CN105056620A - 一种铁精矿粉快速脱水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁精矿粉快速脱水系统，属于冶金行业选矿技术领域。本发明的脱水系统，包括沉淀池、过滤装置、高压吹气装置、吹气管和太阳能加热装置，其中：沉淀池包括矿浆进料口、矿浆隔条板、沉淀池排矿口和沉淀池斜坡底；矿浆进料口开在沉淀池顶端一侧位置，沉淀池排矿口开在沉淀池另一侧侧壁的底部；矿浆隔条板设置在沉淀池排矿口内侧；沉淀池的底部为带有左高右低倾角的沉淀池斜坡底，倾角坡度为1～3％；过滤装置设置在矿浆隔条板的内侧；高压吹气装置通过吹气管向沉淀池内的铁精矿粉吹气；太阳能加热装置设置在沉淀池的顶部。本发明实现了中小型铁矿山选矿厂铁精矿粉在沉淀池中快速脱水且投资少、终产品水分含量低的目的。
Description
技术领域
本发明属于冶金行业选矿技术领域，具体说是在冶金矿山选矿厂产品中的一种铁精矿粉快速脱水系统。
背景技术
冶金行业铁矿山选矿厂在生产过程中获得的产品—铁精矿粉都是以矿浆的形式存在的，作为最终销售的产品时，水分含量应控制在10％以下才能满足产品质量和外部运输的要求，因而，对于铁精矿必须进行脱水处理。铁精矿粉脱水系统是选矿厂生产流程中一个重要环节，对于大中型选矿厂而言，通常设计一座精矿过滤厂房，内部需要安装多台真空过滤机或压滤机等脱水设备，以解决铁精矿粉脱水问题，有些甚至还要安装浓缩磁选机或浓密机等其他配套脱水设备。建一套这种完善的过滤系统对铁精矿粉进行过滤脱水效果固然良好，但需要投入大量的建设资金、占用较大面积的场地，同时其脱水工艺生产成本也比较高。
目前由于全球铁矿石价格出现了断崖式下跌，选矿厂经济效益明显下降，有的甚至出现严重亏损现象，降低选矿厂生产成本是目前企业保生存的关键所在。而铁精矿粉过滤脱水环节成本约占选厂成本5～10％，尤其对于一些中小型矿山选矿厂，由于其生产流程比较简单，产品粒度比较粗，经济效益本来就很差，若在铁精粉脱水环节上建一套这种完善的过滤系统对铁精矿粉进行脱水，就会给企业增加较大成本。采用一种简易、高效、实用、投资省的脱水办法，无疑是选矿企业降低成本、提高经济效益的有效途径。
目前很多中小型矿山选矿厂为节省精矿脱水系统建设投资，一般不建这种过滤系统，也不购买过滤脱水设备，通常在选矿厂附近建大型精矿沉淀池，让铁精矿粉在沉淀池中自然沉降，通过排出上部清水，达到精矿脱水目的。但由于铁精粉颗粒比较细，精矿沉淀速度较慢，池中下部水分一般难以渗透排出，最终产品中水分含量高达15～20％，脱水效果并不明显，无法满足铁精粉外部运输要求；同时，由于沉淀时间比较长，一个沉淀池循环一次至少需要3天，选矿厂只能依靠建造多座沉淀池轮换使用，才能满足生产要求，沉淀池数量多不仅占用了大量的场地，而且不利于生产管理，更不利于提高选厂过滤效率和企业经济效益。
采用沉淀池对铁精矿进行脱水，脱水工艺简单，投资少，运行成本低，多数选矿企业都比较习惯使用，但必须发明一种新的方法，解决精矿沉淀池沉淀脱水时间长和脱水效果差的问题，这样才能保证生产的铁精粉水分含量满足产品质量要求，也有利于选矿企业经济效益的提高。
