CN107522270A - 一种复合式磁化絮凝浓密装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合式磁化絮凝浓密装置，包括具有均匀给料功能的给料系统、对料浆进行磁化处理的磁化系统、内置絮凝沉降空间的沉降系统、用于导流和刮离沉砂的驱动系统、排出溢流和沉砂的排料系统和对装置进行固定和支撑的固定系统，其特征在于：所述给料系统包括给料管、中心给料筒和分料盘；所述磁化系统包括至少一个SN电控磁极对；所述沉降系统至少包括沉降筒；所述驱动系统至少包括电机、联轴器、中心轴、变径刮板和固定径刮板；所述固定系统至少包括端盖和底座；所述排料系统包括至少一个溢流管和至少一个底流管。本发明所述复合式磁化絮凝浓密装置，解决了现有絮凝浓密工艺中絮凝沉降速率低、给料不均、絮凝效果差、浓密效率低的问题。

Description

一种复合式磁化絮凝浓密装置
技术领域
本发明属于尾矿浓密污水处理领域，具体涉及一种复合式磁化絮凝浓密装置。
背景技术
选矿尾矿的浓密工艺受微细颗粒较低沉降速率影响，导致低浓度尾矿输送消耗大量电能，同时回水利用量减小且水质较差，在制约矿山经济效益的同时对土壤和水资源等环境造成了严重污染。作为应用在微细粒矿浆浓密相对较成熟的絮凝技术，尽管可增强尾矿的沉降速率和浓密效率，但单一絮凝药剂作用仍不能完全满足矿浆中微细颗粒沉降所需作用力。目前，现有尾矿浓密工艺中所采用的单一重力场浓密装置仍存在着给料不均、沉降紊流程度高、絮凝沉降速率低、溢流水质差、浓密效果差等问题。
污水磁化处理可实现在较强外磁场作用下，有效增强水的物化活性，减小微细颗粒表面的水化膜厚度和ζ电位值，加强微细颗粒和水的分离，作为经济而有效的污水处理措施，目前未能较好应用在矿山污水和尾矿浓密工艺中，相应的复合磁化水处理絮凝浓密装置也有待开发并应用在矿山尾矿浓密和矿山污水处理上。一种复合式磁化絮凝浓密装置可对提高浓密效率、提升回水质量具有重要意义，并可在减少水资源污染的同时，有效提高矿山或污水处理等工厂的经济效益。
发明内容
鉴于已有技术存在絮凝沉降速率低、浓密效果差的缺陷，本发明的目的是要提供一种复合式磁化絮凝浓密装置，该装置给料系统可均匀给入料浆，减弱沉降系统中的紊流强度。配置的磁化系统增强了矿浆和絮凝剂的相互作用，复合磁化处理使矿浆中较大极性水分子团中的水分子重新排列，促进较大水分子团变成较小水分子团或单个水分子，同时可使水分子中氢键发生松弛并断裂，减小水的黏度和表面张力，增强水的活性，减小矿浆中微细颗粒间的斥力，同时促使悬浮固体颗粒表面的吸附水层和类晶体结构改变，减小固体颗粒表面的水化膜厚度和ζ电位值，降低固体颗粒的稳定性，增强微细颗粒相互接触粘合概率，加速选矿尾矿中微细颗粒的絮凝沉降。驱动系统的配置可提升絮凝沉降速率，变径刮板和固定径刮板有效对底流沉砂进行及时排料。复合式磁化絮凝浓密装置通过所形成的磁场-重力复合场可有效提高尾矿浓密效率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种复合式磁化絮凝浓密装置。
本发明通过以下技术方案实现：
一种复合式磁化絮凝浓密装置，包括具有均匀给料功能的给料系统、对料浆进行磁化处理的磁化系统、内置絮凝沉降空间的沉降系统、用于导流和刮离沉砂的驱动系统、排出溢流和沉砂的排料系统和对装置进行固定和支撑的固定系统，
所述给料系统包括给料管、中心给料筒和分料盘；
所述磁化系统包括至少一个SN电控磁极对；
所述沉降系统至少包括沉降筒；
所述驱动系统至少包括电机、联轴器、中心轴、变径刮板和固定径刮板；
所述固定系统至少包括端盖和底座；
所述排料系统包括至少一个溢流管和至少一个底流管；
所述给料管与所述中心给料筒连通，固定安装于所述端盖上；所述中心给料筒顶部固定安装于所述端盖下方，下部位于所述沉降筒内；所述分料盘位于所述中心给料筒下方，所述分料盘中心与所述中心轴滑动连接；
所述SN电控磁极对的S磁极和N磁极相对的固定安装于所述中心给料筒上部外侧；
所述沉降筒顶部固定连接于所述端盖下方，底部固定连接于所述底座；
