CN103785197B - 一种浆料高效浓密装置及浓密方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浆料高效浓密装置及其浓密方法，所述装置采用具有不同浓密原理的两级浓密室串联，能够实现固液混合浆料的高效浓密；所述浆料浓密方法采用上述装置进行。本发明的浓密装置结构简单、投资少、占地面积小、连续性好、能耗低、运行稳定、工业化容易，浓密后的物料流动顺畅，运行稳定，效率高。

Description

一种浆料高效浓密装置及浓密方法

技术领域

本发明涉及化工、矿山及环境等技术领域，更具体地讲，涉及一种固液混合物中固体物料浓密的装置及其浓密方法。

背景技术

浓密机主要用于选矿、化工、基建和污水等领域中，用于将一切含固体物料的混合浆料的浓缩和净化。

目前市场上现有的浓密机经常存在堵料、溢流、“跳浑”、处理能力低、占地面积大等问题，例如用于对选矿长尾砂浆进行浓缩的浓密机，其直径一般大于高度，例如直径可达到100米，而高度仅为10米，因此浓密机的锥底夹角较大，占地面积大且效率低。

因此，需要提供一种能够实现不同粒级固体物料分离且占地小、效果好的浓密装置。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于解决以上问题中的一个或多个。

本发明的目的在于提供一种具有实现不同粒级固体物料分离、占地面积小、投资小、物流顺畅等特点的浆料高效浓密装置。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种浆料高效浓密装置，所述装置包括按照浆料流动方向串联设置的一级浓密室和二级浓密室，其中，一级浓密室包括位于上部的第一直筒段和位于下部的第一圆锥段，第一直筒段的侧壁下部设置第一浆料进口且所述第一浆料进口的进液方式为旋向进液，第一直筒段的侧壁上部设置第一浆料出口，第一圆锥段的底部设置第一高固含量浆料出口；二级浓密室包括位于上部的第二直筒段和位于下部的第二圆锥段，第二直筒段的侧壁上部设置第二浆料进口且所述第二浆料进口与第一浆料出口连通，第二直筒段的侧壁上部还设置清液排放口，第二圆锥段的底部设置第二高固含量浆料出口，二级浓密室中设置第一折流板和第二折流板，第一折流板和第二折流板与二级浓密室的顶壁和侧壁密封连接，第一折流板和第二折流板的底部设置一排牙形缺口，第一折流板和第二折流板上均匀设置多个开孔，浆料进入二级浓密室后依次通过第一折流板和第二折流板上的开孔实现固液分离。

根据本发明的浆料高效浓密装置的一个实施例，所述第一圆锥段与第二圆锥段的锥底夹角为30～60°。

根据本发明的浆料高效浓密装置的一个实施例，所述第一圆锥段与第二圆锥段的侧壁上均设置至少一个高频振打器。

根据本发明的浆料高效浓密装置的一个实施例，通过所述第一浆料进口进入一级浓密室的浆料由砂浆泵泵入。

根据本发明的浆料高效浓密装置的一个实施例，所述第一浆料进口上设置进口阀门，所述第一高固含量浆料出口和第二高固含量浆料出口上设置放料底阀，所述清液排放口上设置出口阀门。

根据本发明的浆料高效浓密装置的一个实施例，所述第一折流板与第二折流板上的开孔数量和开孔直径相等，第一折流板与第二折流板上的开孔位置不同。

根据本发明的浆料高效浓密装置的一个实施例，所述开孔直径为30～50mm，所述开孔数量为8～20个。

本发明的另一方面还提供了一种浆料浓密方法，所述方法采用上述的浆料高效浓密装置进行。

本发明采用具有不同浓密原理的两级浓密室串联，能够实现固液混合浆料的高效浓密。并且，该浓密装置结构简单、投资少、占地面积小、连续性好、能耗低、运行稳定、工业化容易，浓密后的物料流动顺畅，运行稳定，效率高。

