CN113577845A

CN113577845A - 浓密机

Info

Publication number: CN113577845A
Application number: CN202110943071.5A
Authority: CN
Inventors: 赖伟; 郑伯坤; 尹贤刚; 刘婉莹
Original assignee: Changsha Institute of Mining Research Co Ltd
Current assignee: Changsha Institute of Mining Research Co Ltd
Priority date: 2021-08-17
Filing date: 2021-08-17
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2041-08-17
Also published as: CN113577845B

Abstract

本发明公开了一种浓密机，包括池体、吊装在池体顶部中心位置处的进料箱、竖直布置在池体轴心处的减压导水件，在池体顶部外沿处设有池体溢流堰，在进料箱顶部外沿处设有进料箱溢流堰，所述减压导水件上端贯穿进料箱布置，减压导水件顶部和池体溢流堰顶部均高于进料箱溢流堰布置，在减压导水件内设有振动组件，池体由减压导水件分隔成底部相连通的沉储区和振动区，振动区内的渗出水通过减压导水件溢流至进料箱内。本发明仅在减压导水件内布置有振动组件，能够提高尾砂浆体脱水速率，尾砂絮团能够长期稳定存储；振动脱水和压气活化造浆气泡均可通过减压导水件直接排至进料箱，不影响浓密机溢流水质；有活化造浆功能，浓密机沉砂板结事故处理效率高。

Description

浓密机

技术领域

本发明涉及矿山固废资源化利用技术领域，尤其涉及一种浓密机。

背景技术

金属矿山常用的充填骨料为尾砂(或称尾矿，包括分级尾砂和全尾砂)。主要充填工艺流程为来自选厂质量浓度较低(一般10～20％，经过高效浓密机时40～45％)的尾砂泵送至充填制备站的深锥浓密机，絮凝浓缩至较高浓度(55～80％左右)后排入搅拌系统，与胶凝材料混合搅拌(非胶结充填时可不加入胶凝材料)，形成合乎要求的充填料浆，通过钻孔和井下充填管道，自流或泵送至待充地点。

根据深锥浓密机结构和作业方式，其缺点是：

1、为了防止尾砂板结，实现尾砂浆体顺利放料等，一般均有耙架结构，造价占到整个浓密机50～80％以上。

2、深锥浓密机结构复杂，不能实现通用设计，大量部件为定制产品，配件需定向采购，自主维护难度高，建设投资和运营成本高。

3、尾砂添加絮凝剂后形成尾砂絮团，能够加速沉降，但是同时将水也包裹在了尾砂絮团内，深锥浓密机依靠随耙架转动的导水杆剪切破坏絮团，排出尾砂絮团内的水，提升底流排放质量浓度。排水杆系在泥层内持续运动，尾砂絮团被逐步破坏，粗细颗粒分离，当浓密机不能连续排料时，粗粒级尾砂快速沉降，汇聚于浓密机池底，浓密机恢复排料后，全部为粗粒级的物料，易引起堵管；长时间不排料时，易引起压耙事故。

4、由于添加絮凝剂，絮凝的尾砂团体保水性增强，相比尾砂自然沉降，尾砂絮凝沉降质量浓度降低2～8％，难以实现高浓度，因此深锥浓密机难以制备高浓度尾砂料浆。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种适用于充填系统工作制度不连续矿山的尾矿浆体浓密和存储，底部尾砂料浆排料浓度高的浓密机。

本发明提供的这种浓密机，包括池体、吊装在池体顶部中心位置处的进料箱、竖直布置在池体轴心处的减压导水件，在池体顶部外沿处设有池体溢流堰，在进料箱顶部外沿处设有进料箱溢流堰，所述减压导水件上端贯穿进料箱布置，减压导水件顶部和池体溢流堰顶部均高于进料箱溢流堰布置，在减压导水件内设有振动组件，池体由减压导水件分隔成底部相连通的沉储区和振动区，振动区内的渗出水通过减压导水件溢流至进料箱内。

所述减压导水件包括排水管和连接于排水管底部的减压罩。

所述振动组件包括竖直插装在减压罩下方的池体上的振动脱水助流杆，振动脱水助流杆上端伸入减压罩内布置。

所述振动组件包括竖直插装于排水管内且底部伸出减压罩布置的振动导水杆。

所述振动组件包括插装在减压罩下方的池体上的振动脱水助流杆和竖直插装于排水管内且底部伸出减压罩布置的振动导水杆。

所述池体包括上圆柱段、下圆柱段、以及连接上圆柱段和下圆柱段的倒圆台段，下圆柱段底部封口，所述减压罩布置于下圆柱段正上方，所述振动脱水助流杆呈环形阵列的布置于倒圆台段的池体上，所述振动脱水助流杆在倒圆台段上向池体中心上方倾斜布置。