所述中心轴穿过所述端盖，所述中心轴底部与所述底座连接；所述电机通过所述联轴器与所述中心轴连接；所述变径刮板和所述固定径刮板位于所述沉降筒底部；所述中心轴穿过所述变径刮板和所述固定径刮板中心；
所述中心轴、所述中心给料筒和所述分料盘在径向位于所述沉降筒的中心；
所述电机驱动所述中心轴转动带动所述变径刮板和所述固定径刮板转动；
所述底座中心设置凹槽，所述变径刮板和所述固定径刮板均位于所述凹槽内；所述底座还包括至少一个与所述凹槽相连通的底流口；所述溢流管位于所述沉降筒的絮凝沉降区顶部与所述沉降筒连通，所述底流管接于所述底流口。
进一步地，在上述技术方案中，所述中心给料筒为二段式圆柱形筒，上段筒径为下段筒径的1.5～2倍。
进一步地，在上述技术方案中，所述分料盘为圆锥形。
进一步地，在上述技术方案中，用于磁化处理料浆的所述SN电控磁极对的磁场强度通过外接励磁调节电控柜进行调节。
进一步地，在上述技术方案中，所述电机通过电机支架固定连接于所述端盖上。
进一步地，在上述技术方案中，所述电机为竖直布置的可调速电机。
进一步地，在上述技术方案中，所述变径刮板包括三个长度不等的叶片，所述叶片竖直径向式布置，所述叶片末端设置轴向导流杆。
进一步地，在上述技术方案中，所述凹槽为二段式凹槽，所述凹槽直径由上至下逐渐减小。
进一步地，在上述技术方案中，所述变径刮板位于所述二段式凹槽的上段凹槽内；所述固定径刮板位于所述二段式凹槽的下段凹槽内。
本发明的有益效果为：
(1)本发明所述的复合式磁化絮凝浓密装置，通过变径式中心给料筒配置磁化系统对给入料浆进行磁化处理，改变料浆中水分子或水分子团形态结构和料浆中微细颗粒的物化特性，加速微细颗粒和水分子的分离，提高微细颗粒的絮凝沉降速率，解决了现有絮凝浓密工艺中絮凝沉降速率低的问题；
(2)本发明所述的复合式磁化絮凝浓密装置，与给料筒共同配置的锥形分料盘增加了布料均匀性，且减弱了给入料浆对沉降系统内流体的扰动性，解决了现有絮凝浓密工艺中给料不均的问题；
(3)本发明所述的复合式磁化絮凝浓密装置，变径刮板和固定径刮板的串联应用加速了合格底流沉砂的及时有效排出；增强絮凝沉降速率，提升溢流水质量，进而提高微细粒料浆浓密效率，尤其矿山尾矿的浓密效率，解决了现有絮凝浓密工艺中絮凝效果差、浓密效率低的问题；
(4)本发明所述的复合式磁化絮凝浓密装置，提高了矿山污水循环利用率，减少水污染，高浓度底流沉砂输运降低输运能耗并保护了矿山环境。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明作进一步详细的说明。
图1为实施例1所述复合式磁化絮凝浓密装置结构示意图；
图2为实施例1所述复合式磁化絮凝浓密装置结构示意图；
图3为实施例1所述复合式磁化絮凝浓密装置结构示意图；
图4为实施例1所述驱动系统部分结构示意图。
图中：1、联轴器，2、给料管，3、第一螺栓，4、第二螺栓，5、底流管，6、底座，7、电机，8、电机支架，9、端盖，10、第三螺栓，11、上法兰盘，12、溢流管，13、沉降筒，14、第四螺栓，15、下法兰盘，16、SN电控磁极对，17、中心给料筒，18、分料盘，19、中心轴，20、轴向导流杆，21、变径刮板，22、固定经刮板，23、凹槽，24、底流口，25、叶片。
具体实施方法
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
如图1-4所示，一种复合式磁化絮凝浓密装置，包括具有均匀给料功能的给料系统、对料浆进行磁化处理的磁化系统、内置絮凝沉降空间的沉降系统、用于导流和刮离沉砂的驱动系统、排出溢流和沉砂的排料系统和对装置进行固定和支撑的固定系统，
所述给料系统包括给料管2、中心给料筒17和分料盘18；
所述磁化系统包括至少一个SN电控磁极对16；
所述沉降系统至少包括沉降筒13；
所述驱动系统至少包括电机7、联轴器1、中心轴19、变径刮板21和固定径刮板22；
所述固定系统至少包括端盖9和底座6；
所述排料系统包括至少一个溢流管12和至少一个底流管5；