中国专利公开号CN203954865U，公开日2014.11.26，公开了一种铁精矿浆脱水系统，包括分配桶、陶瓷过滤机、高位水箱、浓缩池、污水池、工艺沉淀池、第一收集池、重力式过滤器以及清水池；其中，分配桶和浓缩池分别与矿浆主管相连以接收矿浆主管中的铁精矿浆；浓缩池通过底流泵与分配桶相连以将浓缩后的铁精矿浆输送至分配桶中；陶瓷过滤机与分配桶相连；污水池分别与浓缩池和陶瓷过滤机相连；污水池、工艺沉淀池、第一收集池、重力式过滤器、清水池、高位水箱以及陶瓷过滤机依次相连；以及，第一收集池通过清水泵分别与底流泵和浓缩池相连，以为底流泵和浓缩池提供反清洗用水。该实用新型使用了陶瓷过滤机、重力式过滤器等设备，初始投资较大，且生产成本也较高。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术中存在铁精矿粉在沉淀池中脱水速度慢、最终产品水分含量高、生产效率低、现有脱水系统投资较大、生产成本高的问题，本发明提供了一种铁精矿粉快速脱水系统。实现了中小型铁矿山选矿厂铁精矿粉在沉淀池中快速脱水且投资少、终产品水分含量低的目的。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种铁精矿粉快速脱水系统，包括沉淀池、过滤装置、高压吹气装置、吹气管和太阳能加热装置，其中：沉淀池包括矿浆进料口、矿浆隔条板、沉淀池排矿口和沉淀池斜坡底；矿浆进料口开在沉淀池顶端一侧位置，沉淀池排矿口开在沉淀池另一侧侧壁的底部；矿浆隔条板设置在沉淀池排矿口内侧；沉淀池的底部为带有左高右低倾角的沉淀池斜坡底，倾角坡度为1～3％；过滤装置设置在矿浆隔条板的内侧；高压吹气装置通过吹气管向沉淀池内的铁精矿粉吹气；太阳能加热装置设置在沉淀池的顶部。
进一步的方案，过滤装置为紧贴矿浆隔条板内侧固定设置的滤布；沉淀池为4个，并排连接呈一体式结构。
进一步的方案，过滤装置为带有网眼的矿浆隔条板。
进一步改进的方案，太阳能加热装置包括集热层、贮热层和导热棒；呈集热层在外、贮热层在内设置，并固定连接呈一体式结构；导热棒的固定端垂直插入贮热层内部并和集热层固定连接，自由端垂直插入沉淀池内的铁精矿粉内部。
进一步改进的方案，还包括设置在沉淀池排矿口外侧的溢流排水沟；高压吹气装置和吹气管通过排气软管连接，吹气管为镀锌钢管。
进一步改进的方案，适用于铁精矿粉的含铁品位为62％以上、产品粒度为－200目80％以下。
进一步改进的方案，吹气管为若干个，均匀分布于铁精矿粉内部，并联后和排气软管连通，吹气压力≥0.6MPa。
进一步改进的方案，沉淀池斜坡底的倾角坡度为2％；集热层为平板太阳能集热器；导热棒为伸缩式导热棒。
进一步改进的方案，沉淀池池壁内壁材质为金属，外壁材质为混凝土。
进一步改进的方案，高压吹气装置为空气压缩机；导热棒为若干个，均匀分布于贮热层的内面。
3.有益效果
采用本发明，具有如下有益效果：
(1)本发明的铁精矿粉快速脱水系统，通过建几座长方形带斜坡底的混凝土沉淀池，加上一套高压吹气装置，人工将接入高压吹气装置的吹气管末端从沉淀池子上端向下端依次插入池中进行“加压吹气”，池中多余的水分会随着池内气流浮出沉淀池表面，适当静置一段时间，待池子表面清水全部排出后，沉淀池斜坡底倾角坡度为1～3％，提供沉淀出水的重力；静置的同时，在太阳能加热装置的加热作用和铁精矿自身的导热作用下，剩余水分也被烘干，池中铁精矿粉水分含量即可达到10％甚至更低，即可清卸排料，充分利用了铁精矿粉密度大不容易吸水而附着在铁精矿粉表面的水分相对较多、形状不规则而造成间隙相对较大形成空气流通通道以及铁精矿自身的导热作用的原理，从而比较容易的将铁精矿粉表面的水分脱除，经测算，比单独静置沉淀生产效率提高80％以上，沉淀池、高压吹气装置和太阳能加热装置三者的协同式结合，在铁精矿石的脱水问题上取得了意想不到的技术效果，相对于过滤机脱水系统，整个装置简单，设施投资省，占地面积小，操作方便，能够大幅降低投资和生产成本；