所述池体采用平底式结构，所述振动脱水助流杆呈环形阵列的竖直布置于减压罩正下方的池体上。

在沉储区底部的池体壁上设有若干面向池体轴心布置的积料助推喷嘴。

在减压罩水平投影面内的池体底部壁面上设有若干造浆喷嘴。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、利用减压导水件将池体分为沉储区和振动区，在减压导水件内布置有振动组件，能够加速料浆内含水渗出，提高尾砂浆体脱水速率；减压导水件外不布置振动组件，并且没有机械部分，尾砂絮团能够长期稳定存储，避免板结，且沉储区无扰动；振动脱水通过减压导水件直接排至进料箱，能够达到稀释料浆的作用，上浮颗粒物能够再次絮凝沉降，不影响澄清水质，由于絮凝剂的作用，沉储区中的尾砂呈絮团结构，粗细粒级不分级，仓内粒级均匀；絮凝尾砂团保水性能好，整体浓度低，流动性强，仓储不易板结。

2、排料时，开启振动组件，利用振动杆的激振力破坏和/或挤压振动区的尾砂絮团，由于尾砂比重大于水比重，尾砂絮团内的水在振动区形成上升排放通道，提高浓密机尾砂料浆排料浓度；通过振动杆的振动作用，能够促进尾砂颗粒的紧密排布，降低孔隙率，提高浓密机尾砂料浆排料浓度；通过调整振动强度，可以控制放出浓度；同时振动具有助流作用，能够提高尾砂浆体的流动性能，保持排料的顺畅性。

3、高浓度尾砂料浆在振动组件的激振力的触变作用下，能够提高流动性能，保持排料的顺畅性，从而完成无耙设计，结构更简单，沉砂过程无动力消耗，无传动部件，可靠性高，规避了深锥浓密机压耙问题。

4、采用高压风动进行压气活化造浆时，气泡在活化砂浆的同时上升，在减压罩的阻隔及导向作用下，气泡通过减压导水件的排水管直排至浓密机上部，至最终破裂消解，不会造成沉储区内砂浆活化扰动。因压气造浆活化的减压导水件内部砂浆溢入进料箱二次絮凝沉降，从而避免压气造浆导致浓密机跑浑现象，使得压气活化造浆过程中仍能保持浓密机溢流水质量。

5、浓密机具有风和/或水活化造浆手段，在浓密机板结严重时，沉储区和振动区协同全仓压气活化造浆，或者风水联动活化造浆，快速消除浓密机板结事故，为高浓度尾矿浆体长时储存创造了条件；同时具备振动组件触变活化功能，保障高浓度尾矿料浆稳定放砂；可实现想停就停，即开即充。

6、浓密机池体底部布置有喷嘴口指向放料口的积料助推喷嘴，能够提高浓密机的有效利用容积。

7、浓密机不排放底流时，振动组件不工作，无能耗，尾矿浆体呈絮团存储于池体内，尾矿浆体不宜发生板结，便于长期存储，浓密机底流排放时均质性好。

8、振动导水杆振动使其周边形成空间，形成导水通道，有利于尾砂浆体内渗出水快速上升脱出，从而提高料浆浓缩脱水速度和质量浓度。

本发明结构简单，能够实现通用设计，零配件通用，设备投资低，维护难度小，运营成本低。

附图说明

图1为本发明中实施例一的结构示意图。

图2为图1中振动脱水助流杆的结构示意图。

图3为图1中振动脱水助流杆的另一结构示意图。

图4为本发明中实施例二的结构示意图。

图5为本发明中实施例三的结构示意图。

图6为本发明中实施例四的结构示意图。

图7为本发明中实施例五的结构示意图。

图中示出的标记及所对应的构件名称为：

1、池体；11、池体溢流堰；12、沉储区；13、振动区；14、上圆柱段；15、下圆柱段；16、倒圆台段；17、底流排料管；18、固定座；

2、进料箱；21、进料箱溢流堰；

3、减压导水件；31、排水管；32、减压罩；

4、振动组件；41、振动脱水助流杆；42、振动导水杆；411、偏心振子；412、变频电机；413、护套；414、密封橡胶套；415、固定套；416、弹簧；417、柔性联轴器；418、密封圈；

5、积料助推喷嘴；

6、造浆喷嘴；

7、密封填料；

8、压紧环。

具体实施方式

实施例一

从图1可以看出，本实施例这种浓密机，包括池体1、进料箱2、减压导水件3和振动组件4，

池体1包括上圆柱段14、下圆柱段15、以及连接上圆柱段14和下圆柱段15间的倒圆台段16，下圆柱段15底部封口，在上圆柱段14顶部外沿处设有池体溢流堰11，在下圆柱段15的外壁上水平安装有与其内部相连通的底流排料管17，