所述给料管2与所述中心给料筒17连通，固定安装于所述端盖9上；所述中心给料筒17顶部固定安装于所述端盖9下方，下部位于所述沉降筒内13；所述分料盘18位于所述中心给料筒17下方，所述分料盘18中心与所述中心轴19滑动连接；所述分料盘18与所述中心给料筒17下端的距离可调；
优选地，所述中心给料筒17顶部通过第一螺栓3连接于所述端盖9下方；
所述SN电控磁极对16的S磁极和N磁极相对的固定安装于所述中心给料筒17上部外侧；
所述沉降筒顶部固定连接于所述端盖下方，底部固定连接于所述底座；
优选地，所述沉降筒13包括上法兰盘11和下法兰盘15；所述上法兰盘11位于所述沉降筒13顶部，所述下法兰盘15位于所述沉降筒底部；所述上法兰盘11通过第二螺栓4与所述端盖9连接；所述下法兰盘15通过第四螺栓14与所述底座连接。
所述中心轴19穿过所述端盖9，所述中心轴19底部与所述底座6连接；所述电机7通过所述联轴器1与所述中心轴19连接；所述变径刮板21和所述固定径刮板22位于所述沉降筒13底部；所述中心轴19穿过所述变径刮板21和所述固定径刮板22中心；
所述中心轴19、所述中心给料筒17和所述分料盘18在径向位于所述沉降筒13的中心；
所述电机7驱动所述中心轴19转动带动所述变径刮板21和所述固定径刮板22转动；
所述底座6中心设置凹槽23，所述变径刮板21和所述固定径刮板22均位于所述凹槽23内；所述底座6还包括至少一个与所述凹槽23相连通的底流口24；所述溢流管12位于所述沉降筒13的絮凝沉降区顶部与所述沉降筒13连通，所述底流管5接于所述底流口24。
优选地，多个所述溢流管12呈圆周辐射方式均匀布置于所述沉降筒顶部；多个所述底流口24呈圆周辐射方式设置于所述底座侧壁。
进一步地，在上述技术方案中，所述中心给料筒17为二段式圆柱形筒，上段筒径为下段筒径的1.5～2倍。
进一步地，在上述技术方案中，所述分料盘18为圆锥形。
进一步地，在上述技术方案中，用于磁化处理料浆的所述SN电控磁极对16的磁场强度通过外接励磁调节电控柜进行调节。
进一步地，在上述技术方案中，所述电机7通过电机支架8固定连接于所述端盖9上。
进一步地，在上述技术方案中，所述电机7为竖直布置的可调速电机。
进一步地，在上述技术方案中，所述变径刮板21包括三个长度不等的叶片25，所述叶片25竖直径向式布置，所述叶片25末端设置轴向导流杆20。
进一步地，在上述技术方案中，所述凹槽23为二段式凹槽，所述凹槽23直径由上至下逐渐减小。
进一步地，在上述技术方案中，所述变径刮板21位于所述二段式凹槽的上段凹槽内；所述固定径刮板22位于所述二段式凹槽的下段凹槽内。
工作状态：微细粒料浆通过所述给料管2进入所述中心给料筒17，在所述中心给料筒17的导入流作用下，所述SN电控磁极对16对料浆进行磁化处理，所述SN电控磁极对16的磁场强度根据料浆浓度、料浆流速等物料特性通过外接励磁电控柜进行调节，磁场力改变其中水分子或分子团空间结构及其与微细矿物颗粒的相互作用力，达到减小料浆中水的黏度和表面张力物理特性，增强水的活性，减小矿浆中颗粒间的斥力，增大矿浆中微细粒颗粒的絮凝成团速率和沉降速率。
经过磁化处理的絮凝沉降料浆继续在重力作用下流向所述中心给料筒17下段筒体，通过所述分料盘18使经过磁化处理的料浆均匀的进入沉降系统，所述分料盘18为锥形，有利于均匀布料，同时减弱流速较高的给入料浆对沉降筒13内料浆絮凝沉降流动性的扰动，且所述分料盘18与所述中心给料筒17下端间距根据给料中颗粒物性参数和料浆给入速度可控调节，当料浆中絮体粒度较大、流入速度较小时，所述分料盘18与所述中心给料筒17下端间距增大，反之间距减小。
料浆进入所述沉降筒13的絮凝沉降区后，在所述沉降筒13轴向高度分区，由上及下分别形成澄清区、沉降区、过渡区、和压缩区，上层澄清区的溢流水通过多个所述溢流管12流出并循环利用，过渡区料浆在所述轴向导流杆20稳流作用变浓，所述沉降筒13底部的压缩区的浓料浆在所述变径刮板21作用下将不同径向位置的沉砂刮离至所述凹槽23的下段凹槽内，通过所述固定径刮板22将底流沉砂料浆经多个所述底流管5排出，完成微细粒稀料浆的絮凝浓密及分离。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，在上述技术方案中，所述磁化系统包括一个SN电控磁极对16。
