CN103084284A

CN103084284A - 一种节水型组合旋流分级与浓缩装置

Info

Publication number: CN103084284A
Application number: CN2013100450969A
Authority: CN
Inventors: 罗立群; 岑对对; 黄红; 魏波; 张凤至
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2033-02-05
Also published as: CN103084284B

Abstract

本发明涉及一种用于细粒物料分级与浓缩的设备。种节水型组合旋流分级与浓缩装置，其特征在于它包括机体、导流与稳流筒、初级水力旋流器、次级水力旋流器、机架、中央溢流管、料水调浆器、循环泵；机体的空腔内设有中央溢流管，机体的圆柱体的空腔内设有导流与稳流筒，机体的圆柱体上设有切向给料口，机体的下端设有出料口；中央溢流管的下端由管道与料水调浆器、循环泵、初级水力旋流器的进料口相连通，初级水力旋流器的溢流管口由管道与次级水力旋流器的进料口相连通，次级水力旋流器的溢流管口由管道与切向给料口相连通。该装置具有组合分级，节水、节能，分级后的产品固体物含量高、对物料适应性强的综合特点。

Description

一种节水型组合旋流分级与浓缩装置

技术领域

本发明涉及一种用于细粒物料分级与浓缩的设备。

背景技术

在金属矿的矿物加工过程中产出的尾矿量占其总量的70%～90%以上，目前尾矿大宗利用最有前途的利用途径主要是：尾矿充填、干排干堆和制备新型建材。在矿山尾矿利用过程中的重要环节就是需要得到一定粒度和较高浓度的尾矿。

目前在矿物加工过程中，控制颗粒的粒度大小和分选的浓度采用的分级设备主要是：各种螺旋分级机、水力旋流器和细粒筛分设备。具体如何选用分级设备，需要考虑采用的分级装备对矿浆的分级效率。螺旋分级机因分级效率不高，常用于粗颗粒分级和第一段分级；水力旋流器及旋流器组因占地小、细粒筛分设备因分级效率较好，目前在选矿的分选过程中得到较为广泛的应用。但是，它们分级后的细粒级矿浆，浓度普遍在30%～40%左右，虽然符合矿物加工分选过程的要求。但是对尾矿综合利用来说，却是需要70%～85%，甚至更高，不能满足尾矿利用的需要。目前生产所用的分级与浓缩是分离的设备，细粒级的分级浓度低，分级与浓缩能耗高、能量利用率低，耗水量大，不利于节能、节水等。

本发明借鉴了一般的水力旋流器和浓缩设备的特点，采用水力旋流器串联组合，利用矿浆的剩余旋流动能传导和加速颗粒浓缩，并直接利用浓缩溢流水返回分级。从而得到粗粒分级产品或返回再磨，可得到高浓度细粒合格产品，低浓度溢流水直接返回再分级，实现高效节水旋流分级过程，有利于节能、节水，为细粒级物料分级与浓缩提供一种的新方法及设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节水型组合旋流分级与浓缩装置，该装置用于细粒物料分级与浓缩，具有同时获得多个分级粒度产品和节能节水的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种节水型组合旋流分级与浓缩装置，其特征在于它包括机体1、导流与稳流筒2、初级水力旋流器4、次级水力旋流器5、机架7、中央溢流管10、料水调浆器11、循环泵12；机体1固定在机架7上，机体1由圆柱体和圆锥体组成一体结构，圆锥体位于圆柱体的下方，机体内为空腔；机体的空腔内设有中央溢流管10，中央溢流管10的上端位于机体的空腔内的上端部，中央溢流管10的下端穿过机体的圆锥体并位于机体外；机体1的圆柱体的空腔内设有导流与稳流筒2，导流与稳流筒2的上端外侧凸环与圆柱体焊接，导流与稳流筒2与圆柱体之间构成导流与稳流腔，机体1的圆柱体上设有切向给料口6，切向给料口6与导流与稳流腔相通；机体1的下端设有出料口9，出料口9处设有控制阀门；

中央溢流管10的下端由管道与料水调浆器11相连通，料水调浆器11的出口由管道与循环泵12的输入口相连通，循环泵12的输出口由管道与初级水力旋流器4的进料口相连通，初级水力旋流器的沉砂嘴14与第一输出管相连，初级水力旋流器4的溢流管口由管道与次级水力旋流器5的进料口15相连通，次级水力旋流器的沉砂嘴13与第二输出管相连，次级水力旋流器5的溢流管口由管道与切向给料口6相连通；初级水力旋流器4、次级水力旋流器5均固定在机体1的上端部。