(2)本发明的铁精矿粉快速脱水系统，矿浆隔条板和滤布的设置，机动灵活，根据沉淀池排矿口的大小调整矿浆隔条板的数量，并根据铁精矿粉的粒度调整滤布目数；沉淀池为4个，并排连接呈一体式结构，能够重复循环生产，无间隔，4个沉淀池一班，无需过多的沉淀池，工作面无需再过大的展开，投资减少；且长期稳定，工人劳动强度低，为企业创造更好的收益；
(3)本发明的铁精矿粉快速脱水系统，过滤装置为带有网眼的矿浆隔条板，省略了滤布，而不用频繁的更换滤布；
(4)本发明的铁精矿粉快速脱水系统，集热层收集太阳能热量、导热棒向铁精矿粉内部直接传递热量、贮热层贮存剩余的热量，并在需要时向导热棒传递热量，导热棒在传递热量时，无需要进行热量的介质转换而直接传递，避免了太阳能热量没必要的能量转换时的损耗，热量利用率高，在沉淀池不处理矿粉时，贮热层才开始工作以贮备热量并可随时使用；三者协同作用，互补性强，能够起到意想不到的技术效果；
(5)本发明的铁精矿粉快速脱水系统，溢流排水沟的使用，铁精矿粉脱除的水能够循环使用，避免水资源的浪费；排气软管的使用，可以让吹气管随意变换方向和位置，能够在沉淀池内任意位置使用，提高吹气的均匀效果；镀锌钢管坚固耐用并耐热，便于在铁精矿粉内抽插和移动；
(6)本发明的铁精矿粉快速脱水系统，适用于铁精矿粉的含铁量为62％以上，铁的含量越高，其热量的传导效果越好，铁精矿粉内的结合水分越少，表面水分越容易被吹气管吹掉或吸收热量气化，脱水效率也就越高；
(7)本发明的铁精矿粉快速脱水系统，吹气管为若干个，提高吹气的均匀性，近而提高脱水速率；吹气压力≥0.6MPa，是发明人根据铁精矿粉的矿浆粒度所测定的最小吹气压力，压力再小，矿粉表面水分受力过小而影响脱水效果；
(8)本发明的一种铁精矿粉快速脱水系统的脱水方法，沉淀池斜坡底的坡度为2％，是发明人根据铁精矿粉的矿浆粒度和沉淀速率所设置的最优坡度，坡度再大，影响沉淀池的投料量，再小则水分不容易排出；平板太阳能集热器能够更加有效的利用沉淀池项有限的收集面对太阳能进行收集；伸缩式导热棒可避免清卸排料时损伤导热棒；
(9)本发明的一种铁精矿粉快速脱水系统的脱水方法，沉淀池池壁内壁材质为金属，需要在池壁内增加电加热器时，可以增加热量的传导效果，外壁材质为混凝土，热量流失慢，避免热量无谓的浪费；
(10)本发明的一种铁精矿粉快速脱水系统，导热棒为若干个，进一步的使热量在铁精矿粉内的均匀分布；空气压缩机的设置，投资成本小，效率高。
附图说明
图1为本发明的俯视示意图；
图2为发明的侧视断面示意图。
示意图中的标号说明：1、高压吹气装置；2、沉淀池；3、吹气管；5、太阳能加热装置；6、过滤装置；9、溢流排水沟；11、铁精矿粉；12、排气软管；25、矿浆进料口；26、滤布；27、矿浆隔条板；28、沉淀池排矿口；29、沉淀池斜坡底；51、集热层；52、贮热层；53、导热棒。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例的一种铁精矿粉快速脱水系统，如图1所示，包括沉淀池2、过滤装置6、高压吹气装置1、吹气管3和太阳能加热装置5，其中：沉淀池2包括矿浆进料口25、矿浆隔条板27、沉淀池排矿口28和沉淀池斜坡底29；矿浆进料口25开在沉淀池2顶端左侧位置，沉淀池排矿口28开在沉淀池2右侧侧壁的底部；矿浆隔条板27设置在沉淀池排矿口28内侧；沉淀池2的底部为带有左高右低倾角的沉淀池斜坡底29，倾角坡度为1％；高压吹气装置1通过吹气管3向沉淀池2内的铁精矿粉11吹气；太阳能加热装置5设置在沉淀池2的顶部。沉淀池2为长方形池体，规格为9.0m*4.5m*4.2m，材质为混凝土，沉淀池排矿口28规格为2.0m*2.0m；过滤装置6为紧贴矿浆隔条板27固定设置的滤布26，矿浆隔条板27规格为2.0m*0.4m，数量为4个，在沉淀池排矿口28的外侧设置溢流排水沟29，溢流排水沟29和水处理池相通，处理后，循环利用，避免水资源的浪费和污染。