进料箱2通过吊杆吊装在池体1顶部中心位置处，在进料箱2顶部外沿处设有进料箱溢流堰21，

减压导水件3通过支架竖直固定在池体1内部轴心位置处，该减压导水件3呈上下贯通状，并包括排水管31和连接于排水管31底部的减压罩32，排水管31上端贯穿进料箱2布置，减压罩32布置于下圆柱段15正上方，排水管31顶部和池体溢流堰11顶部均高于进料箱溢流堰21布置，池体1由减压导水件3分隔成底部相连通的沉储区12和振动区13，

振动组件4包括若干置于减压导水件3内的振动脱水助流杆41组成，各振动脱水助流杆41呈环形阵列的竖直插装在减压罩32下方的倒圆台段16的池体1上，各振动脱水助流杆41的上端均伸入减压罩32内布置。

在本发明中，排水管31顶部高于进料箱溢流堰21布置，振动区13内的渗出水将通过减压导水件3溢流至进料箱2内，不影响池体1内沉降区和压缩区作用，不影响澄清区水质；池体溢流堰11顶部高于进料箱溢流堰21布置，池体1澄清区内的水将通过进料箱溢流堰21溢流至进料箱2内，实现澄清水的再利用。

在使用本发明放砂时，开启振动脱水助流杆41，利用振动脱水助流杆41的激振力破坏和/或挤压尾砂絮团，排出尾砂絮团内的水，提高浓密机底流尾砂料浆排放质量浓度；同时高浓度尾砂料浆在激振力的触变作用下，使高浓度料浆具有流动性。

从图1可以看出，在沉储区12底部的倒圆台段16的池壁上环形间隔布置有若干面向池体1轴心布置的积料助推喷嘴5。在浓密机积料时开启积料助推喷嘴5，水力作用将堆积的尾砂推向砂仓中部，提高砂仓的空间利用率，防止放砂粗砂积聚，造成浓密机板结。

从图1可以看出，在减压罩32水平投影面内的下圆柱段15的池底上设有若干高压风动和/或水动的造浆喷嘴6，造浆喷嘴6在池底上呈环状间隔交错布置。当造浆喷嘴6采用高压风动进行压气造浆时，气泡在活化砂浆的同时上升，在减压罩32的阻隔及导向作用下，气泡仅能通过减压导水件3的排水管31直排至浓密机上部，至最终破裂消解，不会造成沉储区12内砂浆活化扰动，从而避免压气造浆对浓密沉降的影响，能有效减少浓密机跑浑现象的发生。

在本发明中，造浆喷嘴6采用分区控制，可按照设计启动1个或多个。

从图2还可以看出，本实施例中的振动脱水助流杆41包括棒状空心外壳、置于棒状空心外壳内的偏心振子411、带动偏心振子411在棒状空心外壳内旋转产生振动的变频电机412，所述棒状空心外壳包括前后依次紧密连接的护套413、密封橡胶套44和固定套415，在密封橡胶套414内侧的护套413与固定套415之间连接有弹簧416，在振动区12的池体1壁上焊接有若干固定座18，固定套415间隙套装在固定座18内，护套413前端封闭并置于池体1内，在固定套415与固定座18间填充有密封填料7，在密封填料7外侧的固定座18上盖装有压紧环8，偏心振子411设于护套413内，变频电机412安装在池体1外侧的固定套415后端面上，变频电机412的输出端通过柔性联轴器417与偏心振子411的固定轴连接，柔性联轴器417的两端均与变频电机412和偏心振子411过盈配合，振动脱水助流杆41由变频电机412驱动，通过调节变频器频率值控制振动脱水助流杆41的激振强度。

使用时，变频电机412通过柔性联轴器417使偏心振子411转动，偏心振子411产生的离心力因柔性联轴器417的作用而由护套413承担，避免了偏心振子411产生的离心力会对变频电机412的输出端产生压力而增大了变频电机412的摩擦损耗。

从图3还可以看出，本实施例中振动脱水助流杆41的变频电机412采用微型变频电机，其与图2中振动脱水助流杆41的不同之处在于，偏心振子411和变频电机412均设于护套413内，变频电机412的输出端直接与偏心振子411的固定轴固接，在变频电机412外侧的护套413内设有密封圈418；振动脱水助流杆41由变频电机412驱动，通过调节变频器频率值控制振动杆的激振强度。

实施例二

从图4可以看出，本实施例与实施一的不同之处在于，振动组件4包括若干竖直插装于排水管31内的振动导水杆42，各振动导水杆42的底部均伸出减压罩32布置，振动导水杆42与实施一中振动脱水助流杆41的结构相同，振动导水杆42吊装于排水管31内。