进一步地，在上述技术方案中，所述排料系统包括一个溢流管12和一个底流管5；所述底座6上设置一个底流口24。
进一步地，在上述技术方案中，所述固定系统还包括电机支架8；用于固定所述电机7的所述电机支架8通过第三螺栓10连接于所述端盖9顶部。
通过上述实施例所述的技术方案，本发明所述的复合式磁化絮凝浓密装置，通过变径式中心给料筒配置磁化系统对给入料浆进行磁化处理，提高了微细颗粒的絮凝沉降速率，与给料筒共同配置的锥形分料盘增加了布料均匀性，变径刮板和固定径刮板的串联应用加速了合格底流沉砂的及时有效排出，解决了现有絮凝浓密工艺中絮凝沉降速率低、给料不均、絮凝效果差、浓密效率低的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方法，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合式磁化絮凝浓密装置，包括具有均匀给料功能的给料系统、对料浆进行磁化处理的磁化系统、内置絮凝沉降空间的沉降系统、用于导流和刮离沉砂的驱动系统、排出溢流和沉砂的排料系统和对装置进行固定和支撑的固定系统，其特征在于：
所述给料系统包括给料管、中心给料筒和分料盘；
所述磁化系统包括至少一个SN电控磁极对；
所述沉降系统至少包括沉降筒；
所述驱动系统至少包括电机、联轴器、中心轴、变径刮板和固定径刮板；
所述固定系统至少包括端盖和底座；
所述排料系统包括至少一个溢流管和至少一个底流管；
所述给料管与所述中心给料筒连通，固定安装于所述端盖上；所述中心给料筒顶部固定安装于所述端盖下方，下部位于所述沉降筒内；所述分料盘位于所述中心给料筒下方，所述分料盘中心与所述中心轴滑动连接；
所述SN电控磁极对的S磁极和N磁极相对的固定安装于所述中心给料筒上部外侧；
所述沉降筒顶部固定连接于所述端盖下方，底部固定连接于所述底座；
所述中心轴穿过所述端盖，所述中心轴底部与所述底座连接；所述电机通过所述联轴器与所述中心轴连接；所述变径刮板和所述固定径刮板位于所述沉降筒底部；所述中心轴穿过所述变径刮板和所述固定径刮板中心；
所述中心轴、所述中心给料筒和所述分料盘在径向位于所述沉降筒的中心；
所述电机驱动所述中心轴转动带动所述变径刮板和所述固定径刮板转动；
所述底座中心设置凹槽，所述变径刮板和所述固定径刮板均位于所述凹槽内；所述底座还包括至少一个与所述凹槽相连通的底流口；所述溢流管位于所述沉降筒的絮凝沉降区顶部与所述沉降筒连通，所述底流管接于所述底流口。
2.根据权利要求1所述的复合式磁化絮凝浓密装置，其特征在于：所述中心给料筒为二段式圆柱形筒，上段筒径为下段筒径的1.5～2倍。
3.根据权利要求1所述的复合式磁化絮凝浓密装置，其特征在于：所述分料盘为圆锥形。
4.根据权利要求1所述的复合式磁化絮凝浓密装置，其特征在于：用于磁化处理料浆的所述SN电控磁极对的磁场强度通过外接励磁调节电控柜进行调节。
5.根据权利要求1所述的复合式磁化絮凝浓密装置，其特征在于：所述电机通过电机支架固定连接于所述端盖上。
6.根据权利要求1所述的复合式磁化絮凝浓密装置，其特征在于：所述电机为竖直布置的可调速电机。
7.根据权利要求1所述的复合式磁化絮凝浓密装置，其特征在于：所述变径刮板包括三个长度不等的叶片，所述叶片竖直径向式布置，所述叶片末端设置轴向导流杆。
8.根据权利要求1所述的复合式磁化絮凝浓密装置，其特征在于：所述凹槽为二段式凹槽，所述凹槽直径由上至下逐渐减小。
9.根据权利要求8所述的复合式磁化絮凝浓密装置，其特征在于：所述变径刮板位于所述二段式凹槽的上段凹槽内；所述固定径刮板位于所述二段式凹槽的下段凹槽内。
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