CN104014167A - 一种斜板浓密机及其减小底流阀门磨损程度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种斜板浓密机及其减小底流阀门磨损程度的方法，属于矿物加工技术领域。该斜板浓密机包括斜板群、底流排放阀、装斜板群的上箱体、收集浓缩矿浆的锥斗和底流管，所述的斜板群、收集浓缩矿浆的锥斗和底流管依次相连，还包括底流倒虹吸管和底流排放事故阀，所述的底流排放阀通过底流倒虹吸管与底流管相连，所述的底流管上还连有底流排放事故阀，所述的底流倒虹吸管与水平面的夹角为30~70°，高度为2~10米，所述的底流排放阀至少为3个。该工艺方法利用了斜板浓密机内很高的液压对底流排放的影响，变劣势为优势，不仅使斜板浓密机的底流阀门使用寿命远远超出人们的预期，也解决了底流阀易堵的问题，工作可靠且成本低廉。

Description

一种斜板浓密机及其减小底流阀门磨损程度的方法

技术领域

本发明属于矿物加工领域，具体涉及一种斜板浓密机及其减小底流阀门磨损程度的方法。 

背景技术

斜板浓密机主要用于选矿厂的矿浆脱水浓密。斜板浓密机内置斜板群增加矿浆澄清和浓密的面积，而经过斜板群浓密的浓矿浆进入锥斗后从锥斗底部的底流阀排出，如图1所示。 

由于斜板群本身具有较高的高度，以及锥斗需要较大坡度才能使固体颗粒不堆积在锥壁上致使锥斗高度更高，因此斜板浓密机的整体高度较常规圆池型浓密机高得多，通常斜板浓密机从给矿口到底流口的高差达到7到10米，这就使得底流在排放时受到很高的液压影响，给底流排放带来如下问题：底流阀门必须选得很小或开启得很小，否则会因较大液压影响使底流排放量很大，导致底流浓度降低，达不到设计的浓缩效果；底流阀门小虽然能减小底流量提高底流浓度，但矿浆中的粗颗粒或杂质很容易将底流阀门堵塞，给操作带来极大麻烦。而且，阀门处于不全开启的状态，其阀芯是极易被矿粒磨损的。现场生产的实际情况是，底流排放很难顺行，操作工人经常都在疏通底流阀门，或者直接将底流阀门开大，任由底流矿浆变稀而达不到设计的浓密效果。更为严重的是，底流矿浆通过底流阀的流速极快，使得石英、铁矿等高硬度的矿石颗粒对底流阀的磨损及其严重(尤其是不全开启的阀门)，攀枝花某钒钛磁铁矿属高硬度矿石，其选厂使用的斜板浓密机底流阀3天就得更换，后采用了国内最好的耐磨阀也只能维持2个星期，使成本剧增，操作麻烦。 

由于斜板浓密机为箱斗式结构，为限制设备的高度，对于浓密面积很大的设备必须采用多个锥斗并联的形式，如图2所示，使斜板浓密机的总高尽量不超过15米，这使得大规格的斜板浓密机具有多个底流排放口，导致底流阀的使用成本更高。 

为使斜板浓密机的底流阀门使用时间更长，该领域的技术人员不断改进阀门的材质，虽然取得一定效果，但耐磨阀门不仅价格不菲，且能延长的使用时间仍是相当有限的。 

如上所述，如何高效低价地解决斜板浓密机底流排放的诸多难题，是斜板 浓密机能更广泛地应用于矿山浓密作业的关键问题之一。 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种斜板浓密机及其减小底流阀门磨损程度的方法，本发明从底流排放的工艺方法而非从底流阀材质上解决该问题，该工艺方法利用了斜板浓密机内很高的液压对底流排放的影响，变劣势为优势，不仅使斜板浓密机的底流阀门使用寿命远远超出人们的预期，也解决了底流阀易堵的问题，试验表明其工作可靠且成本低廉。 

