎡q0—过滤机单位面积处理量，t/㎡·h,一般应由试验得出，亦可参考类似厂实际指标或表6.12—4真空过滤机的附属设备真空过滤系统设备联系如下图所示：其中，气水分离器起分离气与水的作用，使水不被抽入真空泵中；自动排液装置的作用是排水的同时使上部气水分离器保持一定的真空度。气水分离器5是与水环式真空泵配套的设备，以分离水环式真空泵排出的气和水。真空泵有三类：水环式、喷射式、柱塞式。水环式在选矿厂用的最多，也有喷射式的，柱塞式很少用。水环式真空泵的工作原理如下图所示：水环式真空泵的工作原理是：真空泵内有带叶片的转子，转子的轴心与壳的中心不同心而有一定的偏心。工作时壳内给入一定量的水，在叶片搅动和离心作用下水在壳内形成一圆环状的水环，叶片的尖部插入水环中，但深浅不同，造成两相邻叶片之间的空气室大小不同；较大气室与吸气管相通，空气进入室内随叶轮旋转，气室容积越来越小，空气被压缩而由排气管排出，随后气室跟着旋转容积扩大，形成一定真空度，再吸入空气，如此循环往复。真空泵的选择计算：根据所选过滤机所需的真空度和抽气量。比如铁精矿一般只有过滤，有色金属精矿一般为浓缩—过滤这两段，稀有金属、非金属还需要干燥。内滤式适于密度较大、粒度较粗（但不能过粗）的物料，如铁精矿的过滤；外滤式适合于处理粒度较细、矿浆较粘而且滤饼水分要求较低的物料，如有色