本实施例的一种铁精矿粉快速脱水系统，通过建几座长方形带斜坡底的混凝土沉淀池，加上一套高压吹气装置1，人工将接入高压吹气装置1的吹气管3末端从沉淀池2上端向下端依次插入池中进行“加压吹气”，池中多余的水分会随着池内气流浮出沉淀池表面，适当静置一段时间，待池子表面清水全部排出后，沉淀池斜坡底29倾角坡度为1％，提供沉淀出水的重力；静置的同时，在太阳能加热装置5的加热作用和铁精矿自身的导热作用下，剩余水分也被烘干，池中铁精矿粉11水分含量即可达到10％甚至更低，即可清卸排料，充分利用了铁精矿粉11密度大不容易吸水而附着在铁精矿粉11表面的水分相对较多、形状不规则而造成间隙相对较大形成空气流通通道以及铁精矿自身的导热作用的原理，从而比较容易的将铁精矿粉11表面的水分脱除，经测算，比单独静置沉淀生产效率提高80％以上，沉淀池2、高压吹气装置1和太阳能加热装置5三者的协同式结合，在铁精矿石的脱水问题上取得了意想不到的技术效果，相对于过滤机脱水系统，整个装置简单，设施投资省，占地面积小，操作方便，能够大幅降低投资和生产成本。
实施例2
本实施例的一种铁精矿粉快速脱水系统，其基本结构同实施例1，改进之处在于：如图1所示，沉淀池2为4个，并排连接呈一体式结构；过滤装置6为带有网眼的矿浆隔条板27；如图2所示，太阳能加热装置5包括集热层51、贮热层52和导热棒53；呈集热层51在外、贮热层52在内设置，并固定连接呈一体式结构；导热棒53的固定端垂直插入贮热层52内部并和集热层51固定连接，自由端垂直插入沉淀池2内的铁精矿粉11内部，集热层51为平板太阳能集热器；导热棒53为伸缩式导热棒，每个沉淀池2内为3排，每排8根，进一步的提高热量在铁精矿粉11内的均匀分布；高压吹气装置1为空气压缩机，和吹气管3通过排气软管12连接，吹气管3为镀锌钢管；沉淀池斜坡底10的倾角坡度为2％；吹气管3为4个，均匀分布于铁精矿粉11内部，并联后和空压机的排气软管12连通，吹气压力为0.9MPa。应用于的铁精矿粉11的含铁品位为68％、产品粒度为－200目80％以下。
本实施例的一种铁精矿粉快速脱水系统，过滤装置6为带有网眼的矿浆隔条板27，省略了滤布26，而不用频繁的更换滤布26；沉淀池2为4个，并排连接呈一体式结构，能够重复循环生产，无间隔，4个沉淀池2一班，无需过多的沉淀池，工作面无需再过大的展开，投资减少；集热层51收集太阳能热量、导热棒53向铁精矿粉内部直接传递热量、贮热层52贮存剩余的热量，并在需要时向导热棒53传递热量，导热棒53在传递热量时，无需要进行热量的介质转换而直接传递，避免了太阳能热量没必要的能量转换时的损耗，热量利用率高，在沉淀池2不处理矿粉时，贮热层52才开始工作以贮备热量并可随时使用；平板太阳能集热器能够更加有效的利用沉淀池项有限的收集面对太阳能进行收集；伸缩式导热棒可避免清卸排料时损伤导热棒；溢流排水沟29的使用，铁精矿粉脱除的水能够循环使用，避免水资源的浪费；排气软管12的使用，可以让吹气管随意变换方向和位置，能够在沉淀池内任意位置使用，提高吹气的均匀效果；镀锌钢管坚固耐用并耐热，便于在铁精矿粉内抽插和移动；适用于铁精矿粉的含铁量为68％，铁的含量越高，其热量的传导效果越好，铁精矿粉内的结合水分越少，表面水分越容易被吹气管吹掉或吸收热量气化，脱水效率也就越高；空气压缩机的设置，投资成本小，效率高。
本实施例的一种铁精矿粉快速脱水系统，经测算，相比实施例1，脱水效率进一步提高了50％以上。
实施例3