本发明采用的技术方案如下： 

一种减小底流阀门磨损程度的斜板浓密机，包括斜板群、底流排放阀、装斜板群的上箱体、收集浓缩矿浆的锥斗和底流管，所述的斜板群、收集浓缩矿浆的锥斗和底流管依次相连，还包括底流倒虹吸管和底流排放事故阀，所述的底流排放阀通过底流倒虹吸管与底流管相连，所述的底流管上还连有底流排放事故阀，所述的底流倒虹吸管与水平面的夹角为30～70°，高度为2～10米，所述的底流排放阀至少为3个。 

进一步优选的是所述的底流排放阀为3～15个。 

所述的底流排放阀相邻两个的间距为0.5～1m。 

所述的底流倒虹吸管为硬管或软管。 

本发明还提供一种基于上述的斜板浓密机来减小底流阀门磨损程度的方法，该方法是：斜板浓密机开机前将底流排放事故阀关闭，打开所有的底流排放阀，然后开启斜板浓密机给矿，矿浆从给矿区进入斜板浓密机，经过斜板群浓密澄清后，清水成为溢流，脱水后的浓矿浆集中到收集浓缩矿浆的锥斗，并通过底流管和底流倒虹吸管产生倒虹吸现象，使底流从底流排放阀排出，矿浆首先从最低的底流排放阀排出，等到更高一级的底流排放阀开始排出底流矿浆时，低一级的底流排放阀便可以关闭；如此顺序不断关闭相对位置较低的底流排放阀，直至斜板浓密机灌满矿浆后，再根据对底流量和底流浓度的需要调整底流排放阀的开启情况，底流阀位置越高排放量越小，底流浓度越高；如果遇到选厂停产或其它事故时，直接开启斜板浓密机的底流排放事故阀大量排放。 

本发明的工作原理描述如下：稀矿浆从给矿区进入斜板浓密机，经过斜板群浓密澄清后，清水成为溢流，脱水后的浓矿浆集中到收集浓缩矿浆的锥斗，并通过底流管和底流倒虹吸管产生倒虹吸现象，使底流从底流排放阀排出，而常 规斜板浓密机的底流阀成为底流排放事故阀。由于斜板浓密机内的矿浆液面很高，故通过倒虹吸原理可以把底流浓矿浆提升到一定高度排放。图3中的底流排放阀设计成多个，至少3个，优选为3～15个，高度越高的底流排放阀受到的液压影响越小，根据流体力学中的伯努利原理，越高的底流排放阀排放底流的速度越小，从而排放的底流量就越小。底流排放速度变小，阀门的磨损就变小，由此带来的底流量变小的问题可以通过增大底流倒虹吸管的管径和底流排放阀的口径来增大底流量，这样又解决了常规斜板浓密机因底流阀口径太小容易堵塞的问题。实际生产中采取开启不同高度的底流排放阀来控制底流量，可以只开启一个，也可以开启多个，操作灵活。在设计底流倒虹吸管的管径时根据伯努利方程进行，尽量使底流排放阀的高度较高以减小底流矿浆的流速，从而最大限度延长底流排放阀门的使用寿命。 

由于底流矿浆从底流倒虹吸管排出时，其中的矿石颗粒沉降和矿浆的流动方向是相反的，容易让人联想到堵塞，这造成该领域的技术人员认为斜板浓密机的底流排放采用倒虹吸是不可行的。发明者在研究中发现，因底流是浓矿浆，矿石颗粒在其中是严重的干涉沉降，使其沉降速度很慢。如1mm的石英颗粒，在水中的自由沉降速度为8.4cm/s，在浓度为45％的底流矿浆中的干涉沉降速度仅为1.26cm/s，这就为底流倒虹吸排放提供了很好的条件。实际矿山的磨矿细度通常都以小于74μm的含量计，最大粒度基本不会超过0.3mm，在浓度为45％的底流矿浆中，0.3mm的石英颗粒干涉沉降速度仅为0.48cm/s，0.3mm的磁铁矿颗粒干涉沉降速度仅为1cm/s，而倒虹吸管内矿浆的流速一般均大于30cm/s，故不存在堵塞问题。更为巧妙的是，在常规的底流排放中，矿粒沉降速度和矿浆流速一致，导致全部矿粒都往底流阀口挤，一旦有较多的粗颗粒出现就会立刻挤满阀门口产生堵塞；而底流采用倒虹吸排放时，矿粒沉降速度和矿浆流速相反，矿粒在被比它速度快的矿浆带着向上走时，其自身相反的沉降速度起的是松散作用。发明者在试验观察中就发现粗矿粒在底流倒虹吸排放时能顺利排出，而这些粗颗粒在常规底流排放中极易堵塞底流阀。 