在使用本发明放砂时，开启振动导水杆42，利用振动导水杆42的激振力破坏和/或挤压尾砂絮团，排出尾砂絮团内的水，提高浓密机底流尾砂料浆排放质量浓度；同时高浓度尾砂料浆在激振力的触变作用下，使高浓度料浆具有流动性；振动导水杆42振动使周边形成空间，形成导水通道，有利于料浆内含水脱出，提高料浆浓缩脱水速度和浓度。

实施例三

从图5可以看出，本实施例与实施二的不同之处在于，振动组件4包括振动脱水助流杆41和振动导水杆42，振动导水杆42竖直插装于排水管31内且各振动导水杆42的底部均伸出减压罩32布置；振动脱水助流杆41呈环形阵列的插装在减压罩32下方的倒圆台段16的池体1上，振动脱水助流杆41上端在倒圆台段16上向池体1中心上方倾斜布置，振动脱水助流杆41上端布置振动导水杆42外围。

在使用本发明放砂时，开启振动脱水助流杆41和振动导水杆42，利用振动脱水助流杆41和振动导水杆42的激振力破坏和/或挤压尾砂絮团，排出尾砂絮团内的水，提高浓密机底流尾砂料浆排放质量浓度；同时高浓度尾砂料浆在激振力的触变作用下，使高浓度料浆具有流动性。振动导水杆42振动使周边形成空间，形成导水通道，有利于料浆内含水脱出，提高料浆浓缩脱水速度和浓度。

实施例四

从图6可以看出，本实施例与实施三的不同之处在于，池体1采用平底式结构，在减压罩32下方的池体1上竖直安装有与其内部相连通的底流排料管17，振动组件4包括相互平行布置的振动脱水助流杆41和振动导水杆42，振动导水杆42竖直插装于排水管31内且各振动导水杆42的底部均伸出减压罩32布置；振动脱水助流杆41呈环形阵列的竖直插装在减压罩32下方的池体1上，振动脱水助流杆41上端伸入减压罩32布置，振动脱水助流杆41布置在振动导水杆42外围。

实施例五

从图7可以看出，本实施例与实施二的不同之处在于，池体1采用平底式结构，振动组件4包括若干竖直插装于排水管31内的振动导水杆42，各振动导水杆42的底部均伸出减压罩32布置。

在本发明中，振动组件4的振动动作可以是旋转、万向抖动、周期运动中一种或者组合。

Claims

1.一种浓密机，包括池体(1)、吊装在池体顶部中心位置处的进料箱(2)、竖直布置在池体轴心处的减压导水件(3)，在池体顶部外沿处设有池体溢流堰(11)，在进料箱顶部外沿处设有进料箱溢流堰(21)，其特征在于：所述减压导水件上端贯穿进料箱布置，减压导水件顶部和池体溢流堰顶部均高于进料箱溢流堰布置，在减压导水件内设有振动组件(4)，池体由减压导水件分隔成底部相连通的沉储区(12)和振动区(13)，振动区内的渗出水通过减压导水件溢流至进料箱内。

2.根据权利要求1所述的浓密机，其特征在于：所述减压导水件包括排水管(31)和连接于排水管底部的减压罩(32)。

3.根据权利要求2所述的浓密机，其特征在于：所述振动组件包括竖直插装在减压罩下方的池体上的振动脱水助流杆(41)，振动脱水助流杆上端伸入减压罩内布置。

4.根据权利要求2所述的浓密机，其特征在于：所述振动组件包括竖直插装于排水管内且底部伸出减压罩布置的振动导水杆(42)。

5.根据权利要求2所述的浓密机，其特征在于：所述振动组件包括插装在减压罩下方的池体上的振动脱水助流杆(41)和竖直插装于排水管内且底部伸出减压罩布置的振动导水杆(42)。

6.根据权利要求5所述的浓密机，其特征在于：所述池体包括上圆柱段、下圆柱段、以及连接上圆柱段和下圆柱段的倒圆台段，下圆柱段底部封口，所述减压罩布置于下圆柱段正上方，所述振动脱水助流杆呈环形阵列的布置于倒圆台段的池体上，所述振动脱水助流杆在倒圆台段上向池体中心上方倾斜布置。

7.根据权利要求5所述的浓密机，其特征在于：所述池体采用平底式结构，所述振动脱水助流杆呈环形阵列的竖直布置于减压罩正下方的池体上。

8.根据权利要求1所述的浓密机，其特征在于：在沉储区底部的池体壁上设有若干面向池体轴心布置的积料助推喷嘴(5)。

9.根据权利要求2所述的浓密机，其特征在于：在减压罩水平投影面内的池体底部壁面上设有若干造浆喷嘴(6)。