附图说明

通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是本发明示例性实施例的浆料高效浓密装置的结构示意图。

图2A是本发明示例性实施例的浆料高效浓密装置中第一折流板的结构示意图。

图2B是本发明示例性实施例的浆料高效浓密装置中第二折流板的结构示意图。

附图标记说明：

10-一级浓密室、11-第一直筒段、12-第一圆锥段、13-第一浆料进口、14-第一浆料出口、15-第一高固含量浆料出口、20-二级浓密室、21-第二直筒段、22-第二圆锥段、23-第二浆料进口、24-清液排放口、25-第二高固含量浆料出口、26-第一折流板、27-第二折流板、30-高频振打器。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来详细说明本发明的示例性实施例。

图1是本发明示例性实施例的浆料高效浓密装置的结构示意图。如图1所示，根据本发明的浆料高效浓密装置包括按照浆料流动方向串联设置的一级浓密室10和二级浓密室20。其中，一级浓密室10主要根据液固比重差及浆料在浓密室中旋流运动时产生的边壁效应，使得浆料中稍粗的固体颗粒物在一级浓密室10内沉降，实现一级浓密处理；二级浓密室20中设置折流板以延长浆料流程并增大液体阻力降，由此利用低流速浆料实现固体颗粒物料沉降和固相物的浓密，实现二级浓密处理。

下面将具体介绍一级浓密室10和二级浓密室20的主要结构。

如图1所示，一级浓密室10包括位于上部的第一直筒段11和位于下部的第一圆锥段12，第一直筒段11的侧壁底部设置第一浆料进口13且第一浆料进口13的进液方式为旋向进液，第一直筒段11的侧壁顶部设置第一浆料出口14，第一圆锥段12的底部设置第一高固含量浆料出口15。优选地，第一浆料进口13设置于第一直筒段11与第一圆锥段12结合处附近的直筒段处。由于一级浓密室10采用的底部进液顶部储液的方式并且具体采用了侧壁旋向进液的进液方式，则以一定速度进入一级浓密室10的浆料将呈螺旋型上升，稍粗一些的固体颗料物在边壁和离心力的作用下在一级浓密室10中沉降并沉积于第一圆锥段12的底部实现一级浓密，沉降后的高固含量浆料再通过第一高固含量浆料出口15排出。与此同时，由于较高速的浆料螺旋上升运动至第一浆料出口14时，其流速得到了有效地减缓，因此使得进入二级浓密室20的浆料成为低流速浆料，有利于后续的二级浓密处理。此外，经过一级浓密后的浆料还减轻了二级浓密室的负荷。其中，通过第一浆料进口13进入一级浓密室10的浆料由砂浆泵(泵入)泵入，浆料的流速可以通过调节第一浆料进口13上设置的进口阀门的开度实现，操作简单且稳定。根据本发明，进入一级浓密室10的浆料流速显著大于进入二级浓密室20的浆料流速，具体可根据固体颗粒物情况进行适当调节，例如，进入一级浓密室10的浆料流速为进入二级浓密室20的浆料流速的2～8倍。

二级浓密室20包括位于上部的第二直筒段21和位于下部的第二圆锥段22，第二直筒段21的侧壁顶部设置第二浆料进口23且第二浆料进口23与第一浆料出口14连通，则经过一级浓密后的浆料能够直接进入二级浓密室20进行二级浓密。第二直筒段21的侧壁顶部还设置清液排放口24，第二圆锥段22的底部设置第二高固含量浆料出口25。二级浓密室20采取的是顶部进液顶部出液的方式，则浆料在二级浓密室20中浓密后，上清液通过清液排放口24排出，二级浓密后的高固含量浆料则通过第二高固含量浆料出口25排出。