本发明与现有技术相比，其有益效果为：本发明从底流排放的工艺方法而非从底流阀材质上解决该问题，该工艺方法利用了斜板浓密机内很高的液压对底流排放的影响，变劣势为优势，不仅使斜板浓密机的底流阀门使用寿命远远超出人们的预期，也解决了底流阀易堵的问题，试验表明其工作可靠且成本低廉。 

附图说明

图1是常规斜板浓密机的示意图； 

图2是常规斜板浓密机多个锥斗并联的斜板浓密机结构示意图； 

图3是本发明的结构示意图； 

其中，1为斜板群，2为底流倒虹吸管，3为底流排放阀，4为装斜板群的上箱体，5为收集浓缩矿浆的锥斗，6为底流管，7为底流排放事故阀，8为给矿，9为溢流，10为底流，11为底流排放口； 

图4是本发明中Δh与V2的关系图。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。 

实施例1 

如图3所示，一种减小底流阀门磨损程度的斜板浓密机，包括斜板群1、底流排放阀3、装斜板群的上箱体4、收集浓缩矿浆的锥斗5和底流管6，所述的斜板群1、收集浓缩矿浆的锥斗5和底流管6依次相连，还包括底流倒虹吸管2和底流排放事故阀7，所述的底流排放阀3通过底流倒虹吸管2与底流管6相连，所述的底流管6上还连有底流排放事故阀7，所述的底流倒虹吸管2与水平面的夹角为30°，高度为2米，所述的底流排放阀为3个。所述的底流倒虹吸管2为软管。 

一种基于上述的斜板浓密机来减小底流阀门磨损程度的方法，该方法是：斜板浓密机开机前将底流排放事故阀7关闭，打开所有的底流排放阀3，然后开启斜板浓密机给矿8，矿浆从给矿区进入斜板浓密机，经过斜板群1浓密澄清后，清水成为溢流9，脱水后的浓矿浆集中到收集浓缩矿浆的锥斗5，并通过底流管6和底流倒虹吸管2产生倒虹吸现象，使底流10从底流排放阀3排出，矿浆首先从最低的底流排放阀3排出，因为最底一级的底流排放阀3位置很接近底流管6，故矿石颗粒还未来得及沉死就被倒虹吸出去。等到更高一级的底流排放阀3开始排出底流矿浆时，低一级的底流排放阀3便可以关闭；如此顺序不断关闭相对位置较低的底流排放阀3，直至斜板浓密机灌满矿浆后，再根据对底流量的需要调整底流排放阀3的开启情况，这个过程可以很方便地用自控系统实现；如果遇到选厂停产或其它事故时，直接开启斜板浓密机的底流排放事故阀7大量排放。底流倒虹吸管2的管径和底流排放阀3的高度以及间隔需事先计算好， 做到在使用中底流排放阀3全开，并且底流矿浆的流速尽量小，这种设计是灵活多样的，图3只是一个原理示意图。 

实施例2 

实施例2与实施例1的区别在于：所述的底流倒虹吸管2与水平面的夹角为70°，高度为10米，所述的底流排放阀为15个。所述的底流倒虹吸管2为硬管。 

实施例3 

实施例3与实施例1的区别在于：所述的底流倒虹吸管2与水平面的夹角为50°，高度为4米，所述的底流排放阀为20个。 

实施例4 

如图3所示，实施例4与实施例1的区别在于：所述的底流倒虹吸管2与水平面的夹角为45°，高度为7米，所述的底流排放阀为8个。 

发明人采用了一台高度2060mm(从斜板浓密机液面至底流管的垂直高度)的试验型斜板浓密机进行效果试验，处理的矿浆为云南某铜矿尾矿，细度为74微米的占65％。其底流倒虹吸管采用软管便于高度调节，试验数据见表1。 