所述的初级水力旋流器4、次级水力旋流器5的溢流管16插入深度可调。

初级水力旋流器4、次级水力旋流器5的溢流口处的旋流器体上设有出口管17，溢流管16的下端穿过出口管17，出口管17上设有外螺纹，溢流管16上套有螺盖18，溢流管16由螺盖18与出口管17螺纹连接固定，螺盖18与出口管17之间设有溢流管密封环19，螺盖18上设有螺钉孔，固定螺钉20旋入螺钉孔中。

所述的导流与稳流筒2的上部为伸缩筒体。

导流与稳流筒2的直径为机体1的圆柱体直径的60%～80%。

所述的初级水力旋流器4、次级水力旋流器5的安装倾角为45°～90°。

所述的机体1圆柱体的直径为500 mm～5000 mm。

中央溢流管10的直径为机体1的圆柱体直径的20%～40%。

本发明的有益效果是：

1、本发明的装置利用多级水力旋流器串联与浆体物料的旋流动能进行分级与浓缩，分级浓缩后可直接获得高浓度的多个产品（由2个沉砂嘴排出、出料口排出），且节能节水效果好；

2、本发明的装置可利用不同型号的水力旋流器串联，充分利用残余动能和物料中颗粒的离心力，实现一级泵送获得多个不同粒级的产品（由2个沉砂嘴排出、出料口排出），浓缩脱水后的循环溢流水直接返回使用，实现节能、节水；

3、利用导流与稳流筒的位置、浆体的残余动能和颗粒自身的离心力相结合，使物料中的固体颗粒旋流沉降，使固体颗粒与液体介质，如：水，能够加速固液分离，浓缩与脱水效果显著；

4、本发明的装置的导流与稳流筒、旋流器的溢流管均连续可调，操作与使用灵活，可获得不同分级粒度要求的多个产品，使用粒度范围广泛；

5、试验表明：当待处理物料的浓度在30wt%～70wt%，物料粒度-1.5 mm占 55%～85%时，经过本发明的装置分级与浓缩后，浓度可达到50wt%～75wt%。可节能30%～60%，节水30%～70%。实际使用时，先根据处理物料粒度、浓度和处理量大小调整导流与稳流筒的高度、旋流器的溢流管的插入深度，配合循环泵的压力，从而获得所期望的产品粒度和浓度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的机体的剖视图。

图3是本发明的水力旋流器的局部放大图。

图中：1-机体，2-导流与稳流筒，3-辅助溢流槽，4-初级水力旋流器（即第一个水力旋流器），5-次级水力旋流器（即第二个水力旋流器），6-切向给料口，7-机架，8-止动滑轮，9-出料口，10-中央溢流管（或称中央溢流筒），11-料水调浆器（或称加料和水的箱），12-循环泵，13-次级水力旋流器的沉砂嘴，14-初级水力旋流器的沉砂嘴，15-进料口，16-溢流管，17-出口管，18-螺盖，19-溢流管密封环，20-固定螺钉。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，一种节水型组合旋流分级与浓缩装置，它包括机体1、导流与稳流筒2、初级水力旋流器4、次级水力旋流器5、机架7、中央溢流管10、料水调浆器11、循环泵12；机体1固定在机架7上（机架上设有用于行走的轮子，轮子可为止动滑轮），机体1由圆柱体和圆锥体组成一体结构（机体1的下端为小口端），圆锥体位于圆柱体的下方，机体内为空腔；机体的空腔内设有中央溢流管10（位于机体的空腔内的中央），中央溢流管10的上端位于机体的空腔内的上端部，中央溢流管10的下端穿过机体的圆锥体并位于机体外（穿过机体处密封，如焊接密封）；机体1的上端外侧面设有辅助溢流槽3；机体1的圆柱体的空腔内设有导流与稳流筒2，导流与稳流筒2的上端外侧凸环与圆柱体焊接（导流与稳流筒2的上端和下端均为开口，导流与稳流筒2上端的位置上下可调），导流与稳流筒2与圆柱体之间构成导流与稳流腔，机体1的圆柱体上设有切向给料口6，切向给料口6与导流与稳流腔相通；机体1的下端设有出料口9，出料口9处设有控制阀门；