具体地，二级浓密室20中设置第一折流板26和第二折流板27。图2A是本发明示例性实施例的浆料高效浓密装置中第一折流板的结构示意图，图2B是本发明示例性实施例的浆料高效浓密装置中第二折流板的结构示意图。如图1、图2A和图2B所示，第一折流板26和第二折流板27与二级浓密室20的顶壁和侧壁密封连接，第一折流板26和第二折流板27的底部设置一排牙形缺口，第一折流板26和第二折流板27上均匀设置多个开孔，则低流速浆料进入二级浓密室后依次通过第一折流板26和第二折流板27上的开孔实现固液分离。第一折流板26和第二折流板27的主要作用为延长液体流程，增大流体流动过程中阻力降，从而使得固体颗粒在折流板的作用下沉积于二级浓密室20的底部，使得低流速浆料实现固液分离和二级浓密。由于第一折流板26和第二折流板27与二级浓密室20的顶壁和侧壁密封连接，则进入二级浓密室20的浆料只能通过第一折流板26和第二折流板27上的开孔流动，有效地延长了浆料流程并进一步减缓流速，而沉积下来的固体颗粒物则通过牙形缺口流入第二圆锥段22的最底部聚集并排出。但事实上，本发明的折流板结构并不限于图2A与图2B所示，只要能够实现延长浆料流程并增大阻力以促进固体颗粒物沉降的折流板均可。优选地，第一折流板26与第二折流板27上的开孔数量和开孔直径相等，以确保浆料的浓密速度稳定而不积料或浓密效果不好，例如设置开孔直径为30～50mm、开孔数量为8～20个。同时，应使第一折流板26与第二折流板27上的开孔位置不同，例如第一折流板26上的开孔位于折流板的下部，而第二折流板27上的开孔位于折流板的上部，这有利于进一步延长浆料流程而保证浆料中的大部分固体颗粒得到分离并沉降。也即，进入二级浓密室20的低流速浆料在折流板以及浓密室壁的作用下实现了固体颗粒物的充分沉降和二级浓密。

其中，第一圆锥段12的锥底夹角A和第二圆锥段22的锥底夹角B为30～60°，具体可根据实际工况进行选择。将一级浓密室和二级浓密室的锥底夹角设置为上述范围不仅可以保证最佳的浓密效果，同时能够保证合理的高径比，有利于减小占地面积并节约投资。

为了保证浓密后的高固含物浆料具有一定流动性，在一级浓密室10的第一圆锥段12和二级浓密室20的第二圆锥段22的侧壁上均设置至少一个高频振打器30，开启高频振打器30后能够使得浓密后且沉积于圆锥段的高固含物浆料顺利排出浓密装置，完成浆料浓密的处理。

为了便于控制，除了在第一浆料进口13上设置进口阀门(未示出)，还可以在第一高固含量浆料出口15和第二高固含量浆料出口25上设置放料底阀(未示出)，并在清液排放口24上设置出口阀门(未示出)。本发明的浓密装置所涉及材料均无特殊要求，可根据浆料的性质选择目前市场上便于采购的材料制作完成，容易实现工业化。

本发明的浆料浓密方法则是采用上述浆料高效浓密装置进行。本发明通过先后进行的不同原理的浓密处理方式实现了不同粒径的固相物有效分离，使得浆料得到高效浓密。

下面结合具体示例详细说明利用本发明的浆料高效浓密装置和浓密方法。

本示例为利用钛精矿生产人造金红石工艺的一部分，原料为钛精矿盐酸浸出后的液固混合物浆料，其固含量约为2～10wt％，温度为50～80℃。

浓密装置采用能耐100℃的玻璃钢制作而成，一级浓密室的直径为2米，第一直筒段高4米，锥底夹角为60°；二级浓密室的直径为2.5米，第二直筒段高3.6米。将两级浓密室串联，且在二级浓密室中设置如图2A和图2B所示结构的第一折流板和第二折流板，其中第一折流板和第二折流板均设置φ40mm的开孔10个，均布，但第一折流板中的一排开孔位于下部，第二折流板中的一排开孔位于上部。

通过调整进液阀门，控制浆料的流量为6～8m³/h。使浆料在砂浆泵的作用下以旋液方式进入一级浓密室，当一级浓密室中的浆料开始溢流至二级浓密室时，打开一级浓密室的高频振打器和一级浓密室底部的放料底阀，排出一级浓密后的浆料至过滤洗涤工序。