表1： 

注：Δh为斜板浓密机液面与底流排放口的液位差值。 

将Δh与V²的关系作图发现，二者基本成线性关系，符合伯努利定理，见图4。由于斜板浓密机的底流浓度大于给矿浓度，即倒虹吸管中的矿浆浓度高于斜板浓密机中的矿浆浓度，故图4中的线性拟合曲线向下延长后不通过坐标的(0，0)点。图4的规律清楚地显示出斜板浓密机液面与底流排放口的液位差值越小，底流的排放速度越小，就对底流排放阀的磨损越小。 

前述的攀枝花地区某钒钛磁铁矿硬度高，斜板浓密机的底流阀门磨损很快，这是急需解决问题。发明人将本发明技术应用于该斜板浓密机底流排放，情况如下所述。 

该斜板浓密机从液面至原底流阀的液位差达到8.9米，用伯努力方程计算其底流矿浆通过底流阀的流速为1320cm/s，采用的耐磨阀门只能维持2个星期就得更换。后采用本发明技术，将原底流管直径从DN50增大为DN200，从底流管引出一根DN80的底流倒虹吸管，该管上每隔1米安装一个底流排放阀。设备顺行后使用的底流排放阀与斜板浓密机内的矿浆液位差约700mm，阀门全开能满足底流排放量。通过底流量和底流阀口径反算的底流矿浆流速为56cm/s。 

该斜板浓密机的底流倒虹吸排放装置于2014年2月中旬投入使用后，除中途一次3天时间的过滤机检修使斜板浓密机停机外，其余时间都在使用，至今(2014年5月)仍在正常使用中，并且底流阀提高后底流可自流进入下段工序，省去了底流泵。改造前的斜板浓密机DN50底流阀门，因矿浆流速太快只能小幅开启才能满足底流排放量，这也是阀门磨损快的原因之一。改造后的DN80底流阀为全开状态，加之矿浆流速大幅降低，故磨损很小，阀门的使用寿命很长，远远超出使用者的预期。 

Claims (5)

1.一种减小底流阀门磨损程度的斜板浓密机，包括斜板群、底流排放阀、装斜板群的上箱体、收集浓缩矿浆的锥斗和底流管，所述的斜板群、收集浓缩矿浆的锥斗和底流管依次相连，其特征在于还包括底流倒虹吸管和底流排放事故阀，所述的底流排放阀通过底流倒虹吸管与底流管相连，所述的底流管上还连有底流排放事故阀，所述的底流倒虹吸管与水平面的夹角为30~70°，高度为2~10米，所述的底流排放阀至少为3个。

2.根据权利要求1所述的减小底流阀门磨损程度的斜板浓密机，其特征在于所述的底流排放阀为3~15个。

3.根据权利要求1所述的减小底流阀门磨损程度的斜板浓密机，其特征在于所述的底流排放阀相邻两个的间距为0.5~1m。

4.根据权利要求1所述的减小底流阀门磨损程度的斜板浓密机，其特征在于所述的底流倒虹吸管为硬管或软管。

5.一种基于权利要求1所述的斜板浓密机减小底流阀门磨损程度的方法，其特征在于斜板浓密机开机前将底流排放事故阀关闭，打开所有的底流排放阀，然后开启斜板浓密机给矿，矿浆从给矿区进入斜板浓密机，经过斜板群浓密澄清后，清水成为溢流，脱水后的浓矿浆集中到收集浓缩矿浆的锥斗，并通过底流管和底流倒虹吸管产生倒虹吸现象，使底流从底流排放阀排出，矿浆首先从最低的底流排放阀排出，等到更高一级的底流排放阀开始排出底流矿浆时，低一级的底流排放阀便可以关闭；如此顺序不断关闭相对位置较低的底流排放阀，直至斜板浓密机灌满矿浆后，再根据对底流量和底流浓度的需要调整底流排放阀的开启情况，底流阀位置越高排放量越小，底流浓度越高；如果遇到选厂停产或其它事故时，直接开启斜板浓密机的底流排放事故阀大量排放。