中央溢流管10的下端由管道与料水调浆器11相连通（构成溢流的循环水流通道，再与循环泵形成浆体物流的闭合回路，溢流水回用，节能节水），料水调浆器11的出口由管道与循环泵12的输入口相连通，循环泵12的输出口由管道与初级水力旋流器4的进料口相连通，初级水力旋流器的沉砂嘴14与第一输出管相连（排出第一级分级粒度产品），初级水力旋流器4的溢流管口由管道与次级水力旋流器5的进料口15相连通，次级水力旋流器的沉砂嘴13与第二输出管相连（排出第二级分级粒度产品），次级水力旋流器5的溢流管口由管道与切向给料口6相连通；初级水力旋流器4、次级水力旋流器5均固定在机体1的上端部（外侧壁上，不同型号的旋流器串联连接）。

所述的初级水力旋流器4、次级水力旋流器5的溢流管16插入深度可调（分级粒度灵）。

初级水力旋流器4、次级水力旋流器5的溢流口处的旋流器体上设有出口管17，溢流管16的下端穿过出口管17（溢流管的插入深度可调，溢流管连续可调，有利于得到不同的分级粒度），出口管17上设有外螺纹，溢流管16上套有螺盖18，溢流管16由螺盖18与出口管17螺纹连接固定，螺盖18与出口管17之间设有溢流管密封环19，螺盖18上设有螺钉孔（三个），固定螺钉20旋入螺钉孔中（加强螺盖18与出口管17的固定）。

所述的导流与稳流筒2的上部为伸缩筒体（如上部采用螺纹连接的筒体，上下位置连续可调）。导流与稳流筒2的直径为机体1的圆柱体直径的60%～80%。

所述的机体1圆柱体的直径为500 mm～5000 mm。

所述的初级水力旋流器4、次级水力旋流器5和循环泵的压力为1×10⁶～10×10⁶ Pa。

中央溢流管10的直径为机体1的圆柱体直径的20%～40%；中央溢流管穿过机体1的圆锥体的底箱，与底箱的偏心处呈固定连接（如焊接）。

工作过程：

1、根据待分级物料的粒度大小，选择不同型号的旋流器串联连接，次级水力旋流器的溢流与机体1的切向给料口（或称溢流切向给料口）6相连，初级水力旋流器4的进料口（或称给料口）与循环泵12连接；

2、调节导流与稳流筒2如图2的位置；

3、将细粒物料出料口9的阀门旋至开口较小的位置；

4、启动循环泵12，根据待分级物料的浓度与粒度要求，由设备配备的变频器调整循环泵12的转速，以控制物料的压力；

5、浆体中的固体物料因粒度和离心力的不同，并随着旋流器作回转运动，粗粒经旋流器的沉砂嘴（或称沉砂口）排出，物料中的较细部分颗粒经本级旋流器的溢流进入到下一级的旋流器的进料口（或称给料口），再经旋流器的分级，得到另一粒度的浓缩物料；

6、次级水力旋流器的溢流进入到机体的切向给料口，经颗粒经残余动能旋流浓缩，液体介质（如水）随较稀的浆体旋流析出，并经中央溢流管10排出；

7、经中央溢流管排出的液体介质（如水）直接返回到循环泵的浆体中循环使用。

工作原理：

1、物料的分级离不开分级的介质和旋流动能。常规的旋流器与浓缩机通常是独立的两种设备，本装置利用矿浆的剩余旋流动能传导和加速颗粒浓缩，利用串联旋流器组联合使用既可节约分级介质、又可节约能源，达到充分利用浆体的残余动能，强化循环介质的直接回用的目标。用常规的旋流器分级获得的产品质量单一，浆体的残余能量没有利用，分级介质消耗高，利用率低，

2、根据待分级物料的粒度大小，选择不同型号的旋流器串联连接，次级水力旋流器(或称末级旋流器)的溢流与机体的切向给料口相连，利用浆体中固体物料的粒度和离心力不同分级，更重要的是，物料中的较细部分颗粒经本级旋流器的溢流进入到下一级的旋流器的进料口（给料口），再经旋流器的分级，得到另一粒度的浓缩物料，此过程是不需外加任何能量，而是利用浆体的残余动能直接完成；