当二级浓密室溢流30分钟左右，逐渐打开二级浓密室的高频振打器和二级浓密室底部的放料底阀，继续排出二级浓密后的浆料至过滤洗涤工序，直至完成整个浓密处理过程。

在浓密处理过程中根据过滤洗涤工序浆料的固含量实时调整一级浓密室底部的放料底阀和二级浓密室底部的放料底阀的开度。

整个浓密装置的系统运行稳定且浓密效果好。

综上所述，本发明的浆料高效浓密装置和浓密方法具有以下优点：

1、通过两个浓密室串联，实现高效浓密；

2、一级浓密室主要根据液固比重差及浆料旋流时产生的边壁效应，使得稍粗的固体在一级浓密室内沉降，减轻二级浓密室的负荷；

3、二级浓密室利用折流板及浓密室壁的作用，使得低流速浆料实现固体颗粒物料沉降，实现固相物浓密；

4、一级、二级浓密室均设计为锥底夹角为30～60°的圆锥形结构，减小了占地面积，节约了投资；

5、在圆锥段设置高频振打器能够确保浓密后的高固含量浆料能够顺畅排出，保证了系统的连续稳定操作。

6、所涉及的设备及材料无特殊要求，可根据浆料的性质选择合适的材料制作，容易实现工业化。

7、方法简单可靠、作业率高、劳动强度低、安全性高；设备要求低且设备性能稳定，能够基本实现自动控制，能够实现连续稳定地工业化生产。

尽管上面结合示例示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在这里做出形式和细节上的各种改变。

Claims (8)

1.一种浆料高效浓密装置，其特征在于，所述装置包括按照浆料流动方向串联设置的一级浓密室和二级浓密室，其中，

一级浓密室包括位于上部的第一直筒段和位于下部的第一圆锥段，第一直筒段的侧壁底部设置第一浆料进口且所述第一浆料进口的进液方式为旋向进液，第一直筒段的侧壁顶部设置第一浆料出口，第一圆锥段的底部设置第一高固含量浆料出口；

二级浓密室包括位于上部的第二直筒段和位于下部的第二圆锥段，第二直筒段的侧壁顶部设置第二浆料进口且所述第二浆料进口与第一浆料出口连通，第二直筒段的侧壁顶部还设置清液排放口，第二圆锥段的底部设置第二高固含量浆料出口，二级浓密室中设置第一折流板和第二折流板，第一折流板和第二折流板与二级浓密室的顶壁和侧壁密封连接，第一折流板和第二折流板的底部设置一排牙形缺口，第一折流板和第二折流板上均匀设置多个开孔，第一折流板上的开孔位于第一折流板的下部，而第二折流板上的开孔位于第二折流板的上部，浆料进入二级浓密室后依次通过第一折流板和第二折流板上的开孔实现固液分离。

2.根据权利要求1所述的浆料高效浓密装置，其特征在于，所述第一圆锥段与第二圆锥段的锥底夹角为30～60°。

3.根据权利要求1所述的浆料高效浓密装置，其特征在于，所述第一圆锥段与第二圆锥段的侧壁上均设置至少一个高频振打器。

4.根据权利要求1所述的浆料高效浓密装置，其特征在于，通过所述第一浆料进口进入一级浓密室的浆料由砂浆泵泵入。

5.根据权利要求1所述的浆料高效浓密装置，其特征在于，所述第一浆料进口上设置进口阀门，所述第一高固含量浆料出口和第二高固含量浆料出口上设置放料底阀，所述清液排放口上设置出口阀门。

6.根据权利要求1所述的浆料高效浓密装置，其特征在于，所述第一折流板与第二折流板上的开孔数量和开孔直径相等，第一折流板与第二折流板上的开孔位置不同。

7.根据权利要求1所述的浆料高效浓密装置，其特征在于，所述开孔直径为30～50mm，所述开孔数量为8～20个。

8.一种浆料浓密方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1至7中任一项所述的浆料高效浓密装置进行。