本实施例的一种铁精矿粉快速脱水系统，其基本结构同实施例2，不同之处在于：在池周壁内增加电加热器，沉淀池2池壁内壁材质为金属，增加热量的传导效果，外壁材质为混凝土，热量流失慢，避免热量无谓的浪费。沉淀池斜坡底29倾角坡度为3％。
本实施例的一种铁精矿粉快速脱水系统，池周壁内增加电加热器，虽然增加了初始投资，但生产成本能够有效降低，而且在没有太阳能贮存的情况下也可进行加热，具体使用可也可以不用沉淀池2周壁的电加热器，降低整个系统的装载总量，但生产效率不会降低，提高了整个系统的通用性。
实施例4
本实施例的一种铁精矿粉快速脱水系统，其基本结构同实施例2，改进之处在于：导热棒53不可伸缩，在其周壁垂直均匀设置金属杆，并使之形成搅拌器，导热的同时，对铁精矿粉进行搅拌，以便热量的均匀分布，进而使脱水更加均匀，进一步提高脱水效率。
Claims (10)
1.一种铁精矿粉快速脱水系统，包括沉淀池(2)、过滤装置(6)，其特征在于，还包括高压吹气装置(1)、吹气管(3)和太阳能加热装置(5)，其中：
所述沉淀池(2)包括矿浆进料口(25)、矿浆隔条板(27)、沉淀池排矿口(28)和沉淀池斜坡底(29)；矿浆进料口(25)开在沉淀池(2)顶端一侧位置，沉淀池排矿口(28)开在沉淀池(2)另一侧侧壁的底部；矿浆隔条板(27)设置在沉淀池排矿口(28)内侧；沉淀池(2)的底部为带有左高右低倾角的沉淀池斜坡底(29)，倾角坡度为1～3％；
所述过滤装置(6)设置在矿浆隔条板(27)的内侧；
所述高压吹气装置(1)通过吹气管(3)向沉淀池(2)内的铁精矿粉(11)吹气；
所述太阳能加热装置(5)设置在沉淀池(2)的顶部。
2.根据权利要求1所述的铁精矿粉快速脱水系统，其特征在于：所述过滤装置(6)为紧贴矿浆隔条板(27)内侧固定设置的滤布(26)；所述沉淀池(2)为4个，并排连接呈一体式结构。
3.根据权利要求1所述的铁精矿粉快速脱水系统，其特征在于：所述过滤装置(6)为带有网眼的矿浆隔条板(27)。
4.根据权利要求1或2或3所述的铁精矿粉快速脱水系统，其特征在于：所述太阳能加热装置(5)包括集热层(51)、贮热层(52)和导热棒(53)；呈集热层(51)在外、贮热层(52)在内设置，并固定连接呈一体式结构；所述导热棒(53)的固定端垂直插入贮热层(52)内部并和集热层(51)固定连接，自由端垂直插入沉淀池(2)内的铁精矿粉(11)内部。
5.根据权利要求4所述的铁精矿粉快速脱水系统，其特征在于：还包括设置在沉淀池排矿口(28)外侧并和水处理池相通的溢流排水沟(9)；所述高压吹气装置(1)和吹气管(3)通过排气软管(12)连接，吹气管(3)为镀锌钢管。
6.根据权利要求5所述的铁精矿粉快速脱水系统，其特征在于：适用于铁精矿粉(11)的含铁品位为62％以上、产品粒度为－200目80％以下。
7.根据权利要求5所述的铁精矿粉快速脱水系统，其特征在于：所述吹气管(3)为若干个，均匀分布于铁精矿粉(11)内部，并联后和排气软管(12)连通，吹气压力≥0.6MPa。
8.根据权利要求7所述的铁精矿粉快速脱水系统，其特征在于：所述沉淀池斜坡底(29)的倾角坡度为2％；所述集热层(51)为平板太阳能集热器；导热棒(53)为伸缩式导热棒。
9.根据权利要求8所述的铁精矿粉快速脱水系统，其特征在于：所述沉淀池(2)池壁内壁材质为金属，外壁材质为混凝土。
10.根据权利要求9所述的铁精矿粉快速脱水系统，其特征在于：所述高压吹气装置(1)为空气压缩机；所述导热棒(53)为若干个，均匀分布于贮热层(52)的内面。
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