3、次级水力旋流器的溢流进入到机体的切向给料口，经颗粒经残余动能旋流浓缩，液体介质（如水）随较稀的浆体旋流析出，并经中央溢流管排出，经中央溢流管排出的液体介质（如水）直接返回到循环泵的浆体中循环使用；

4、该装置的机体内设有导流与稳流筒，而且位置连续可调，实现分级后的产品浓度较高，可一次得到多个分级产品；

5、各级旋流器组的溢流管的插入深度连续可调，可利用一套装置得到不同的分级粒度分界值；

6、该装置具有较好的节水（或分级介质）、节能效果，适应性强，可一次获得多个分级产品，而且分级后的产品浓度高、效果好。可有效地实现矿山尾矿或其它颗粒物料的分级脱水作业；并可用于分选作业过程中的其它分级浓缩作业。

Claims

1. 一种节水型组合旋流分级与浓缩装置，其特征在于它包括机体（1）、导流与稳流筒（2）、初级水力旋流器（4）、次级水力旋流器（5）、机架（7）、中央溢流管（10）、料水调浆器（11）、循环泵（12）；机体（1）固定在机架（7）上，机体（1）由圆柱体和圆锥体组成一体结构，圆锥体位于圆柱体的下方，机体内为空腔；机体的空腔内设有中央溢流管（10），中央溢流管（10）的上端位于机体的空腔内的上端部，中央溢流管（10）的下端穿过机体的圆锥体并位于机体外；机体（1）的圆柱体的空腔内设有导流与稳流筒（2），导流与稳流筒（2）的上端外侧凸环与圆柱体焊接，导流与稳流筒（2）与圆柱体之间构成导流与稳流腔，机体（1）的圆柱体上设有切向给料口（6），切向给料口（6）与导流与稳流腔相通；机体（1）的下端设有出料口（9），出料口（9）处设有控制阀门；

中央溢流管（10）的下端由管道与料水调浆器（11）相连通，料水调浆器（11）的出口由管道与循环泵（12）的输入口相连通，循环泵（12）的输出口由管道与初级水力旋流器（4）的进料口相连通，初级水力旋流器的沉砂嘴（14）与第一输出管相连，初级水力旋流器（4）的溢流管口由管道与次级水力旋流器（5）的进料口（15）相连通，次级水力旋流器的沉砂嘴（13）与第二输出管相连，次级水力旋流器（5）的溢流管口由管道与切向给料口（6）相连通；初级水力旋流器（4）、次级水力旋流器（5）均固定在机体（1）的上端部。

2. 根据权利要求1所述的一种节水型组合旋流分级与浓缩装置，其特征在于：所述的初级水力旋流器（4）、次级水力旋流器（5）的溢流管（16）插入深度可调。

3. 根据权利要求1或2所述的一种节水型组合旋流分级与浓缩装置，其特征在于：初级水力旋流器（4）、次级水力旋流器（5）的溢流口处的旋流器体上设有出口管（17），溢流管（16）的下端穿过出口管（17），出口管（17）上设有外螺纹，溢流管（16）上套有螺盖（18），溢流管（16）由螺盖（18）与出口管（17）螺纹连接固定，螺盖（18）与出口管（17）之间设有溢流管密封环（19），螺盖（18）上设有螺钉孔，固定螺钉（20）旋入螺钉孔中。

4. 根据权利要求1所述的一种节水型组合旋流分级与浓缩装置，其特征在于：所述的导流与稳流筒（2）的上部为伸缩筒体。

5. 根据权利要求1所述的一种节水型组合旋流分级与浓缩装置，其特征在于：导流与稳流筒（2）的直径为机体（1）的圆柱体直径的60%～80%。

6. 根据权利要求1所述的一种节水型组合旋流分级与浓缩装置，其特征在于：所述的初级水力旋流器（4）、次级水力旋流器（5）的安装倾角为45°～90°。

7. 根据权利要求1所述的一种节水型组合旋流分级与浓缩装置，其特征在于：所述的机体（1）圆柱体的直径为500 mm～5000 mm。

8. 根据权利要求1所述的一种节水型组合旋流分级与浓缩装置，其特征在于：中央溢流管（10）的直径为机体（1）的圆柱体直径的20%～40%。